Таблица плотностей металлов, сталей, чугунов и цветных сплавов
В первой таблице представлены плотности чистых металлов: алюминий, медь, никель, молибден и др. Скачать таблицу можно по этой ссылке
Во второй таблице представлены плотности сталей, чугунов и некоторых цветных сплавов, в т.ч. алюминиевых медных, титановых сплавов и т.д. Скачать таблицу с плотностями сталей, чугунов и цветных сплавов можно по этой ссылке
Плотность — это физическая величина, которая определяет отношение массы тела к занимаемому этим телом объему. Различают истинную плотность, которая не учитывает пустоты в теле и удельную плотность, которая рассчитывается, как отношение массы тела к его реальному объему
Таблица 1 — Плотности металлов
Металл
Плотность, г/см3
Алюминий
2,7
Ванадий
6,11
Висмут
9,8
Вольфрам
19,3
Железо
7,8
Золото
19,3
Кобальт
8,8
Кремний
2,3
Магний
1,74
Медь
8,93
Молибден
10,2
Никель
8,91
Ниобий
8,4
Олово
7,29
Свинец
11,35
Серебро
10,5
Тантал
16,6
Титан
4,5
Хром
7,2
Цинк
7,13
Таблица 2 — Плотности сталей, чугунов и некоторых цветных сплавов
Марка сплава
Плотность, г/см
3
Плотность некоторых конструкционных сталей
10
7,85
60
7,8
30ХГС
7,85
45Х
7,82
Плотность некоторых инструментальных сталей
У8
7,84
Р9К10
8,3
Х12М
7,7
Плотность сплавов чугуна
СЧ10
6,8
СЧ35
7,4
ЧВГ30
7,0
Плотность нержавеющих и коррозионостойких сталей
08Х18Н10
7,9
08Х13
7,76
20Х13
7,67
95Х18
7,75
Плотность некоторых алюминиевых сплавов
АЛ6
2,75
АК12
2,65
АК7ч
2,66
Д16
2,77
АК4-1
2,8
Плотность бронзовых сплавов
БрО10
8,8
БрС30
9,54
БрБ2
8,2
Плотность некоторых медно-никелевых сплавов
ВТ20
4,45
ОТ4
4,55
ВТ1-0
4,5
Быстрая резка металла лазером цена снижена на 15 процентов. . Перегородки легко и быстро устанавливаются
Плотность металлов и сплавов: таблица плотности при температуре 0
В таблице представлена плотность металлов и сплавов, а также коэффициент К отношения их плотности к плотности стали. Плотность металлов и сплавов в таблице указана в размерности г/см3 для интервала температуры от 0 до 50°С.
Плотность стали, чугуна и баббитов: сталь конструкционная, стальное литье, сталь быстрорежущая с содержанием вольфрама 5…18%; чугун антифрикционный, ковкий и высокопрочный, чугун серый; баббиты оловянные и свинцовые: Б88, 83, 83С, Б16, БН, БС6.
Приведем показательные примеры плотности различных металлов и сплавов. По данным таблицы видно, что наименьшую плотность имеет металл литий, он считается самым легким металлом, плотность которого даже меньше плотности воды — плотность этого металла равна 0,53 г/см3 или 530 кг/м3. А у какого металла наибольшая плотность? Металл, обладающий наибольшей плотностью — это осмий. Плотность этого редкого металла равна 22,59 г/см3 или 22590 кг/м3.
Следует также отметить достаточно высокую плотность драгоценных металлов. Например, плотность таких тяжелых металлов, как платина и золото, соответственно равна 21,5 и 19,3 г/см3. Дополнительная информация по плотности и температуре плавления металлов представлена в этой таблице.
Сплавы также обладают широким диапазоном значений плотности. К легким сплавам относятся магниевые сплавы и сплавы алюминия. Плотность алюминиевых сплавов выше. К сплавам с высокой плотностью можно отнести медные сплавы такие, как латуни и бронзы, а также баббиты.
Источник: Цветные металлы и сплавы. Справочник. Издательство «Вента-2». НН., 2001 — 279 с.
Таблицы плотности металлов и сплавов
Плотность это величина, определяющая отношения массы материала к занимаемому объему. В таблицах представлены значения плотности в г/см3 чистых металлов, нержавеющих и конструкционных сталей, сплавов цветных металлов. Величины усредненные и варьируются от среды и условий измерения.
