Физико-химические характеристики сталей ст3

ПРИЛОЖЕНИЕ 4 (рекомендуемое). МАТЕРИАЛЫ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ СПЕЧЕННЫЕ НЕПРОНИЦАЕМЫЕ И ТВЕРДЫЕ СПЛАВЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ 4 Рекомендуемое

Impermeable sintered metal materials and hardmetals Determination of density

1. Назначение и область применения

В данном международном стандарте описывается метод определения плотности непроницаемых спеченных металлических материалов и твердых сплавов.

2. Ссылки

ИСО 4489-78 Спеченные твердые сплавы. Отбор проб и испытание. ИСО 4884-78 Твердые сплавы. Отбор и испытания порошков на спеченных образцах.

3. Сущность

Взвешивание испытуемого образца проводят сначала на воздухе, затем в жидкости для определения его плотности с помощью расчетов.

4. Прибор и материалы

4.1. Презиционные весы с точностью показания ±0,1 мг при массе образца до 10 г и ±0,001% при массе образца свыше 10 г. Навески должны быть откалиброваны и иметь плотность не менее 7 г/см.

4.2. Устройство из решеток или проволоки приведено на черт.1 и 2. В каждом случае максимальный диаметр проволоки должен быть 0,2 мм. Более толстая проволока может использоваться в том случае, если необходимо поддержать испытуемый образец.

Черт.2

4.3. Сосуд для взвешивания в жидкости. Для взвешивания испытуемых образцов массой менее 10 см требуется такой сосуд, который обеспечивает поднятие уровня жидкости при погружении испытуемого образца не менее чем на 2,5 мм.

4.4. Дистиллированная, деионизированная и желательно дегазированная вода, в которую добавлена 1 или 2 капли смачивающего реагента. Значения плотности дистиллированной воды в зависимости от температуры

Температура, °С	, г/см
15	0,9981
16	0,9979
17	0,9977
18	0,9976
19	0,9974
20	0,9972
21	0,9970
22	0,9967
23	0,9965
24	0,9963
25	0,9960
26	0,9958
27	0,9955
28	0,9952
29	0,9949
30	0,9946

Примечания:

1. Можно использовать другие жидкости, если их плотность на воздухе при температуре испытания известна с точностью до четырех десятичных знаков.

2. При использовании латунных навесок на воздухе, значение на 0,00106 г/см меньше истинной плотности воды, измеренной в вакууме.

5. Испытуемый образец

5.1. Отбор проб должен быть проведен в соответствии с ИСО 4489-78 или ИСО 4884-78.

5.2. Объем испытуемого образца должен быть не менее 0,5 см. Если требуется определить плотность образца объемом менее 0,5 см, то для одного определения можно взять несколько образцов, причем объем каждого отдельно взятого образца должен быть не менее 0,05 см.

5.3. Поверхность испытуемого образца должна быть тщательно очищена от налипшего инородного материала, например, грязи, масла, смазки.

6. Проведение испытания

6.1. Поместите испытуемый образец на верхнюю решетку (черт.1) или чашу (рис.2). Нижняя решетка должна быть полностью погружена, проволока должна свободно свешиваться с чаши и должна быть частично погружена в жидкость. Удалите все пузырьки воздуха и взвесьте ().

6.2. Поместите испытуемый образец на нижнюю решетку (черт.1) или подвесьте его с помощью проволоки (черт.2). Погрузите испытуемый образец в сосуд, содержащий жидкость, так, чтобы только проволока касалась поверхности жидкости. Удалите все пузырьки воздуха и взвесьте.

6.3. Точность взвешивания для навесок массой до 10 г будет 0,1 мг, а для навесок массой более 10 г — 0,001%.

6.4. При проведении взвешивания температура испытуемого образца жидкости и окружающего воздуха должна быть одинаковой. Температуру жидкости следует определять. При использовании дистиллированной воды ее плотность должна быть определена по п.4.1.

7. Обработка результатов

Плотность испытуемого образца в граммах на кубический сантиметр определяют по формуле

,

где — масса испытуемого образца, определенная при взвешивании;

— плотность жидкости на воздухе, г/см; — масса объема жидкости вытесненной образцом, помещенным в эту жидкость, равная разности масс образца, взвешенного на воздухе, и образца, взвешенного в воде, г.

Результаты испытаний округляются до второго десятичного знака.

