Удельный вес металлов и сплавов

Разница между весом и массой

В чем состоит разница между весом и массой. На самом деле в быту, она не играет ни какой роли. В самом деле, на кухне, мы не делаем развития между весом курицы и ее массой, но между тем между этими терминами существуют серьезные различия.

Эта разница хорошо видна при решении задач, связанных с перемещением тел в межзвездном пространстве и ни как имеющим отношения с нашей планете, и в этих условиях эти термины существенно различаются друг от друга.Можно сказать следующее, термин вес имеет значение только в зоне действия силы тяжести, т.е. если некий объект находиться рядом с планетой, звездой и пр. Весом можно называть силу, с которой тело давит на препятствие между ним и источником притяжения. Эту силу измеряют в ньютонах. В качестве примера можно представить следующую картину — рядом с платным образованием находиться плита, с расположенным на ее поверхности неким предметом. Сила, с которой предмет давит на поверхность плиты и будет весом.

Масса и вес

Масса тела напрямую связана с инерцией. Если детально рассматривать это понятие то можно сказать, что масса определяет размер гравитационного поля создаваемого телом. В действительности, это одна из ключевых характеристик мироздания. Ключевое различие между весом и массой заключается в следующем — масса не зависит от расстояния между объектом и источником гравитационной силы.

Для измерения массы применяют множество величин – килограмм, фунт и пр. Существует международная система СИ, в которой применяют привычные, нам килограммы, граммы и пр. Но кроме нее, в многих странах, например, Британских островах, существует собственная система мер и весов, где вес измеряют в фунтах.

Горячекатаный лист (ГОСТ 19903-74)

Вес листа стального. Таблица. | МеханикИнфо

Вес листа стального. Таблица. 4.53/5 (90.59%) проголосовало 17

Листовой прокат — это продукт прокатки заготовок или слитков через валки. Для прокатки используют высокие температуры, так как при более низких температурах затраты на энергию и время работы увеличиваются.

Прокатка заготовок или слитков осуществляется большими раскаточными валками, которые вращаются в разных направлениях, тем самым создавая втягивающую силу.

На первых этапах стараются как можно больше раскатать заготовку и придать вид листа, пока металл находится под высокой температурой, а потом уже начинается более чистовая обкатка.

Существует два вида металлопроката: горячекатаный и холоднокатаный.

Горячекатаный прокат, а именно листовой, раскатывается до минимальной ширины в 4 миллиметра, а максимальный размер может составлять больше 100 миллиметров.

Холоднокатаный прокат производит прокатку при более низких температурах и нужен для того чтобы уменьшить толщину листа.

Такой вид проката более точный, чем горячекатаный, из-за этого улучшается плоскость поверхности и соответственно качество самого листа. Примерно таким образом проходит процесс прокатки листов.

Существует разный по толщине сортамент листовой стали поэтому необходим точный теоретический его расчет.

Вес листа стального. Таблица.

Расчет веса всего листового металлопроката можно посмотреть по таблице или рассчитать по формуле:

Где:

 H — толщина листа, мм;

 B — ширина проката, м;

L — длина листа металла, м;

 7,85 — плотность стали, кг/дм3.

Вес одного квадратного метра листового металла рассчитывается в (кг/м), в формулу необходимо подставлять размер ширины проката в (мм), а длину и ширину листа в (м).

Таблица.

Теоретический вес квадратного метра листа стального.

Горячекатаный швеллер: сортамент и характеристики

Стальной швеллер 10 производится в соответствии с ГОСТом 8240-97. Этот стандарт предусматривает выпуск равнополочного профиля с уклоном внутренних граней полок и с параллельными гранями полок. Отличительная особенность горячекатаного профиля – четкие наружные углы.

Таблица размеров и массы швеллера 10

Профиль серии «У» имеет уклон внутренних граней полок 4-10%. По согласованию с потребителем эта величина может иметь более жесткие границы. Стенки профильных изделий экономичной серии тоньше, чем стенки продукции серии «П». Длина – 2-12 м, по согласованию с потребителем может быть больше. При расчетах, сколько весит металлопрокат с П-образным сечением, используют среднюю величину плотности стали 7,85 г/см3.

Благодаря утолщению во внутренних углах, горячекатаный профиль способен выдерживать достаточно высокие нагрузки на прогиб и изгиб. Однако швеллер с высотой стенки 10 см в несущих конструкциях обычно применяется только в качестве дополнительного усиливающего элемента. Этот металлопрокат востребован в каркасном строительстве, для изготовления каркасов под облицовочные материалы, армирования фундаментов, устройства ограждений и лестниц, в машино- и станкостроении.

Расчет удельного веса профильной трубы

Чтобы рассчитать массу отдельно взятой профильной трубы из металла, можно воспользоваться специальными калькуляторами, которые есть на многих сайтах специализированных компаний. Пользуясь такой программой, можно за короткое время узнать вес трубы. Использовать такой калькулятор достаточно просто.

Алгоритм действий

Все, что потребуется от потенциального покупателя трубной продукции — занести в полях программы:

• длину трубы;
• длину профиля;
• толщину стенок.

удельного веса металла

Используя такие программы, кроме массы, можно рассчитать и метраж трубных изделий. В этом случае можно точно определить погонный метр трубы, приходящийся на фиксированную массу.

Удельный вес металла. Таблица 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.

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.

− 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.

Материалы для листового металла

Плоский прокат применяется во многих отраслях промышленности — как в несущих конструкциях, так и в декоративно-отделочных целях. Помимо стали, в качестве сырья для его производства используют:

• алюминий;
• медь;
• цинк;
• сплавы.