Плотность чистых металлов
Наименование материала, марка
Плотность ρ, кг/м3
Алюминий
2700
Бериллий
1840
Ванадий
6500-7100
Висмут
9800
Вольфрам
19300
Галлий
5910
Гафний
13090
Германий
5330
Золото
19320
Индий
7360
Иридий
22400
Кадмий
8640
Кобальт
8900
Кремний
2550
Литий
530
Магний
1740
Медь
8940
Молибден
10300
Марганец
7200-7400
Натрий
970
Никель
8900
Олово
7300
Палладий
12000
Платина
21200-21500
Рений
21000
Родий
12480
Ртуть
13600
Рубидий
1520
Рутений
12450
Свинец
11370
Серебро
10500
Талий
11850
Тантал
16600
Теллур
6250
Титан
4500
Хром
7140
Цинк
7130
Цирконий
6530
Плотность черных металлов
Плотность нержавеющих сталей
Плотность сплавов цветных металлов
Плотность чугуна, значение и примеры
Плотность чугуна и другие его физические свойства
Углерод в составе чугуна может присутствовать в различных формах: в виде соединения состава Fe3C, называемого цементитом или в виде графита (пластинчатого, хлопьевидного или сферического), причем от формы графита в значительной мере зависят свойства чугуна. Он в очень малой степени способен к пластической деформации (в обычных условиях не поддается ковке), но обладает хорошими литейными свойствами. Чугун дешевле стали.
Выделяют белый, серый, высокопрочный и ковкий чугун. Плотность чугуна показана ниже:
Чугун
белый
серый
(СЧ 10 ГОСТ 1412-85)
высокопрочный
(ВЧ 35 ГОСТ 7293-85
ковкий
(КЧ 70-2 ГОСТ 1215-79)
7400 – 7750
6800
7200
7000
Белый чугун содержит весь углерод в виде цементите. Он обладает высокой твердостью, хрупок и поэтому имеет ограниченное применение. В основном он выплавляется для передела на сталь.
В сером чугуне углерод содержится главным образом в виде пластинок графита. Серый чугун (рис. 1) характеризуется высокими литейными свойствами (низкая температура кристаллизации, текучесть в жидком состоянии, малая усадка) и служит основным материалом для литья. Он широко применяется в машиностроении для отливки станин станков и механизмов, поршней, цилиндров. Кроме углерода, серый чугун содержит другие элементы. Важнейшие из них – это кремний и марганец. В большинстве марок серого чугуна содержание углерода лежит в пределах 2,4-3,8%, кремния 1-4% и марганца до 1,4%.
Рис. 1. Серый чугун. Внешний вид.
Высокопрочный чугун получают присадкой к жидкому чугуну некоторых элементов, в частности магния, под влиянием которого графит при кристаллизации принимает сферическую форму. Сферический графит улучшает механические свойства чугуна. Из высокопрочного чугуна изготовляют коленчатые валы, крышки цилиндров, детали прокатных станов, прокатные валки, насосы, вентили.
Ковкий чугун получают длительным нагреванием отливок из белого чугуна. Его применяют для изготовления деталей, работающих при ударных и вибрационных нагрузках. Пластичность и прочность ковкого чугуна обусловлены тем, что углерод находится в нем в форме хлопьевидного графита.
Примеры решения задач
Удельный вес металла. Таблица плотности металлов и сплавов
Таблицы плотности металлов и сплавов
Все металлы обладают определенными физико-механическими свойствами, которые, собственно говоря, и определяют их удельный вес. Чтобы определить, насколько тот или иной сплав черной или нержавеющий стали подходит для производства рассчитывается удельный вес металлопроката. Все металлические изделия, имеющие одинаковый объем, но произведенные из различных металлов, к примеру, из железа, латуни или алюминия, имеют различную массу, которая находится в прямой зависимости от его объема. Иными словами, отношение объема сплава к его массе — удельная плотность (кг/м3), является постоянной величиной, которая будет характерной для данного вещества. Плотность сплава рассчитывается по специальной формуле и имеет прямое отношение к расчету удельного веса металла.
Удельным весом металла называется отношение веса однородного тела из этого вещества к объему металла, т.е. это плотность, в справочниках измеряется в кг/м3 или г/см3. Отсюда можно вычислить формулу как узнать вес металла. Чтобы это найти нужно умножить справочное значение плотности на объем.
В таблице даны плотности металлов цветных и черного железа. Таблица разделена на группы металлов и сплавов, где под каждым наименованием обозначена марка по ГОСТ и соответствующая ей плотность в г/см3 в зависимости от температуры плавления. Для определения физического значения удельной плотности в кг/м3 нужно табличную величину в г/см3 умножить на 1000. Например, так можно узнать какова плотность железа — 7850 кг/м3.