8. Отчет об испытаниях

В отчет об испытаниях необходимо включить:

1) ссылку на данный международный стандарт;

2) всю подробную информацию, касающуюся идентификации испытуемого образца;

3) полученные результаты;

4) все операции, не указанные в данном международном стандарте или рассматриваемые как необязательные. ПРИЛОЖЕНИЕ 4. (Введено дополнительно, Изм. N 3). Электронный текст документа подготовлен АО «Кодекс» и сверен по: официальное издание М.: Издательство стандартов, 1986 Редакция документа с учетом изменений и дополнений подготовлена АО «Кодекс»

Свойства и состав серебра

По своим свойствам оно исключительно. Сочетание пластичности, устойчивости к щелочной и соляной кислотам, отличной теплопроводности, высокой удельной электропроводимости, прекрасной отражательной способности (близка к 100%) делают этот металл универсальным.

Природные самородки состоят из двух стабильных изотопов, но так как оптимальную применимость материал приобретает в результате добавки лигатур (примесей меди, золота, платины), это и определяет сферы его использования.

Например, 925 проба – для ювелирных изделий, из 800 изготавливают столовые приборы, а 999 – чистое, без добавок, в производстве не используется из-за мягкости. В основном оно служит для изготовления монет.

Плотность серебра в зависимости от пробы

Существует прямая зависимость маркировки от плотности. Посмотрим таблицу:

Проба	Плотность
960	10,43
925	10,36
900	10,30
875	10,28
830	10,19
800	10,13
720	10,00

Например, апробация 960 близка к природному самородку и имеет бо́льшую уплотненность по сравнению с маркой 720. То есть, в одном килограмме сплава такой маркировки 280 граммов приходится на примеси.

Как влияет температура на плотность

Мы знаем, что металлы при нагревании расширяются. Серебро – металл, тепло воздействует на него, уменьшая уплотненность атомной решетки. Иными словами, ваша драгоценная серебряная ложечка в стакане горячего чая станет чуть больше.

Как определить пробу металла по плотности

Существует два способа определения плотности. Именно эта физическая величина делает небольшой по параметрам слиток тяжелым.

1. Для предмета правильной геометрической формы достаточно замерить штангенциркулем высоту, длину и ширину, перемножить показатели. Мы узнали объем. Взвесить на точных весах – узнаем массу. Затем делим массу на объем.
2. Для объекта неправильной геометрической формы другой алгоритм – в метрический стакан с водой (запишите первое деление) опустите измеряемое тело. После полного погружения запишите второе деление. Вычтите из второй цифры первую. Эта разница и есть объем. Изделие взвешиваем – получаем массу. Делим массу на объем и узнаем плотность.

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.

Основные свойства

Выплавка меди из руды

Медь, как металл, получается при выплавке руды, в природе сложно найти чистые самородки в основном обогащение и добыча осуществляется из:

• халькозиновой руды, в которой содержание меди около 80%, этот вид часто называют медным блеском;
• бронитовой руды, здесь содержание металла до 65%
• ковеллиновой руды — до 64%.

По своим физическим свойствам медь представляет собой красного цвета металл, в разрезе может присутствовать розовый отлив, относится к тяжелым металлам, поскольку имеет высокую плотность.

Отличительной характеристикой является электропроводность. Благодаря этому металл широко применяется при изготовлении кабелей и электропроводов. По этому показателю медь уступает только серебру, кроме того, имеется ряд других физических характеристик:

• твердость — по шкале Бринделя равняется 35 кгс/мм²;
• упругость — 132000 Мн/м²;
• линейное термическое расширение — 0,00000017 единицы;
• относительное удлинение — 60%;
• температура плавления — 1083 ºС;
• температура кипения — 2600 ºС;
• коэффициент теплопроводности — 335 ккал/м*ч*град.

К основным свойствам меди относят показатель модулей упругости, которые рассчитываются различными методами:

Модуль сдвига полезно знать при производстве материалов для строительной отрасли — это величина, которая характеризует степень сопротивление сдвигу и деформации под воздействием различных нагрузок. Модуль, рассчитанный по методике Юнга, показывает как будет вести себя металл при одноосном растяжении. Модуль сдвига характеризует отклик металла на сдвиговую нагрузку. Коэффициент Пуассона показывает как ведет себя материал при всестороннем сжатии.

