Плотность стали

Первые упоминания о стали содержатся в индийские источники, датируемые примерно 1 тысячелетием до н. э. Стальные мечи, сделанные индийскими мастерами, были крепче и острее бронзовых. Сталь обрабатывалась на Ближнем Востоке и в Риме. Собственно стальные мечи и доспехи помогли легионам в их победоносном шествии по древнему миру.

Новое рождение материала случилось в девятнадцатом веке, года был разработан мартеновский метод ее выплавки, дающий возможность получать сплавы высокого и стабильного качества в значимых количествах. В двадцатом веке сталь стала ключевым конструкционным материалом. Одной из главных характеристик любого материала, считается его плотность — масса вещества в единице объема.

Плотность меряется в граммах на сантиметр кубический или в тоннах на кубометр. Цифровое значение плотности для данных 2-ух единиц измерения будет совпадать. Плотность одного и аналогичного материала при различной температуре меняется вследствие явления теплового и объемного увеличения. У многих веществ, включая металлы, плотность с увеличением температуры падает.

Плотность стали конструкционной легированной

Конструкционные легированные сплавы используются в производстве высоконагруженных ответственных конструкций, в том числе работающих в агрессивной среде. Плотность марки 30ХГСА близка к типовому значению в 7,85 т/м 3
плотность стали конструкционной низколегированной для сварных конструкций

Низколегированные сплавы обладают великолепной свариваемостью и высокой устойчивостью к коррозийным процессам, по этому их широко используют для ответственных конструкций в строительстве и судостроении. УВ стали данной группы может колебаться в границах 7,85-7,87 т/м 3 и приведен в таблице:

Группа	Марка	Плотность
низколегированная конструкционная	09Г2С	7,85
высоко-углеродистая	70 (ВС и ОВС)	7,85
среднеуглеродистая	45	7,85
мало-углеродистая	10, 10А, 20, 20А	7,85
углеродистая конструкционная	Ст3сп, Ст3пс	7,87

Плотность стали конструкционной очень высокой обрабатываемости

Удельный вес стали 30ХГСА, используемой для валов, осей, рычагов составляет 7,85 т/м 3 . При нагревании до 200 ?С он уменьшается до 7,8. Плотность стали конструкционной подшипниковой марки 35ХГ2 равна 7,8 т/м 3 .

Удельный вес стали 12Х2Н4А, используемой для создания высоконагруженных шестерен, пальцев поршня и т. п., составляет 7,84 т/м 3 при 20 ?С и уменьшается до 7,63 при нагревании до 600 ?С

Плотность стали конструкционной рессорно – пружинной

Рессорно-пружинные сплавы обладают очень высокой упругостью при сохранении исключительной прочности и применяются для производства компонентов упругости механизмов — рессор, пружин, демпферов. Плотность марки 65Г составляет 7,85 т/м 3 .

Плотность стали конструкционной углеродистой хорошей

Сталь качественно сделанная конструкционная углеродистая марок 10, 20, 30, 40 имеет плотность 7,85 т/м 3

Плотность нержавейки

Плотность вещества вычисляется делением массы объекта на его объем. Такие вычисления для всех популярных человеку веществ уже выполнены, и метрологические службы иногда повторяют и уточняют эти измерения. В работе перед людьми становится иная фактическая задача: зная материал, из которого сделано изделие, определить его массу.

Плотность вещества также называют удельной массой (или, в бытовых условиях, удельным весом) — т. е. массой сплошного физического тела сделанного из этого вещества и содержащего единичный объем.

Нужно сказать, что, применяя термин «масса», в 99% случаев люди имеют дело с весом — силой притяжения физического тела к Земля. А дело все в том, что для определения массы тела в строгом физическом смысле требуется не простое оборудование, доступное лишь в крупных научных центрах. Для использования на практике во многих случаях достаточно обыкновенных, больше или меньше точных весов, применяющих гравитацию Земли и пружины, либо рычаги и обычные гири, либо пьезоэлектрические элементы.

В работе, чтобы высчитать вес погонного или кв.м. металлического проката применяют удельную массу, или плотность материала, из которого он сделан. В справочниках по сортаменту металлического проката среди ключевых параметров каждого сорта в первую очередь указывается масса погонного или кв.м. и значение плотности, использованное при вычислениях.

Во многих случаях расчета по массе погонного или кв.м. хватает для практичных применений. Сырье и комплектующие покупаются с некоторым нормированным запасом, а перед отгрузкой потребителю изделие взвешивают на весах для точных взаиморасчетов между агентами.

Но следует понимать, что данные в справочнике рассчитываются на основании типовой плотности стали, практически всегда это 7,85 т/м 3 . В то же время практическая плотность стали определенной марки зависит от состава и удельного количества присадок и колеблется от 7,6 до 8,8 т/м 3 .

Это может дать погрешность до 10% в большую или в меньшую сторону для изделия, выполненного из облегченного либо, наоборот, очень тяжёлого сплаваю. Для небольшого количества металла разница будет мала, и ею можно будет пренебречь. Но для трудных изделий, применяющих значительные объемы металла, понадобятся более правильные расчеты.

Масса понадобится при формировании заявки на закупку металла. На основе плотности данного сплава делают исправление справочных значений массы одного погонного или кв.м., и дальше в расчетах применяют уже уточненное значение.

Как высчитать P или выполнить исправление массы 1 метра?

Фактический способ определения плотности очень прост и известен нам из школьного курса физики. В мерную емкость, заполненную водой до конкретной метки, опускают образец материала. Водный уровень подымается на конкретную высоту. Объем вытесненной воды равён объему образца. Массу образца формируют взвешиванием на точных весах. Плотность будет равна отношению массы и объема.

