Удельный и объемный вес стали. Таблица веса 1м2 стали различных марок. Удельный вес стали кг м3

Удельный и объемный вес стали. Таблица веса 1м2 стали различных марок.

     Сталь – деформируемый сплав малого количества углерода (до 2%) с железом и другими элементами. Это один из самых распространённых материалов, применяемый в почти во всех отраслях промышленности. Классифицируются по маркам стали, которые различаются по структуре, различным механическим и различным физическим свойствам, а также по химическому составу.

      Ниже приведена таблица веса 1м2 стали, наиболее распространённых марок в г/см3:

      Так как существует огромное количество марок стали (около 1500), мы представили только удельный вес стали наиболее распространённых марок. Более подробную информацю про вес 1 м2 стали можно найти в других статьях на нашем сайте.

     Исходя из характеристик стали, можно выделить такие основные – плотность, коэффициент линейного расширения, модули упругости и сдвига. По химическому составу различают легированные и углеродистые. В последнюю, на ряду с углеродом и добавлением железа, также добавляют марганец (0,1 – 1,0%) и кремний (до 0,4%). Для добавления особых свойств в сталь добавляют вредные примеси: фосфор – придаёт хрупкости при низких температурах, а при нагревании до определённых температур, уменьшает пластичность; сера – образовывает мелкие трещины (красноломкость) при высоких температурах.

     Рассчитываться удельный вес стали по следующей формуле: y=P/V, где P – вес однородного тела, V – объём соединения. Получаемый параметр постоянный и работает только тогда, когда сталь имеет абсолютно плотное состояние и непористую структуру.

    По справочнику физических свойств и материалов установлено, что вес стали 1м2  идентичен плотности стали, что равняется 7,85 г/см3. Изменяется этот параметр так:

naruservice.com

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:

− легкие - магний, алюминий;

− благородные металлы (драгоценные) - платина, золото, серебро и полублагородная медь;

− легкоплавкие металлы – цинк, олово, свинец.

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.

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.

sbk.ltd.ua

плотность кг см3, удельный вес и другие технологически свойства

Термин «сталь» используется в металлургии и означает смесь железа с углеродом, количество которого варьируется от 0,03% до 2,14% по массе.

Если содержание углерода в железе превышает указанную верхнюю границу, тогда материал теряет свои ковкие свойства, и работать с ним можно только путем литья.

Общие свойства

Не нужно путать сталь с железом, которое представляет собой твердый и относительно пластичный металл, имеет атомный диаметр 2,48 ангстрема, температуру плавления 1535 °C и температуру кипения 2740 °C. В свою очередь, углерод является неметаллом с атомным диаметром 1,54 ангстрема, мягкий и хрупкий в большинстве своих аллотропных модификаций (исключение составляет алмаз). Диффузия этого элемента в кристаллической структуре железа возможна благодаря разнице в их атомных диаметрах. В результате такой диффузии образуется этот материал.

Главным отличием железа от стали является процентное содержание углерода, которое было указано выше. Материал может иметь различную микроструктуру в зависимости от той или иной температуры. Она может находиться в следующих структурах (для большей информации посмотрите фазовую диаграмму железо-углерод):

• перлит;
• цементит;
• феррит;
• аустенит.

Материал сохраняет свойства железа в своем чистом состоянии, однако добавка углерода и других элементов, как металлов, так и неметаллов, улучшает ее физико-химические свойства.

Существует много видов стали в зависимости от добавляемых в нее элементов. Группу углеродных сталей образуют материалы, в которых углерод является единственной добавкой. Другие специальные материалы получают свои названия благодаря своим основным функциям и свойствам, которые определяются их структурой и добавленными дополнительными элементами, например, кремниевые, цементирующие, нержавеющие, структурные сплавы и так далее.

Как правило, все материалы с добавками объединяются под одним названием — специальные стали, которые отличаются от обычных углеродных сталей, а последние служат базовым материалом для изготовления специальных материалов. Такое разнообразие данного материала по его характеристикам и свойствам привело к тому, что сталь начали называть «сплав железа и другой субстанции, которая повышает его твердость».