Разработка рудников по добычи меди и других металлов

Химические свойства меди описывают соединение с другими веществами в сплавы, возможные реакции на кислотную среду. Наиболее значимой характеристикой является окисление. Этот процесс активно проявляется во время нагревания, уже при температуре 375 ºС начинает формироваться оксид меди, или как его называют окалина, которая может влиять на проводниковые функции металла, снижать их.

При взаимодействии меди с раствором соли железа она переходит в жидкое состояние. Этот метод используют для того чтобы снять медное напыление на различных изделиях.

Долгое пребывание в воде вызывает куприт

При длительном воздействии на медь влажной среды на ее поверхности образуется куприт — зеленоватый налет. Это свойство меди учитывают при использовании метала для покрытия крыш. Примечательно, что куприт выполняет защитную функцию, металл под ним совершенно не портится, даже на протяжении ста лет. Единственными противниками крыш из медного материала являются экологи. Свою позицию они объясняют тем, что при смыве куприта меди дождевыми водами в почву или водоемы, он загрязняет ее своими токсинами, особенно это пагубно влияет на микроорганизмы, живущие в реках и озерах. Но для решения этой проблемы строители используют водосточные трубы из специального металла, который поглощает медные частицы в себя и накапливает, при этом вода стекает очищенной от токсинов.

Медный купорос — еще один результат химического воздействия на металл. Это вещество активно используют агрономы для удобрения почвы и стимулирования роста различных сельскохозяйственных культур. Однако бесконтрольное использование купороса может также пагубно влиять на экологию. Токсины проникают глубоко в слои земли и накапливаются в подземных водах.

Теоретическое определение плотности

В приведенной выше таблице плотностей химических элементов красным обозначены металлы, для которых приведена теоретическая плотность. Эти элементы являются радиоактивными, и получены они были искусственно в небольших количествах. Указанные факторы затрудняют их точное измерение плотности. Однако величину ρ можно успешно рассчитать.

Метод теоретического определения плотности достаточно прост. Для этого нужно знать массу одного атома, количество атомов в элементарной кристаллической решетке и тип этой решетки.

Для примера приведем расчет для железа. Его атом имеет массу 55,847 а.е.м. Железо при комнатных условиях имеет ОЦК решетку с параметром 2,866 ангстрема. Поскольку на один элементарный кубик ОЦК приходится два атома, то получаем:

ρ = 2 * 55,847 * 1,66 * 10-27 / (2,8663 * 10-30) = 7,876 кг/м3

Если сравнить это значение с табличным, то видно, что различаются они лишь в третьем знаке после запятой.

Металлы и их плотность

Металлические материалы представляют собой твердые вещества при комнатной температуре и атмосферном давлении (исключением является лишь ртуть). Они обладают высокой пластичностью, электро- и теплопроводностью и имеют характерный блеск в отполированном состоянии поверхности. Многие свойства металлов связаны с наличием у них упорядоченной кристаллической решетки, в узлах которой сидят положительные ионные остовы, связанные друг с другом с помощью отрицательного электронного газа.

Что касается плотности металлов, то она изменяется в широких пределах. Так, наименее плотными являются щелочные легкие металлы, такие как литий, калий или натрий. Например, плотность лития составляет 534 кг/м3, что практически в два раза меньше аналогичной величины для воды. Это означает, что пластинки из лития, калия и натрия не будут тонуть в воде. С другой стороны, такие переходные металлы, как рений, осмий, иридий, платина и золото, обладают огромной плотностью, которая в 20 и более раз превышает ρ воды.

Ниже приведена таблица плотности металлов. Все значения соответствуют комнатной температуре в г/см3. Если эти значения умножить на 1 000, то мы получим ρ в кг/м3.

Почему существуют металлы с высокой плотностью и с низким ее значением? Дело в том, что значение ρ для каждого конкретного случая определяется двумя основными факторами:

Особенностью кристаллической решетки металла. Если эта решетка будет содержать атомы в максимально плотной упаковке, тогда макроскопическая его плотность будет выше. Самой плотной упаковкой обладают ГЦК и ГПУ решетки.
Физическими свойствами атома металла. Чем больше его масса и чем меньше радиус, тем выше значение ρ. Этот фактор объясняет, почему металлами с высокой плотностью являются химические элементы с большим номером в периодической таблице.