Наиболее типичным черным металлом является железо. Значение плотности — 7,85 г/см3 можно считать удельным весом черного металла на основе железа. К черным металлам в таблице относятся железо, марганец, титан, никель, хром, ваннадий, вольфрам, молибден, и черные сплавы на их основе, например, нержавеющие стали (плотность 7,7-8,0 г/см3), черные стали (плотность 7,85 г/см3) в основном используют производители металлоконструкций в Украине, чугун (плотность 7,0-7,3 г/см3). Остальные металлы считаются цветными, а также сплавы на их основе. К цветным металлам в таблице относятся следующие виды:
Таблица. Удельный вес металлов, свойства, обозначения металлов, температура плавления
Наименование металла, обозначение
Атомный вес
Температура плавления, °C
Удельный вес, г/куб.см
Цинк Zn (Zinc)
65,37
419,5
7,13
Алюминий Al (Aluminium)
26,9815
659
2,69808
Свинец Pb (Lead)
207,19
327,4
11,337
Олово Sn (Tin)
118,69
231,9
7,29
Медь Cu (Сopper)
63,54
1083
8,96
Титан Ti (Titanium)
47,90
1668
4,505
Никель Ni (Nickel)
58,71
1455
8,91
Магний Mg (Magnesium)
24
650
1,74
Ванадий V (Vanadium)
6
1900
6,11
Вольфрам W (Wolframium)
184
3422
19,3
Хром Cr (Chromium)
51,996
1765
7,19
Молибден Mo (Molybdaenum)
92
2622
10,22
Серебро Ag (Argentum)
107,9
1000
10,5
Тантал Ta (Tantal)
180
3269
16,65
Железо Fe (Iron)
55,85
1535
7,85
Золото Au (Aurum)
197
1095
19,32
Платина Pt (Platina)
194,8
1760
21,45
При прокате заготовок из цветных металлов необходимо еще точно знать их химический состав, поскольку от него зависят их физические свойства. Например, если в алюминии присутствуют примеси (хотя бы и в пределах 1%) кремния или железа, то пластические характеристики у такого металла будут гораздо хуже. Другое требование к горячему прокату цветных металлов – это предельно точная выдержка температуры металла. К примеру, цинк требует при прокатке температуры строго 180 градусов — если она будет чуть выше или чуть ниже, капризный металл резко утратит пластичность. Медь более «лояльна» к температуре (ее можно прокатывать при 850 – 900 градусах), но зато требует, чтобы в плавильной печи непременно была окислительная (с повышенным содержанием кислорода) атмосфера — иначе она становится хрупкой.
Таблица удельного веса сплавов металлов
Удельный вес металлов определяют чаще всего в лабораторных условиях, но в чистом виде они весьма редко применяются в строительстве. Значительно чаще находится применение сплавам цветных металлов и сплавам черных металлов, которые по удельному весу подразделяют на легкие и тяжелые.
Легкие сплавы активно используются современной промышленностью, из-за их высокой прочности и хороших высокотемпературных механических свойств. Основными металлами подобных сплавов выступают титан, алюминий, магний и бериллий. Но сплавы, созданные на основе магния и алюминия, не могут использоваться в агрессивных средах и в условиях высокой температуры.
В основе тяжелых сплавов лежит медь, олово, цинк, свинец. Среди тяжелых сплавов во многих сферах промышленности применяют бронзу (сплав меди с алюминием, сплав меди с оловом, марганцем или железом) и латунь (сплав цинка и меди). Из этих марок сплавов производятся архитектурные детали и санитарно-техническая арматура.
Ниже в справочной таблице приведены основные качественные характеристики и удельный вес наиболее распространенных сплавов металлов. В перечне представлены данные по плотности основных сплавов металлов при температуре среды 20°C.
Список сплавов металлов
Плотность сплавов (кг/м3)
Адмиралтейская латунь — Admiralty Brass (30% цинка, и 1% олова)
Светлый антифрикционный сплав для заливки подшипников = штейн с содержанием 72-78% Cu — White metal
7100
Свинцовые бронзы, Bronze — lead
7700 — 8700
Углеродистая сталь — Steel
7850
Хастелой — Hastelloy
9245
Чугуны — Cast iron
6800 — 7800
Электрум (сплав золота с серебром, 20% Au) — Electrum
8400 — 8900
Представленная в таблице плотность металлов и сплавов поможет вам посчитать вес изделия. Методика вычисления массы детали заключается в вычислении ее объема, который затем умножается на плотность материала, из которого она изготовлена. Плотность — это масса одного кубического сантиметра или кубического метра металла или сплава. Рассчитанные на калькуляторе по формулам значения массы могут отличаться от реальных на несколько процентов. Это не потому, что формулы не точные, а потому, что в жизни всё чуть сложнее, чем в математике: прямые углы — не совсем прямые, круг и сфера — не идеальные, деформация заготовки при гибке, чеканке и выколотке приводит к неравномерности ее толщины, и можно перечислить еще кучу отклонений от идеала. Последний удар по нашему стремлению к точности наносят шлифовка и полировка, которые приводят к плохо предсказуемым потерям массы изделия. Поэтому к полученным значениям следует относиться как к ориентировочным.