Компоненты металла

Два основных компонента стали встречаются в изобилии в природе, что благоприятствует ее производству в крупных масштабах. Разнообразие свойств и доступность этого материала делает его пригодными для таких отраслей промышленности, как машиностроение, производство инструментов, строительство зданий, внося свой вклад в индустриализацию общества.

Несмотря на свою плотность (удельный вес стали кг м3 составляет 7850, то есть масса стали объемом 1 м³ равна 7850 килограмм, для сравнения плотность алюминия 2700 кг/м3) она используется во всех секторах индустрии, включая аэронавтику. Причинами ее такого разнообразного применения являются как податливость и в то же время твердость, так и ее относительно низкая стоимость.

Добавки и их характеристика

Специальная классификация сталей определяет наличие конкретного элемента в ее составе и его процентное содержание по массе. Элементы добавляются в сплав с целью придания последней специфических свойств, например, увеличения ее механической выносливости, твердости, устойчивости к износу, способности к плавлению и другие. Ниже приведен список наиболее распространенных добавок и эффектов, которые они вызывают.

• Алюминий: добавляется в концентрациях, близких к 1%, для повышения твердости сплава, а при концентрациях меньше 0,008% как антиокислитель для жаростойких материалов.
• Бор: при малых концентрациях (0,001—0,006%) увеличивает прокаливаемость материала, не снижая ее способность подвергаться механической обработке. Используется в материалах низкого качества, например, при производстве плугов, проволоки, обеспечивая ее твердость и ковкость. Используется также в качестве ловушек для азота в кристаллической структуре железа.
• Кобальт. Уменьшает закаливаемость и приводит к упрочнению материала и увеличению его твердости при высоких температурах. Увеличивает также магнитные свойства. Используется в жаропрочных материалах.
• Хром: благодаря образованию карбидов придает стали прочность и сопротивляемость высоким температурам, увеличивает коррозионную стойкость, увеличивает глубину формирования карбидов и нитридов при термохимической обработке, используется в качестве твердого нержавеющего покрытия для осей, поршней и так далее.
• Молибден увеличивает твердость и коррозионную стойкость для аустенитных материалов.
• Азот добавляется для облегчения образования аустенита.
• Никель делает аустенит стабильным при комнатной температуре, увеличивая твердость материала. Используется в жаростойких сплавах.
• Свинец образует маленькие глобулярные образования, которые повышают способность к механической обработке стали. Этот элемент обеспечивает смазку материала при процентном содержании от 0,15% до 0,30%.
• Кремний увеличивает закаливаемость и стойкость к окислению материала.
• Титан стабилизирует сплав при высоких температурах и увеличивает его сопротивляемость окислению.
• Вольфрам образует вместе с железом стабильные и очень твердые карбиды, которые остаются устойчивыми при высоких температурах, 14—18% этого элемента позволяет создать режущую сталь, которую можно применять со скоростью в три раза больше, чем обычную углеродную сталь.
• Ванадий увеличивает сопротивляемость окислению материала и формирует сложные карбиды с железом, которые увеличивают сопротивление усталости.
• Ниобий придает твердость, пластичность и ковкость сплаву. Используется в структурных материалах и автоматике.

Примеси в сплаве

Примесями называются элементы, которые нежелательны в составе стали. Они содержатся в самом материале и попадают в него в результате плавки, так как содержатся в горючем топливе и в минералах. Необходимо уменьшать их содержание, поскольку они ухудшают свойства сплава. В том случае, когда их удаление из состава материала является невозможным или дорогим, тогда стараются сократить их процентное содержание до минимума.

Сера: ее содержание ограничивается 0,04%. Элемент образует сульфиды вместе с железом, которые, в свою очередь, совместно с аустенитом образуют эвтектику с низкой температурой плавления. Сульфиды выделяются на границах зерен. Содержание серы резко ограничивает возможность термо- и механообработки материалов при средних и высоких температурах, поскольку приводит к разрушению материала по границам зерен.