Часто металлические листы применяют в качестве кровли, скрепляя пластины между собой фальцами вручную или посредством инструментов. Все перечисленные материалы пригодны для этой цели. Кроме цинка, который в чистом виде не используют: его напыляют на сталь, или сплавливают с медью и титаном — получают так называемый титаноцинк. ‘

Химический состав

Каждая категория стали характеризуется своим определенным химическим составом. Он во многом определяет область применения создаваемых заготовок и сложности, которые возникают при термической обработке.

Ключевыми моментами, которые касаются химического состава, назовем следующее:

1. Как ранее было отмечено, основными химическими элементами являются железо и углерод. Первый элемент имеет концентрацию 97%, углерода всего 0,14-0,22%. Именно углерод определяет показатель твердости и некоторые другие физико-химические свойства структуры.
2. В состав структуры включается относительно небольшое количество легирующих элементов. Основными элементами стали хром и никель, концентрация которых составляет 0,3%. В этой же концентрации в состав включается медь.

Химический состав

При большом количестве разновидностей сталей у рассматриваемой жестко контролируется концентрация вредных примесей, которыми являются фосфор и сера. Кроме этого, в состав в большой концентрации входит азот, на который приходится около 0,1 массы.

Таблицы плотностей некоторых веществ

Таблица плотностей – первая таблица значений физических величин, с которой вы знакомитесь. В предыдущем параграфе вы узнали способ «рождения» аналогичных таблиц – проведение многочисленных измерений и последующих вычислений.

Вам уже известно, что при изменениях температуры объём тел меняется. Как следствие, меняется и плотность. Например, при 0°С и нормальном атмосферном давлении масса 1 м³ воздуха равна 1,3 кг, а при 100°С из-за теплового расширения в 1 м³ помещается 950 г воздуха (см. рисунок). Поэтому в таблицах со значениями плотностей всегда указана температура (см. таблицы далее).

Плотность всех веществ зависит и от давления, оказываемого на них. Например, на высоте 10 км атмосферное давление значительно меньше, чем вблизи земли, в результате чего там масса 1 м³ воздуха составляет всего около 400 граммов. Плотность твёрдых веществ и жидкостей в гораздо меньшей степени зависит от давления, чем плотность газов.

В правой колонке твёрдых веществ собраны металлы (см. таблицу). Как видите, плотность металлов составляет несколько тысяч килограммов на кубический метр. Например, плотность свинца 11300 кг/м³. Это значение можно записать короче, если выразить в других единицах, например так: 11,3 г/см³. Поясним, как сделан этот «перевод» одних единиц в другие:

В нижней таблице приведены плотности газов и сжиженных газов

Обратите внимание, как значительно отличается плотность газа и получающейся из него жидкости: воздух, азот и кислород уплотняются приблизительно в 700 раз, водород и гелий – в 800 раз. Примечание: углекислый газ при охлаждении при атмосферном давлении из газообразного состояния превращается сразу в твёрдое, поэтому в таблице вы видите прочерк

Зачем нужно знать удельный вес профильной трубы?

в их высоком качестве и прочности стали

При сооружении различных конструктивных элементов широко используются именно профильные трубы. Они получили большое распространение в различных отраслях промышленности. При создании конструкций из металла возникает задача в определении веса изделия. Для этого проводятся необходимые расчеты. После их завершения полученные данные вносят при заполнении документации.

В случае с китайскими трубами есть одна особенность, о которой многие потенциальные покупатели просто не знают. Все дело в том, что у этих изделий по краям определяется толщина труб. Именно там чаще всего и выполняют замеры. А вот на оставшихся участках трубы толщина очень маленькая. Поэтому выявить такой недостаток можно, только если определить массу изделия.

Удельный вес металлов

Все тела, имеющие одинаковый объем, но произведенные из различных веществ, имеют различную массу, которая находится в прямой зависимости от его объема. Отношение объема сплава к его массе — плотность — является постоянной величиной, которая будет характерной для данного вещества. А удельный вес — это сила тяжести непосредственно взятого за основу объема данного вещества. Другими словами, удельным весом металла называется вес единицы объема безусловного плотного (непористого) материала. Для обозначения удельного веса следует массу сухого материала поделить на его объем в полностью плотном состоянии.Все известные и применяемые в промышленности металлы обладают определенными физико-механическими свойствами, которые, собственно говоря, и определяют их удельный вес. Металлы обладают характерными свойствами, среди которых можно назвать высокую прочность, тепло- и электропроводность, пластичность.Химические свойства и удельный вес цветных металлов

Al
26,9815
659
2,69808
Свинец (Lead)
Pb
207,19
327,4
11,337

Олово (Tin)
Sn
118,69
231,9
7,29

Медь (Сopper)
Cu
63,54
1083
8,93

Титан (Titanium)
Ti
47,90
1668
4,505

Никель (Nickel)
Ni
58,71
1455
8,91

Магний (Magnesium)
Mg
24
650
1,74

Ванадий (Vanadium)
V
6
1900
6,11

Вольфрам (Wolframium)
W
184
3422
19,3

Хром (Chromium)
Cr
51,996
1765
7,19

Молибден (Molybdaenum)
Mo
92
2622
10,22

Серебро (Argentum)
Ag
107,9
1000
10,5

Тантал (Tantal)
Ta
180
3269
16,65

Золото (Aurum)
Au
197
1095
19,32

Платина (Platina)

Pt
194,8
1760
21,45

Удельный вес наиболее распространенных марок стали

Удельный вес стали различных марок

Удельный вес стали углеродистой и легированной

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.