Плотность железа и сплавов железа
Плотность чистого железа составляет 7,874 г / см 3 (491,5 фунта / фут 3 , 0,284 фунта / дюйм 3 ) при комнатной температуре. Следующий
Диаграмма плотности железа показывает значения плотности железа и сплавов железа при комнатной температуре.
Значения плотности железа при комнатной температуре
и железные сплавы
Материал
Плотность
г / см 3
фунт м / дюйм 3
Чистое железо
7.874
0,2845
Слиток чугун
7,866
0,2842
Кованое железо
7,7
0,2
Серый чугун
7. 15 Примечание-1
0,258 Примечание-1
Ковкий чугун
7.27 Примечание-2
0,262 Примечание-2
Ковкий чугун
7,15
0,258
Высоконикелевое железо (Ni-Resist)
7.5
0,271
Чугун белый высокохромистый
7,4
0,267
Примечание-1: от 6,95 до 7,35 г / см3 (от 0,251 до 0,265 фунта / дюйм3).
Note-2: от 7,20 до 7,34 г / см3 (от 0,260 до 0,265 фунт / дюйм3).
Ссылка:
Как определить плотность металла — Канадский институт охраны природы (CCI) Примечания 9/10
Введение
Плотность объекта — это масса объекта, деленная на его объем.Плотность является характеристикой материала, из которого изготовлен объект, и ее значение может помочь идентифицировать материал.
За исключением объектов простой формы, напрямую определить объем сложно. Простой способ определить плотность металлического объекта — взвесить его в воздухе, а затем снова взвесить, когда он погружен в жидкость, как описано в разделе «Наука, лежащая в основе измерений плотности». Вода — самая удобная жидкость для использования, но если объект нельзя погрузить в воду, можно использовать органические растворители, такие как этанол или ацетон.Плотность объекта можно рассчитать по двум измерениям веса и плотности жидкости.
При правильном балансе и контейнере подходящего размера этот метод можно использовать для различных объектов: больших или малых, металлических или неметаллических. Этот метод работает для сложных форм, даже для объектов с отверстиями, если жидкость может проникать и заполнять отверстия. Как только плотность определена, ее можно сравнить с плотностями известных материалов, чтобы сузить круг вопросов, из которых может быть сделан объект.
В этом примечании описывается процедура и необходимые материалы для определения плотности металлического объекта. Первым шагом является выполнение процедуры на одном или нескольких металлических объектах известного состава, будь то чистый металл или сплав, чтобы получить опыт использования метода и убедиться, что он используется правильно. Затем можно определить плотность неизвестных металлов.
Методика определения плотности металла
Оборудование и материалы, необходимые для определения плотности
Мелкие металлические предметы, которые можно погружать в воду
Весы с возможностью взвешивания под весами (то есть могут взвешивать предметы, подвешенные под ними) и позволяющие проводить измерения с разрешением не менее 0. 01 грамм (см. Раздел Весы без взвешивания ниже весов, чтобы узнать, как адаптировать процедуру взвешивания ниже весов)
Металлическая проволока для крепления к крючку внутри весов (хорошо подойдет изогнутая скрепка)
Поддерживающая подставка или платформа для удержания весов, чтобы под них можно было подвешивать предметы на крючке
Стаканы, достаточно большие, чтобы предметы можно было полностью погрузить без перелива жидкости
Опоры для удержания стаканов на нужной высоте под весами
Водопроводная вода
Калькулятор
Нить нейлоновая (e.грамм. леска или аналогичный легкий материал) для подвешивания предметов под весами
Одноразовые нитриловые перчатки
Дополнительно: зажимы для крепления балансира к краю счетчика
Процедура определения плотности при взвешивании ниже весов
Снимите крышку с нижней стороны весов, чтобы открыть крючок внутри.
Поместите весы на подставку с отверстием, обеспечивающим доступ к внутреннему крючку.
Присоедините проволочный крючок к внутреннему крюку и затем тарируйте весы (установите на ноль).