Применение стали Ст3

Рассматривая различные марки стали нужно учитывать тот момент, что они классифицируются по степени раскисления. Этот химический процесс предусматривает удаление с состава кислорода. Слишком большая концентрация кислорода определяет снижение физических и механических свойств.

Классификация проводится следующим образом:

1. Спокойная характеризуется тем, что в состав входит от 0,16 до 0,3% кремния.
2. Полуспокойная имеет средний показатель концентрации рассматриваемого элемента.
3. Кипящая отличается по химическому составу от спокойной тем, что в составе содержится кремния не менее 0,05%.

Маркируется материал Ст3 соответствующим образом. Для проведения химического процесса могут использоваться различные вещества.

Стоит учитывать, что спокойная обходится намного дороже других вариантов исполнения. Это можно связать со следующими моментами:

1. Структура однородная, за счет чего повышается степень защиты материала от воздействия окружающей среды.
2. В состав входит небольшое количество кислорода, что и определяет высокие эксплуатационные качества.

При использовании спокойной стали могут изготавливать следующие изделия:

Прокат листового и фасонного типа.
Арматура и детали, которые можно применять для создания трубопровода. Для транспортировки теплоносителя или газа, другой среды могут применятся различные трубы. Для того чтобы они выдерживали высокую нагрузку и воздействие окружающей среды при изготовлении должны применять материалы, обладающие прочностью и твердостью

Кроме этого, уделяется внимание и себестоимости, так как слишком дорогие сплавы могут быть менее практичными в применении. Сталь 3 подходит в большей степени для изготовления подобных изделий.
Основные и второстепенные элементы, применяемые при изготовлении подвесных конструкций и железнодорожных элементов

В железнодорожной отрасли наиболее востребованы металлы, которые имеют невысокую стоимость и высокие эксплуатационные качества. За счет больших размеров подвесных конструкций цена одного квадратного метра также имеет большое значение.

Стальная арматура

Полуспокойная разновидность стали, применение которой также весьма широкое, в составе имеет около одного процента кислорода. За счет этого характеристики твердости и пластичности выражены в меньшей степени. При применении стали 3 могут изготавливаться:

1. Трубы. Подобный материал сегодня получил самое широкое распространение. Трубы применяются при создании отопительной системы, в качестве несущих элементов. Стоит учитывать, что трубы могут иметь различный диаметр и толщину создаваемых стенок. Рассматриваемый сплав обладает относительно невысокой коррозионной стойкостью, поэтому нужно проводить защиту поверхности от воздействия повышенной влажности.
2. Листовой прокат также применяется крайне часто, особенно при изготовлении корпусных изделий или обшивке несущих конструкций. Толщина может варьировать в большом диапазоне. Прокат листовой может применяться при холодной гибке или штамповке. Эти два процесса характеризуются высокой производительностью. Именно поэтому рассматриваемый сплав получил самое широкое распространение.
3. Квадраты и уголки часто применяются для получения несущих конструкций. Они характеризуются высокой прочностью, так как грани существенно повышают жесткость и могут распределять нагрузку. Уголки и квадраты характеризуются большим количеством параметров: толщина листа, угол расположения плоскостей, длина и форма поперечного сечения. Область применения – изготовление несущих конструкций и усиление уже существующих конструкций.
4. Различные шестигранники. Они также получили широкое распространение, могут применяться в самых различных отраслях промышленности.

Лист стальной Ст3 горячекатаный

Кипящие сплавы получили широкое распространение по причине доступности. По стоимости они самые доступные, при этом получаемая структура характеризуется высокой степенью обрабатываемости. Кроме этого, сплав хорошо поддается термической обработке, однако эксплуатационные качества по причине высокой концентрации кислорода снижены.

В заключение отметим, что многие аналоги стали 3 обладают соответствующими эксплуатационными характеристиками. Зарубежные производители применяют собственные стандартны при маркировке. При этом концентрация вредных примесей выдерживается в определенном диапазоне. Применение самых современных технологий позволяет снизить количество фосфора и серы в составе, за счет материал становится более прочным и менее хрупким. В некоторых случаях проводится добавление легирующих элементов.

Конструкционная сталь СТ3КП

Сталь СТ3КП относится к конструкционному типу, является кипящей, углеродистой. Она характеризуется стандартным качеством, используется для производства несущих конструкций, а также второстепенных элементов в строительстве, применяющихся при положительных температурах. Сплав очень популярен, для его получения используются конвертерные и мартеновские печи.