Добавки марганца позволяют контролировать содержание серы в материалах. Марганец имеет большее родство с серой, чем железо, поэтому вместо сульфида железа образуется сульфид марганца, имеющий высокую температуру плавления и хорошие пластические свойства. Концентрация марганца должна быть в пять раз больше, чем концентрация серы, для обеспечения положительного эффекта. Марганец также увеличивает способность к механической обработке сталей.

Фосфор: максимальный предел его содержания в сплаве составляет 0,04%. Фосфор вреден, поскольку растворяется в феррите, уменьшая тем самым его пластичность. Фосфид железа вместе с аустенитом и цементитом образует хрупкую эвтектику с относительно низкой температурой плавления. Выделение фосфида железа на границах зерен делает материал хрупким.

Механические и технологические характеристики стали

Очень тяжело определить конкретные физические и механические свойства стали, поскольку число ее видов разнообразно ввиду различного состава и термической обработки, которые позволяют создавать материалы с широким разнообразием химических и механических характеристик. Такое разнообразие привело к тому, что производство этих материалов и их обработку начали выделять в отдельную отрасль металлургии — черную металлургию, отличающуюся от цветной металлургии. Однако общие свойства для стали привести можно, они представлены в списке ниже.

• Объемный вес стали, то есть масса 1 м³, составляет 7850 кг. Плотность стали г см3 составляет, таким образом, 7,85.
• В зависимости от температуры материал можно гнуть, вытягивать и плавить.
• Температура плавления зависит от типа сплава и процентного содержания добавок. Так, чистое железо плавится при температуре 1510 °C, в свою очередь, сталь имеет точку плавления, равную 1375 °C, которая увеличивается по мере увеличения процентного содержания углерода и других элементов в ней (исключение составляют эвтектики, плавящиеся при более низких температурах). Быстрорежущая сталь плавится при температуре 1650 °C.
• Кипит материал при температуре 3000 °C.
• Это стойкий к деформациям материал, твердость которого повышается при добавлении других элементов.
• Обладает относительной ковкостью (с помощью него можно получать тонкие нити путем волочения — проволоку), а также пластичностью (можно получать плоские металлические листы толщиной 0,12—0,50 мм — жесть, которая обычно покрывается оловом для предотвращения окисления).
• Перед использованием термического воздействия сплав проходит механическую обработку.
• Некоторые композиты обладают памятью формы и деформируются на величину, превосходящую предел текучести.
• Твердость стали варьируется между твердостью железа и твердостью структур, которые получаются с помощью термических и химических процессов. Среди них наиболее известной является закалка, применяемая к материалам с высоким содержанием углерода. Высокая поверхностная твердость стали позволяет ее использовать в качестве режущего инструмента. Для получения этой характеристики, которая сохраняется до высоких температур, в сталь добавляют хром, вольфрам, молибден и ванадий. Измеряют твердость металла по бринеллю, викерсу и роквеллу.
• Обладает хорошими литейными свойствами.
• Способность подвергаться коррозии является одним из основных недостатков стали, поскольку окисленное железо увеличивается в объеме и приводит к возникновению трещин на поверхности, что, в свою очередь, еще сильнее ускоряет процесс разрушения. Традиционно металл защищали от коррозии с помощью различных поверхностных обработок. Кроме того, некоторые составы стали устойчивы к окислению, например, нержавеющие материалы.
• Обладает высокой электропроводностью, которая не сильно изменяется в зависимости от состава сплава. В воздушных линиях электропередач чаще всего используют алюминиевые проводники, которые покрываются стальной рубашкой. Последняя обеспечивает необходимую механическую прочность проводам, а также способствует более дешевому их производству.
• Используется для производства искусственных постоянных магнитов, поскольку намагниченная сталь не теряет свою магнитную способность до определенной температуры. При этом структура стали феррит обладает магнитными свойствами, в то время как структура аустенит не является магнитной. Магниты на основе стали для стабилизации структуры феррита содержат, как правило, около 10% никеля и хрома.
• С увеличением температуры изделие из этого материала увеличивает свою длину. Поэтому если в той или иной конструкции существуют степени свободы, то тепловое расширение не является проблемой, если же таких степеней свободы не существует, то расширение стали приведет к появлению дополнительных напряжений, которые нужно учитывать. Коэффициент теплового расширения стали близок к таковому для бетона. Этот факт делает возможным их совместное использование в конструкциях различного типа, такой материал получил название железобетон.
• Это негорючий материал, однако его фундаментальные механические свойства быстро ухудшаются под воздействием открытого огня.