Повесьте какой-либо предмет на крючок под весами, используя нейлоновую нить или аналогичный предмет, и взвесьте его в воздухе. Надевайте перчатки при работе с металлическими предметами, особенно с теми, которые предположительно содержат свинец.
Наполните химический стакан водой и поместите его под весы.
Поднимите стакан до полного погружения объекта. Поместите подставку под стакан, чтобы удерживать его на нужной высоте.Убедитесь, что под объектом или в пустотах внутри объекта нет пузырей.
Взвесьте погруженный объект.
Рассчитайте плотность, используя приведенное ниже уравнение.
Сравните рассчитанную плотность с известными плотностями металлов и сплавов, используя приведенную ниже таблицу или более полные списки, доступные в справочных материалах.
Повторите шаги 4–9 с остальными объектами.
Расчет плотности
Плотность ρ объекта или материала определяется как масса m, деленная на объем V; в символах ρ = m / V.Если объект взвешивают в воздухе, чтобы определить его фактическую массу, и взвешивают в жидкости, чтобы определить его (кажущуюся) массу в жидкости, то плотность объекта определяется по формуле:
Плотность воды составляет 0,998 г / см 3 при 20 ° C и 0,997 г / см 3 при 25 ° C.
Результаты процедуры
Примеры объектов
На рис. 1 показаны примеры восьми различных металлических образцов, использованных для демонстрации этой процедуры.
Измеренные плотности металлических образцов на Рисунке 1 представлены ниже.
В верхнем ряду слева направо:
Вероятно, чугун (7,13 г / см 3 )
Алюминий высокой чистоты (2,70 г / см 3 )
Красноватый медный сплав (возможно, 85% меди и 15% цинка, 8,23 г / см 3 )
Медь высокой чистоты (8.88 г / см 3 )
В нижнем ряду слева направо:
Цинковое литье (сплав неизвестен, 7,09 г / см 3 )
Свинец высокой чистоты (11,20 г / см 3 )
Олово высокой чистоты (7,27 г / см 3 )
Желтый картридж, латунь (70% меди и 30% цинка, 8,45 г / см 3 )
В каждом образце плотность определялась по приведенной выше формуле. Например, для алюминиевого объекта (б) масса оказалась равной 110.18 г в воздухе и 69,45 г в воде, что дает плотность 2,70 г / см 3 . Для чугунного объекта (а) масса составила 209,47 г в воздухе и 180,13 г в воде, что дает 7,13 г / см 3 . Для свинцового объекта (f) масса составила 102,44 г в воздухе и 93,31 г в воде, что дает 11,20 г / см 3 .
Измеренные плотности алюминия, чугуна и свинца (2,70, 7,13 и 11,20 г / см 3 ) близки к известным значениям плотности (2,71, 7,20 и 11,33 г / см 3 из таблицы 1).Таким образом, предметы из алюминия и свинца легко идентифицируются по плотности.
Для чугунного изделия одной плотности недостаточно, чтобы исключить другие металлы, такие как цинк (известная плотность 7,13 г / см 3 ). Когда плотность неизвестного металла приближается к плотности нескольких металлов и сплавов (например, цинка, железа и олова), тогда необходимо определить другие свойства, такие как магнетизм и цвет, чтобы помочь идентифицировать его.
Известная плотность выбранных металлов и сплавов
Известная плотность выбранных металлов и сплавов приведена в таблице 1 в порядке увеличения плотности (ASTM 2006, Lide 1998).
Таблица 1: известная плотность выбранных металлов и сплавов
Металл или сплав
Плотность (г / см 3 )
Алюминий
2,71
Алюминиевые сплавы
2,66–2,84
цинк
7,13
Чугун (серое литье)
7,20
Олово
7.30
Сталь (углеродистая)
7,86
Нержавеющая сталь
7,65–8,03
Латунь (картридж: 70% меди, 30% цинка)
8,52
Латунь (красный: 85% меди, 15% цинка)
8,75
Нейзильбер (65% меди, 18% никеля, 17% цинка)
8,75
Бронза (85% меди, 5% олова, 5% цинка, 5% свинца)
8.80
Никель
8,89
Медь
8,94
Серебро
10,49
Свинец
11,33
Золото
19,30
Реквизиты баланса
Весы с возможностью взвешивания под весами обычно поставляются с крышкой под внутренним крючком.На рис. 2 показан пример расположения крышки на дне весов.
На рис. 5 показана металлическая проволока, изогнутая в виде крючков на обоих концах. На рис. 6 показан крючок на одном конце проволоки, прикрепленный к внутреннему крючку внутри весов.