Вернуться

Расшифровка

Расшифровка стали СТ3КП в соответствии с Госстандартом 380-2005 содержит информацию:

• СТ – сталь углеродистая обычного качества;
• 3 – номер состава;
• КП – кипящая.

Вернуться

Химический состав

Химический состав стали СТ3КП содержит:

• 0,22% углерода;
• 0,05% кремния;
• 0,6% марганца.

Дополнительные элементы (хром, никель и пр.) содержатся в значительно меньшем количестве.

Вернуться

Применение стали

Характеристики стали СТ3КП обеспечивают эффективность применения материала при изготовлении несущих и второстепенных конструкций, деталей машин и оборудования. Использовать ее можно исключительно при плюсовой температуре среды. Более универсальные изделия получают из проката 5 категории. Их можно применять при температуре -40/+425 градусов, а также при действии переменной нагрузки.

Шпунт Ларсена из СТ3КП

Создание сложных конструкций предполагает проведение термообработки в качестве заключительной стадии производства. Наибольшей популярностью пользуется отжиг, позволяющий снизить напряжения в элементах после сварки.

Область применения СТ3КП охватывает изготовление арматуры Ат-400С. Листы, произведенные из сплава, подвергают холодной штамповке без снижения технических характеристик. Наибольшее распространение получили корыта для сбора смазочно-охлаждающих жидкостей и масел, баки, крышки станков, кожухи и т.д.

Вернуться

Технические характеристики

К характеристикам стали СТ3КП относятся:

свариваемость	свариваема;
твердость НВ 10-1	131 МПа;
температура плавления	1300-1400 градусов;
плотность	7850 кг/м3;
удлинение	23-25%;

Вернуться

Цена

Стоимость стали составляет порядка 40 руб. за килограмм. Окончательная цена зависит от объема заказа и способа доставки. Материал обязательно должен соответствовать требованиям Госстандарта 380-71 и 380-2005. В комплекте с заказом поставляются документы о содержании компонентов в составе, прочности, временном сопротивлении, ударной вязкости стали СТ3КП.

Вернуться

Из данной марки изготавливают:

• трубы и арматуру;
• прокат;
• катанки;
• толстолистовой материал.

Вернуться

Чем отличается сталь СТ3КП от СТ3СП?

Рассматриваемая сталь является кипящей, а СТ3СП – спокойной. В первом случае речь идет о неокисленном продукте, в котором в большом количестве присутствуют примеси неметаллов. Второй сплав полностью раскислен, в нем практически отсутствуют шлаки и неметаллы.

Спокойная сталь не кипит при разливе, она однородная, легкосвариваемая, устойчивая к динамическим воздействиям. Однако стоимость ее выше.

Вернуться

Раскисление стали

Раскисление – это процесс, при котором из состава выводятся излишки кислорода. В результате материал становится более прочным и устойчивым к различным воздействиям. В качестве раскислителей в состав вводят алюминий и кремний, которые сразу превращаются в оксиды. Вокруг них начинают формироваться очаги кристаллизации, а структура становится мелкозернистой.

Вернуться

Свариваемость

Сталь СТ3КП не имеет ограничений по сварке, для этого могут применяться способы:

• РДС;
• ручная АДС;
• ЭШС;
• автоматическая под флюсом;
• механизированная плавящимся электродом в среде СО2;
• контактная.

Проведение сварочных работ с деталями толщиной более 36 мм потребует последующий отжиг.

Вернуться

Диапазон плотностей в природе [ править | править код ]

Для различных природных объектов плотность меняется в очень широком диапазоне.