tokar.guru

Плотность стали

studfiles.net

Вес уголка – определяем по таблицам и формулам + Видео

Вес уголка рассчитывают, как и для любой мерной металлопродукции, очень просто: умножают общий объем (метраж) на массу его 1 погонного метра. Загвоздка в другом: как определить последний параметр, ведь уголок бывает разный?

1 Сколько значений величины веса 1 погонного метра уголка

Как известно, уголок бывает равнополочный и неравнополочный. Его могут производить разными способами. В зависимости от используемого для изготовления металла он может быть горячекатаным, гнутым, прессованным и так далее, что тоже влияет на вес углового проката, так как от этого зависит сечение изделия. А массу 1 метра вычисляют умножением площади сечения в м2 на 1 метр длины и удельный вес материала в кг/м3. Для сравнения ниже приведены Рис.1 и Рис. 2, на которых изображены разрезы стальных равнополочных уголков горячекатаного ГОСТ 8509-93 и гнутого ГОСТ 19771-93 соответственно.

Рис. 1

Рекомендуем ознакомиться

Согласно вышеприведенным отличиям выпускается такое же многообразие видов уголка и каждый имеет свой сортамент – приличный перечень типоразмеров. Каждое наименование, отличаясь своими размерами, имеет собственный вес 1 метра.

Рис. 2

Производители уголка должны его изготавливать в строгом соответствии с существующими ГОСТами, отдельными для каждого вида этого проката. К ним прилагаются таблицы, а также есть специальные справочники, в которых указаны характеристики сечения и вес 1 погонного метра для каждого типоразмера. То есть достаточно найти в этих справочных данных "свой" тип уголка.

2 Нюансы определения веса погонного метра

Но не все так просто. В таблицах указан теоретический вес 1 метра, расчетный – для уголка, который по своим размерам строго соответствует указанному в ГОСТ. Но такое идеальное изделие изготовить невозможно. Кроме того, при этих вычислениях берется некоторое среднее значение плотности металла. Для стальной продукции его принимают равным 7850 кг/м3. А марок этого металла много и у каждой своя плотность. В конце статьи приведены таблицы 1–3 этой характеристики только для самых распространенных сортов.

Стальные уголки

Кроме того, согласно этим же ГОСТам уголок выпускают разного класса точности и с различными допусками по размерам. А от этого зависит величина площади сечения, а значит, и 1 метр табличного наименования изделия реально вряд ли будет весить столько, сколько указано в справочнике.

И последнее, на производстве случается, что выпускают бракованную продукцию, не соответствующую требованиям ГОСТ, в том числе по размерам и допускам к ним, а ее все равно реализуют. Есть предприятия, которые намеренно, в целях снижения себестоимости изделий, делают их с меньшей толщиной полок, причем в тех местах, где трудно или невозможно произвести проверочный обмер штангенциркулем или микрометром. В результате фактический вес 1 метра будет существенно отличаться от теоретического, что будет особенно заметно при определении массы большого объема продукции.

3 Как определить вес погонного метра любого уголка

Теперь понятно, что точнее всего можно выяснить вес углового проката, только взвесив его. Но как все-таки подсчитать? Определяем сначала вес 1 м, а дальше как описано в начале статьи. Для этого надо замерить ширину и толщину полок изделия. Затем находим справочник или ГОСТ, соответствующий имеющемуся уголку по материалу изготовления и типу. В нем и берем из таблицы нужное значение. Это самый быстрый и простой способ. Для примера можно воспользоваться справочными данными для равнополочного горячекатаного уголка ГОСТ 8509-93, в которых, в том числе, есть и вес 1 м.