На рис. 7 показаны весы, устанавливаемые на подставку из оргстекла с прорезью в верхней части. Отверстие обеспечивает доступ к крючку на нижней стороне весов.
На рис. 8 показаны весы на подставке из оргстекла с прямоугольным купоном из чистой меди, взвешиваемым на воздухе. На рис. 9 показаны весы на подставке из оргстекла с прямоугольным купоном из чистой меди, взвешиваемым в воде. Меньшая подставка из оргстекла используется для поддержки стакана на нужной высоте.
На рис. 10 показан пример объекта с отверстием, в котором застряли пузырьки воздуха. Будьте осторожны, не допускайте попадания пузырьков воздуха в объект, так как это приведет к неточным показаниям.
Если погружать какой-либо предмет в воду, например железо, нецелесообразно, поскольку он очень подвержен коррозии, можно использовать органический растворитель, такой как ацетон или безводный этанол. Необходимо использовать надлежащую вентиляцию и соответствующие средства индивидуальной защиты. Обратитесь к паспорту безопасности (SDS) конкретного растворителя для рекомендованного оборудования.Плотность ацетона составляет 0,790 г / см 3 , а плотность безводного этанола составляет 0,789 г / см 3 , оба при 20 ° C. Тем, кому может понадобиться использовать одну из этих жидкостей, попробуйте измерить плотность объекта, используя воду и одну из этих жидкостей, и сравните результаты.
Советы по настройке весов
Альтернативная подставка для весов
Лист фанеры с отверстием можно прижать к краю прилавка, если нет подставки для балансировки (Рисунок 11).
Весы без крюка для взвешивания можно использовать для определения плотности, но для этого требуется рама, чтобы подвешивать объект под весами и переносить вес объекта на весы. Баланс должен быть установлен на платформе; можно использовать установку, аналогичную показанной на Рисунке 11.(В этом случае отверстие в дереве на Рисунке 11 не требуется.) Затем вокруг весов и платформы устанавливают четырехстороннюю рамку (имеющую форму рамки для рисунка), опираясь только на чашу весов и не соприкасаясь с ними. другая часть баланса (рисунок 12). Весы тарируют с установленными рамой и крюком, затем объект прикрепляют к крюку на раме и взвешивают в воздухе и в жидкости, как в этапах 4–9 процедуры «Определение плотности металла».
Техника этой процедуры восходит к третьему веку до нашей эры. В своей книге «Плавающие тела» Архимед Сиракузский предположил, что если объект погрузить в жидкость и взвесить, он будет легче, чем его истинный вес, по весу вытесняемой им жидкости.История гласит, что Архимед использовал эту идею, чтобы показать, что корона не была чистым золотом, а скорее смесью золота и серебра (Heath 1920).
Объект кажется более легким в жидкости, потому что на него действует сила, называемая выталкивающей силой. Сила возникает из-за того, что давление в жидкости увеличивается с глубиной, поэтому давление на нижнюю часть объекта (толкая объект вверх) выше, чем давление сверху (толкающее его вниз). Разница между давлением, направленным вверх и вниз, создает подъемную силу.Выталкивающая сила, толкая объект вверх, действует против силы тяжести, которая тянет объект вниз. Если выталкивающая сила меньше силы тяжести, объект утонет, но будет казаться, что в жидкости он весит меньше, чем в воздухе. Если выталкивающая сила больше силы тяжести, объект всплывет к поверхности жидкости.
Плотность объекта рассчитывается по формуле, приведенной ранее.
Когда плотность известна, ее можно использовать для расчета объема объекта по следующей формуле:
Объем объекта = (масса в воздухе) / (плотность объекта)
Подобно воде, воздух также производит подъемную силу.(Вот почему гелиевые шары плавают вверх.) Выталкивающая сила воздуха слишком мала, чтобы иметь значение в этой процедуре, но ее необходимо учитывать, когда требуется высокая точность взвешивания (Skoog et al. 2014).
Плотность определяется по вытесненному объему
Более простой, но менее точный способ измерения плотности — поместить объект в жидкость и измерить объем вытесненной жидкости. Это можно использовать для небольших объектов, которые помещаются в градуированный цилиндр, например, чтобы решить, сделан ли объект из свинца или менее плотного металла.
Порядок действий следующий. Найдите градуированный цилиндр диаметром не намного больше, чем объект. Определите массу объекта с помощью подходящих весов. Добавьте воду в мерный цилиндр и запишите начальный объем. Полностью погрузите объект в воду, стараясь не образовывать пузырьков, а затем запишите объем во второй раз. Объем объекта равен разнице конечного и начального объемов, считываемых с градуированного цилиндра, а плотность — это масса, деленная на объем объекта.