• Самую низкую плотность имеет межгалактическая среда (2·10 −31 —5·10 −31 кг/м³, без учёта тёмной материи) .
• Плотность межзвёздной среды приблизительно равна 10 −23 —10 −21 кг/м³.
• Средняя плотность красных гигантов в пределах их фотосфер много меньше, чем у Солнца — из-за того, что их радиус в сотни раз больше при сравнимой массе.
• Плотность газообразного водорода (самого лёгкого газа) при нормальных условиях равна 0,0899 кг/м³.
• Плотность сухого воздуха при нормальных условиях составляет 1,293 кг/м³.
• Один из самых тяжёлых газов, гексафторид вольфрама, примерно в 10 раз тяжелее воздуха (12,9 кг/м³ при +20 °C)
• Жидкий водород при атмосферном давлении и температуре −253 °C имеет плотность 70 кг/м³.
• Плотность жидкого гелия при атмосферном давлении равна 130 кг/м³.
• Усреднённая плотность тела человека от 940—990 кг/м³ при полном вдохе, до 1010—1070 кг/м³ при полном выдохе.
• Плотность пресной воды при 4 °C 1000 кг/м³.
• Средняя плотность Солнца в пределах фотосферы около 1410 кг/м³, примерно в 1,4 раза выше плотности воды.
• Гранит имеет плотность 2600 кг/м³.
• Средняя плотность Земли равна 5520 кг/м³.
• Плотность железа равна 7874 кг/м³.
• Плотность металлического урана 19100 кг/м³.
• Плотность атомных ядер приблизительно 2·10 17 кг/м³.
• Теоретически верхняя граница плотности по современным физическим представлениям это планковская плотность 5,1⋅10 96 кг/м³.

Рассчитываем массу трубы

• длину;
• диаметр;
• толщину;
• удельный вес.

С помощью таблиц можно подобрать необходимое соотношение длины и диаметра трубы. А рассчитать массу изделия можно, перемножив его объем на плотность. Соответственно, для расчета объема требуется перемножить значение, равное толщине стенок на площадь поверхности. При этом площадь определяется как произведение числа «пи», длины трубы и ее диаметра.

Например, если нужно определить, сколько весит стальная труба марки 12х18н10т, длина которой составляет 10м, диаметр 10 см, а толщина стенки 1 мм, порядок расчетов будет следующим:

• значение удельной плотности 7900 перемножается на диаметр: 7900*0,1=790;
• умножаем на длину и толщину стенки: 790*10*0,001=7,9;
• перемножаем на постоянное значение «пи»: 7,9*3,14=24,81 (кг).

Однако, данные расчеты могут быть не очень точными. Это определяется круглой поверхностью трубы.

Можно также воспользоваться другой формулой, она является более упрощенным вариантом и применяется для расчета погонного метра изделия.

Чтобы определить массу, нужно вычесть из значения, определяющего диаметр изделия, толщину стенки. Поле чего полученное значение умножается на толщину стенки и на значение 0,025. В общем виде формула имеет следующий вид:

1 п. м.= (Д-Т)*Т*0,025

Тогда погонный метр этой же трубы будет весить 2,475 кг. Несмотря на то, что разница в полученных числах является незначительной, следует приобретать немного больше материала, чем было рассчитано, с учетом расходов на обрезку и обработку.

Плотность стали, значение и примеры

Он в зависимости от своего химического состава и области применения разделяются на несколько групп. Так, по химическому составу стали делятся на углеродистые и легированные.

Плотность стали равна:

СИ, кг/м3	СГС, г/см3	МКСС, тем/м3
Сталь	7800	7,8	796

Однако в углеродистой стали промышленного производства всегда имеются примеси многих элементов.

Присутствие одних примесей обусловлено особенностями производства стали: например, при раскислении в сталь вводят небольшие количества марганца или кремния, которые частично переходят в шлак в виде оксидов, а частично остаются в стали.

Присутствие других примесей обусловлено тем, что они содержатся в исходной руде и в малых количествах переходят в чугун, а затем и в сталь. Полностью избавиться от них трудно. Вследствие этого, например, углеродистые стали обычно содержат 0,05 – 0,1% фосфора и серы.

Твердость цементита намного выше твердости феррита. Поэтому при увеличении содержания углерода в стали её твердость повышается. Кроме того, частицы цементита затрудняют движение дислокаций в основной фазе – в феррите.

По этой причине увеличение количества углерода снижает пластичность стали.

Углеродистая сталь имеет широкое применение. В зависимости от назначения применяется сталь с малым или более высоким содержание углерода, без термической обработки (в «сыром» виде – после проката) или с закалкой и отпуском.

Элементы, специально вводимые в сталь в определенных концентрациях для изменения её свойства, называются легирующими элементами, а сталь, содержащая такие элементы, называется легированной сталью. К важнейшим легирующим элементам относятся хром, никель, марганец, кремний, ванадий, молибден.

Например, твердые растворы марганца или никеля в g-железе при значительном содержании этих элементов стабильны от комнатной температуры до температуры плавления.