Если надо сделать вычисления более точными, делаем поправку на марку сплава.

Взятое значение веса 1 м делим на усредненную справочную величину плотности материала (для стали 7850 кг/м3) и затем умножаем на плотность того сорта металла, из которого изготовлен уголок. Для этого придется уточнить сначала этот самый сорт, а потом и его плотность. Для распространенных сталей внизу приведены таблицы.

Определение веса уголков

Можно самому подсчитать, насколько тянет 1 метр. Но это "палка о двух концах". Если производитель изготовил уголок, соблюдая технологию его производства, то полученная величина будет менее точная, чем теоретическая табличная, так как в упрощенном расчете не будут учтены радиусы закругления между полками и на концах последних, когда они есть, а также иные конструктивные особенности изделия. Если имеющаяся продукция некондиционная или бракованная, то, возможно, будет получено более точное значение веса 1 м.

Для этого сначала вычисляем площадь сечения уголка. Полную длину его 1-ой полки умножаем на ее же толщину. От длины 2-ой отнимаем толщину уголка, а полученную разность умножаем на толщину. В итоге получаем полную площадь сечения 1-ой полки и 2-ой с учетом их взаимного перекрытия. Складываем эти величины – это и есть приблизительная теоретическая площадь сечения уголка. Умножаем ее на найденную плотность металла изделия и на 1 м. Это и есть искомый вес 1 м.

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

tutmet.ru

Таблица удельных весов различных материалов

glavconstructor.ru

Удельный вес нержавеющей стали, вес 1 м3 нержавеющей стали, плотность пластика и таблица значений

Нержавеющая сталь представляет собой легированную сталь, устойчивую к коррозии в агрессивной среде и атмосфере. Данный тип стали делиться на три группы: коррозионностойкие, жаропрочные и жаростойкие. Эти группы специально разделены для решения определенных задач.

Так, коррозионностойкие стали применяются там, где необходима высокая стойкость материалов к коррозии, как в бытовых условиях, так и в промышленных работах. Жаростойкие стали применяются в ситуациях, когда необходима хорошая устойчивость материала к коррозии под воздействием высоких температур, например, на химических заводах. Жаропрочные стали – там, где необходима высокая прочность к механическому воздействию при высоких температурах.

При работе с нержавеющей сталью крайне важно знать показатель качества. Помочь определиться с этим параметром поможет такая характеристика, как удельный вес нержавеющей стали.

Таблица удельного веса нержавеющей стали

Ниже представлена таблица значений, которая поможет провести все необходимые расчеты при работе с нержавеющей сталью в том числе и вес нержавеющей стали.

Расчеты удельного веса

Для того чтобы провести все необходимые расчеты, необходимо определиться с самым понятием этой характеристики. Итак, удельным весом называют соотношение веса к объему искомого материала или вещества. Расчеты проводятся по следующей формуле: y=p*g, где y – удельный вес, p – плотность, g – ускорение свободного падения, которое в обычных случаях является константой и равняется 9,81 м/с*с. Измеряется результат в Ньютонах, поделенных на кубический метр (Н/м3). Для перевода в систему СИ, результат умножают на 0,102.

Плотностью называют значение массы необходимого материала или вещества, измеряемое в килограммах, которое помещается в кубическом метре. Является очень неоднозначной величиной, которая зависит от множества факторов. Например, температуры. Итак, плотность нержавеющей стали составляет 7950 кг/м3.

naruservice.com

• 
  Отжиг стали
• 
  Марки нержавеющей стали
• 
  Обозначение сталь углеродистая
• 
  Что такое инструментальная сталь
• 
  Скорость коррозии стали на воздухе
• 
  Скорость коррозии стали на воздухе
• 
  Марки стали пружинной
• 
  Марки стали пружинной
• 
  Стальные оцинкованные профилированные листы
• 
  Стальные оцинкованные профилированные листы
• 
  Прочность нержавеющей стали