В качестве примера была измерена фигурка лося. Масса 4,088 г. На рис. 13 фигурка показана за пределами градуированного цилиндра, а на рис. 14 — в погруженном состоянии. Вода в градуированном цилиндре увеличилась с 5,0 мл до 5,6 мл при погружении фигурки, что привело к изменению объема на 0,6 мл. Без учета ошибок измерения объема плотность рассчитывается и составляет 4,088 г / 0,6 мл = 6,8 г / см 3 . (Примечание: 1 мл = 1 см 3 .) Это меньше плотности цинка и может указывать на сплав цинка и более легкого металла, возможно, магния или алюминия.Но, учитывая небольшой объем, есть неточности в измерениях. С помощью градуированного цилиндра объем можно измерить только с точностью до 0,1 мл, поэтому объем может составлять от 0,5 до 0,7 мл. Таким образом, плотность может составлять от 4,088 г / 0,7 мл = 5,8 г / см 3 до 4,088 г / 0,5 мл = 8,2 г / см 3 . В этом диапазоне измерений фигурка может быть из цинка, железа, олова, стали или других сплавов, но не из чистого алюминия или чистого свинца. Фактически, анализ показал, что это олово, имеющее плотность 7.30 г / см 3 .
Вышеуказанные процедуры можно использовать не только для идентификации металлов по их плотности.
Масса для литья металлов
При отливке скульптуры необходимо оценить количество металла, необходимое для заполнения формы модели скульптуры. Если отливаемую модель можно погрузить в воду, объем модели можно определить с помощью описанных выше методов. Тогда необходимую массу металла m можно рассчитать из объема V модели и плотности металла ρ по формуле m = ρV.(Имейте в виду, что обычно требуется дополнительный металл для заполнения каналов, по которым расплавленный металл поступает в форму.)
Благодарности
Особая благодарность Миган Уолли, Люси ‘т Харт и Кэтрин Мачадо, бывшим стажерам CCI, за их помощь в разработке этой заметки.
Список литературы
ASTM G1-03. «Стандартная практика подготовки, очистки и оценки образцов для испытаний на коррозию». В Ежегодной книге стандартов ASTM, т. 03.02. Вест Коншохокен, Пенсильвания: Американское общество испытаний и материалов, 2006, стр.17–25.
Таблица плотности металлов и сплавов (чугун, сталь, латунь, алюминий)
Таблица плотности
Таблица плотности — это таблица, которая отображает плотность вещества в виде таблицы.
Плотность — это физическая величина с символом ρ.
Обычно мы используем плотность, чтобы описать массу вещества в единице объема. Эта концепция также часто используется в других естественных науках, таких как химия и материаловедение.
Характеристики
Плотность отражает свойство самого вещества, на которое могут влиять внешние факторы.
В общем, основными физическими величинами, влияющими на плотность вещества, являются давление и температура.
Плотность газа больше зависит от давления и температуры.
Обычно газ дает плотность только при стандартных условиях или при нормальной температуре и давлении.
Плотность в других условиях может быть вычислена из уравнения состояния газа (например, уравнения состояния идеального газа или уравнения Ван-дер-Ваальса).
Плотность жидкости зависит в первую очередь от состава жидкости и меньше зависит от температуры (но иногда ее нельзя игнорировать).
Высокое давление также может иметь значительное влияние.
Плотность твердого вещества зависит от температуры и давления и аналогична плотности жидкости и обычно менее выражена.
Таблица плотности металлов и сплавов
В таблице ниже перечислены значения плотности обычных металлов и сплавов, включая железо, углеродистую сталь, стальную проволоку, легированную сталь, подшипниковую сталь, нержавеющую сталь, медь, латунь, бронзу, алюминий, магний, никель, цинк, свинец и т. Д.
Таблица плотностей металлов и элементов | Инженеры Edge
Связанные ресурсы: материалы
Таблица плотностей металлов и элементов
Инженерные материалы
Таблица плотностей металлов и элементов
Плотность определяется как масса на единицу объема
преобразований:
Для плотности в фунт / фут 3 умножьте фунт / дюйм. 3 по 1728 год; для г / см 3 , умножьте плотность в фунтах / дюймах. 3 по 27,68; для кг / м 3 , умножьте плотность в фунтах / дюймах. 3 по 27679,9
Наши предки начали работать с железом около 3000 лет назад, и влияние на цивилизацию невозможно переоценить.3. Это означает, что если бы у вас был куб со стороной один метр, он весил бы 7 850 килограммов, что больше 17 000 фунтов или почти 9 тонн.
