Главная / Полезная информация / Плотности металлов и сплавов

Плотности металлов и сплавов

Наименование металла/сплава	Плотность, г/см3
Алюминиевые сплавы
Д1	2,8
Д16	2,78
АД31	2,71
В95	2,85
АМГ2	2,678
АМГ3	2,67
АМГ6	2,64
Бронзовые сплавы
БРАЖ	7,6
БРОЦС	8,84
БРОЦ 4-3	8,8
БРБ2	8,5
БРКМц	8,4
БРОФ 7-0,2	8,6
БРХ1	8,5
БРАЖМЦ	7,5
БРОФ	8,6
БРХ	8,5
БрАМЦ	8,6
Баббиты
Б83	7,38
Б16	9,29
Латунные сплавы
ЛС59-1	8,5
Л63	8,44
Л68	8,6
Металлы
Молибден	10,3
Вольфрам	19,3
Медь	8,94
Никель	8,9
Цинк	7,13
Олово	7,3
Магний	1,74
Титан	4,5
Хром	7,14
Цирконий	6,53
Свинец	11,37
Кадмий	8,64

 

В зависимости от химического состава и молекулярной структуры все вещества обладают собственным удельным весом. Он рассчитывается путем разделения массы на объем, который занимает данный фрагмент вещества. В технике удельный вес получил название «плотность». Так сложилось исторически — столетия назад исследователи заметили, что чем плотнее структура материала, тем больше его удельный вес.

Не исключение металлы и сплавы — они обладают очень высокой плотностью, часто определяющей сферы их применения. Например, легкие алюминий и титан используются в авиационной и космической промышленности, где сталь, чугун, олово или свинец не подходят из-за своего большого удельного веса.

В отличие от электрического сопротивления, химической активности, прочности и других показателей, удельный вес (плотность) мало зависит от степени нагрева или охлаждения, не изменяется при освещении, радиационном облучении или других воздействиях.

Измеряется плотность в килограммах на метр кубический (кг/м3) или граммах на сантиметр кубический (г/см3). Можно встретить и более мелкие или более крупные единицы, например мг/мм3 или т/м3.

Практическое значение плотности

В технике, строительстве, промышленности и быту знание значения плотности металла позволяет точно определить массу сложных по форме изделий, зная объем материала, использованного для их изготовления. Объем прямоугольных слитков, прутка или уголка просто вычислить путем несложных геометрических подсчетов.

Для определения плотности металлов и сплавов созданы специальные таблицы, где указаны названия металлов и сплавов, их маркировка по ГОСТ, обозначения в Справочнике металлов. Нельзя считать, что чем плотнее металл, тем он прочнее и устойчивее к коррозии или другим химическим воздействиям. Существуют легкие сплавы, намного прочнее лучших марок стали и не менее устойчивые к коррозии, чем золото или другие благородные металлы. Кроме весового значения, плотность не дает о качествах металла более никакой информации.

По удельному весу металлы и сплавы подразделяются на легкие и тяжелые. Как правило, наблюдается определенная корреляция между свойствами сплавов и исходными металлами, на базе которых они созданы. Но часто случается, что микроскопическая добавка одного или нескольких элементов в исходное сырье радикально меняет свойства сплава, практически не влияя на его плотность.

Кроме расчета веса готовых конструкций или изделий, плотность учитывается при изготовлении вращающихся, колеблющихся или других движущихся деталей.

Моменты инерции и другие кинематические и динамические характеристики оказывают значительное влияние на работу всех механизмов, от крохотных часовых маятников до огромных турбин и лопастей ветровых электростанций. Точно рассчитав вес сложных конструкций и их поведение под действием ускоряющих и тормозящих сил, легко добиться требуемых характеристик. Важнейшей исходной характеристикой в этих расчетах выступает и плотность материала.

Как определяется плотность

В справочниках и таблицах приводится усредненная плотность стандартного металла и сплава, который был выплавлен по всем требованиям технологии в промышленных печах при идеальных условиях. Реальная плотность слитка может отличаться на несколько процентов, в зависимости от исходного сырья, наличия примесей, условий производства.

Определяется плотность конкретного вещества не расчетным, а экспериментальным путем. Делается это в случаях, когда эксплуатационные качества изделия зависят от его массы или распределения масс по объему (если конструкция сложная). Можно рассчитать плотность сплавов, просто воспользовавшись стандартной задачей из школьного курса физики — зная массу всех исходных компонентов разделить ее на суммарный объем получившегося слитка.

Но такой метод не вполне корректный — во время плавки происходит ряд химических превращений, вносящих определенные коррективы в результат. Лучше всего воспользоваться готовыми таблицами. Если масса или ее распределение по деталям конструкции играет второстепенную роль, то достаточно значения с точностью до первого знака после запятой (например, 7,8 для стали). Но в случаях сложных динамических систем или крупных конструкций, желательно пользоваться более точными данными, до третьего, четвертого знака.