Сплавы железа с подобными металлами называются аустенитными сталями или аустенитными сплавами.

Влияние легирующих элементов на свойства стали обусловлено также тем, что некоторые из них образуют с углеродом карбиды, которые могут быть простыми, напримерMn3C, Cr7C3, а также сложными (двойными), например (Fe, Cr)3C. Присутствие карбидов, особенно в виде дисперсных включений в структуре стали, в ряде случаев оказывает сильное влияние на её механические и физико-химические свойства.

Назначения и плотность стали

По своему назначению стали делятся на конструкционные, инструментальные и на стали с особыми свойствами. Конструкционные стали применяются для изготовления деталей машин, конструкций и сооружений.

В качестве конструкционных могут использоваться как углеродистые, так и легированные стали. Конструкционные стали обладают высокой прочностью и пластичностью. В то же время они должны хорошо поддаваться обработке давлением, резанием, хорошо свариваться.

Основными легирующие компоненты конструкционных сталей – это хром (около 1%), никель (1-4%) и марганец (1-1,5%).

Основной легирующий элемент инструментальных сталей – хром; иногда в них вводят также вольфрам и ванадий.

Особую группу инструментальных сталей составляет быстрорежущая сталь, сохраняющая режущие свойства при больших скоростях резания, когда температура рабочей части резца повышается до 600-700oС. Основные легирующие элементы этой стали – хром и вольфрам.

К группе сталей с особыми свойствами относятся нержавеющие, жаростойкие, жаропрочные, магнитные и некоторые другие стали. Нержавеющие стали устойчивы против коррозии в атмосфере, влаге и в растворах кислот, жаростойкие – в коррозионно-активных средах при высоких температурах.

Важнейшие легирующие элементы жаропрочных сталей – это хром (15-20%), никель (8-15%), вольфрам.

Перевозки изделий из металлов

В системе грузоперевозок задействовано такое понятие, как «объёмный вес». Если масса предмета в одном кубическом метре 167 кг, то такой вес считается физическим, а если меньше — объёмным. Например, масса куба стали углеродистой — 7750 кг. Другими словами, объёмный вес стали 7750 кг. Эти расчёты нужны, чтобы определить, какой объем займёт перевозимый груз.

Однако в зависимости от того, какие металлические изделия перевозятся, объем будет меняться. Предположим, что есть несколько различных метизов одной и той же марки стали. По идее, они обладают одинаковой плотностью. Однако слитки, крупносортные изделия и бунты проволоки обладают различным объёмом, а следовательно, при их перевозке займут больше или меньше места на транспорте. Таким образом, они обладают разным объёмным весом. При любых условиях кубометр стали больше 167 кг, следовательно, его не назовёшь объёмным.

Металлы — это химические элементы, которые составляют большую часть периодической таблицы Д. И. Менделеева

В данной статье рассмотрим такое важное их физическое свойство, как плотность, а также приведем таблицу плотности металлов в кг/м3

Определение массы изделия

Все современные справочные материалы, ГОСТ и технические условия предприятий скорректированы в соответствии с международной классификацией.

Пользуясь справочными таблицами плотностей различных материалов, легко определить их массу. Это особенно актуально, когда предметы тяжёлые или отсутствуют соответствующие весы. Для этого требуется знать их геометрические параметры. Чаще всего узнать требуется массу предмета в форме цилиндра, трубы или параллелепипеда:

1. Металлические прутки имеют форму цилиндра. Зная диаметр и длину, легко узнать массу. Масса равна плотности, умноженной на объём. Находим объём предмета. Он получается умножением площади сечения на длину. Площадь круга, зная диаметр, определить несложно. Диаметр в квадрате умножается на 3,14 (число пи), делится на 4.
2. Массу трубы получаем аналогично. При нахождении площади берём разницу между внешним и внутренним диаметром сечения.
3. Чтобы определить массу листа, блюма, сляба или прутка прямоугольного сечения, определяем объём, перемножая длину, высоту и толщину. Умножаем на плотность из справочника.

Читать также: Площадочный вибратор эв 98 технические характеристики

При таких вычислениях всегда допускается маленькая погрешность, ведь формы не идеальны. На практике ей можно пренебречь. Производители металлоизделий разработали специальные калькуляторы вычисления массы для пользователей. Достаточно ввести уникальные размеры в соответствующие окна и получить результат.