Кованое железо
Кованое железо — это почти чистое железо, с удаленным углеродом и большинством примесей. Хотя когда-то он использовался для декоративных ворот и перил, сегодня он используется редко. Из-за отсутствия углерода кованое железо не так прочно, как сталь, содержащая и железо, и углерод. Кованое железо немного менее плотно, чем чистое железо — 7750 кг / м ^ 3.3
Плотность металлов
Плотность металлов
Эксперименты с магнитами и проводниками
Плотность материалов
металл
г / см 3
фунт / дюйм 3
фунт / фут 3
фунт / галлон
вода
1.00
0,036
62
8,35
алюминий
2,70
0,098
169
22,53
цинк
7,13
0,258
445
59,50
утюг
7,87
0,284
491
65.68
медь
8,96
0,324
559
74,78
серебро
10,49
0,379
655
87,54
свинец
11,36
0,410
709
94,80
ртуть
13.55
0,490
846
113.08
золото
19,32
0,698
1206
161,23
Обратите внимание, что г / см3 также можно записать как gcm -3 Когда в этой таблице используется фунт (фунт), это фактически масса в фунтах,
эквивалентно примерно 0,454 кг.
Когда фунт используется в качестве силы (веса) в нижеследующем абзаце, это
эквивалентно приблизительно 4.45 Ньютонов.
Гал (галлон) — это галлон США, а не имперский галлон. это
эквивалентно приблизительно 3,785 литрам.
В качестве объема галлон США приблизительно равен 3,785×10 -3 м -3
Для сравнения: никель в США имеет массу около 5,0 г.
Колонка фунт / галлон используется для сравнения с контейнером, вмещающим галлон молока, который весит
около 8,4 фунта (это в основном вода). Это то, что было бы знакомо
для большинства семей в США, так как у них будет такой контейнер в холодильнике
дома, и они знают, каково это, когда они пытаются поднять этот галлон
емкость с молоком.
Если это молоко заменить на алюминий,
он весил бы около 22,5 фунтов. Если бы его заменили на золото, он бы весил
около 161 фунта (19 галлонов воды)! Вы заметили, что медь плотнее железа? Кубический фут железа
будет весить 491 фунт. Кубический фут меди будет весить 559 фунтов. Серебро даже
плотнее меди, 655 фунтов на куб.
стопа. Золото действительно тяжелое — 1206 фунтов на кубический фут. Когда ты видишь
фильм про воров, несущих золотые слитки, вы же знаете, что они притворяются!
. Перегородки легко и быстро устанавливаются
Плотность металлов и сплавов в таблице указана в размерности г/см3 для интервала температуры от 0 до 50°С.
К сплавам с высокой плотностью можно отнести медные сплавы такие, как латуни и бронзы, а также баббиты.
Он в очень малой степени способен к пластической деформации (в обычных условиях не поддается ковке), но обладает хорошими литейными свойствами. Чугун дешевле стали.
В основном он выплавляется для передела на сталь.
Плотность сплава рассчитывается по специальной формуле и имеет прямое отношение к расчету удельного веса металла.
Остальные металлы считаются цветными, а также сплавы на их основе. К цветным металлам в таблице относятся следующие виды:
Методика вычисления массы детали заключается в вычислении ее объема, который затем умножается на плотность материала, из которого она изготовлена. Плотность — это масса одного кубического сантиметра или кубического метра металла или сплава. Рассчитанные на калькуляторе по формулам значения массы могут отличаться от реальных на несколько процентов. Это не потому, что формулы не точные, а потому, что в жизни всё чуть сложнее, чем в математике: прямые углы — не совсем прямые, круг и сфера — не идеальные, деформация заготовки при гибке, чеканке и выколотке приводит к неравномерности ее толщины, и можно перечислить еще кучу отклонений от идеала. Последний удар по нашему стремлению к точности наносят шлифовка и полировка, которые приводят к плохо предсказуемым потерям массы изделия. Поэтому к полученным значениям следует относиться как к ориентировочным.
Следующий
Диаграмма плотности железа показывает значения плотности железа и сплавов железа при комнатной температуре. 
15 Примечание-1 
Этот метод работает для сложных форм, даже для объектов с отверстиями, если жидкость может проникать и заполнять отверстия. Как только плотность определена, ее можно сравнить с плотностями известных материалов, чтобы сузить круг вопросов, из которых может быть сделан объект.
01 грамм (см. Раздел Весы без взвешивания ниже весов, чтобы узнать, как адаптировать процедуру взвешивания ниже весов)