Чтобы выполнить исправление массы погонного или кв.м., необходимо значение из справочника поделить на плотность из справочника и результат помножить на измеренную плотность материала образца. Выйдет откорректированная величина.

Если предвидится повторение аналогичных вычислений, то удобнее будет определить корректировочный показатель, равный отношению типовой плотности и плотности образца, и дальше использовать его в расчетах.

Плотность 12Х18Н10Т и отдельных нержавеек

Марка 12?18Н10Т является одной из очень широко используемых нержавеек. Плотность для нее и нескольких распространенных в изготовлении марок приведена в таблице, марки размещены по мере возрастания плотности. В третьей колонке показан показатель корректировки плотности относительно обычного значения в 7,85:

Марка стали	Плотность т/м 3	Корректировочный показатель
08Х22Н6Т 15Х28	7,60	0,97
08Х13 12Х17	7,70	0,98
04Х18Н10 08Х18Н12Б 12Х18Н10Т 17Х18Н9	7,90	1,01
08Х18Н12Т 10Х23Н18	7,95	1,01
06ХН28МДТ 08ХН28МДТ	7,96	1,01
10Х17Н13М2Т	8,00	1,02
08Х17Н15М3Т	8,10	1,03

Плотность иных сталей и сплавов

Удельный вес стали иных групп приведен в таблице:

Вид стали	Марка	Плотность
криогенная нержавеющая конструкционная	12Х18Н10Т	7,9
жаропрочная нержавеющая коррозионно-стойкая	08Х18Н10Т	7,9
штамповая инструментальная	Х12МФ	7,7
штамповая инструментальная	5ХНМ	7,8
мало-углеродистая электро-техническая (Армко)	Но и Э; ЭА; ЭАА	7,8
хромистая	15ХА	7,74
хромоалюминиевомолибденовая азотируемая	38ХМЮА	7,71
хромомарганцовокремнистая	25ХГСА	7,85
хромованадиевая	30ХГСА; 20ХН3А	7,85

Сталь — понятие и ее характеристики

Сталь– считается очень распространенным материалом для производства конструкций, деталей, механизмов и инструмента.
К сталям относятся все сплавы железа и углерода, причем доля железа должна быть не менее 45 %, а доля углерода — менее 2,14 процента. Углерод, выстраиваясь в молекулярные структуры железа, увеличивает прочность и твердость, но выполняет сплав не очень пластичным и ковким. Помимо углерода, в сплав входят металлы и неметаллы.
К наиболее весомым характеристикам сплава относятся:

• модуль сдвига;
• модуль упругости;
• плотность;
• показатель линейного увеличения.

Разнообразные области использования материалов просят от них друг от друга отличающихся химических и физических параметров. Так, к примеру, стальные сплавы с высоким модулем упругости применяют для изготовления пружин и демпферов рессорного типа. Данные показатели целенаправленно меняются в результате добавки самых разных присадок.

Плотность стали, или УВ стали — одна из очень важных параметров сплава. Исходя из нее, конструктор подсчитывает вес детали и общий вес изделия, логистика организует закупку и доставку сырья, заготовок и готовых изделий, экономисты формируют отпускная цена.
Вес стали устанавливается как творение плотности на объем.

Классификация стали

В зависимости от доли неметаллических примесей, определяемой методом выплавки этой марки, стальные сплавы делят на:

• особо высокого качества;
• высокого качества;
• обычного качества.

По химическому составу сплавы также делят на легированные и углеродистые.

Углеродистые стали

Применяются преимущественно для изготовления сварных конструкций и имеет от 0,25 до 2,14 процента углерода. В середине группы они дальше делятся на подгруппы, и также по процентной доле углерода:

• высокоуглеродистые (0,6-2,14);
• среднеуглеродистые (0,3-0,55);
• низкоуглеродистые (ниже 0,25).

В качестве присадок в них также входят кремний и марганец.
Помимо полезных, вводимых целенаправленно присадок в сплаве находятся и вредные примеси, отрицательно которые влияют на ее физико- химические свойства:

• фосфор уменьшает эластичность при нагревании и увеличивает хрупкость при охлаждении;
• сера приводит к появлению маленьких трещин.

В состав сплава как правило попадают и остальные примеси.

Легированная сталь

Для обретения сплавом требуемых параметров при плавке в него добавляют полезные присадки, или легирующие детали, очень часто металлы, такие, как алюминий, молибден, хром, марганец, никель, ванадий и остальные. Свойства сплава меняются при этом очень значительно: сплав приобретает устойчивость к коррозии, особенную крепость, высокую ковкость, очень высокую или низкую проводимость электричества и т.д.
Сплав с подобными добавками называют легированной сталью. По процентному содержанию легирующих присадок они разделяют на 3 группы:

• высоколегированные – более 11;
• среднелегированные – от 4 до 11;
• низколегированные – менее 4.

По сфере использования стальные сплавы разделяют на:

• инструментальные — очень прочные сплавы применяются для производства инструментов, штампов, фрез, сверл и резцов;
• конструкционные – применяются для изготовления корпусов и узлов ТС, станков, конструкций строительства;
• специализированные. В данную группу включают сплавы с очень высокой стойкостью к кислотной и щелочной обстановке, радиации, нержавеющие сплавы, электроматериалы и др.

Некоторые присадки и виды обработки увеличивают плотность материала, а иные – уменьшают, к примеру:

Метод обработки или добавка	Изменение плотности
углерод	уменьшается
хром, алюминий, марганец	уменьшается
кобальт, вольфрам, медь	растет
волочение	растет в границах трех процентов

Если вы нашли погрешность, пожалуйста, выдилите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.