В производственной практике применяется большое количество различных конструкций, с использованием металлов и сплавов из них, обладающих особыми свойствами. Функциональной особенностью производственного процесса выступает правильный выбор необходимого метала или сплава металлов. Конструкторы обращают внимание на следующие критерии отбора:
Не менее важно, рассчитать потребность в количестве выбранного металла, для производства определенной конструкции или прибора. Расчет производится на основании формулы: Y=P/V , где: Y — это удельный вес; P — вес твердого металла; V — объём металла. Величину, полученную в результате вычислений измеряют в см/м³.
Плотность материалов
Единица измерения
Плотность алюминия и любого другого материала – это физическая величина, определяющая отношения массы материала к занимаемому объему.
- Единицей измерения плотности в системе СИ принята размерность кг/м 3 .
- Для плотности алюминия часто применяется более наглядная размерность г/см 3 .
Плотность алюминия в кг/м 3 в тысячу раз больше, чем в г/с м 3 .
Удельный вес
Для оценки количества материала в единице объема часто применяют такую не системную, но более наглядную единицу измерения как «удельный вес». В отличие от плотности удельный вес не является абсолютной единицей измерения. Дело в том, что он зависит от величины гравитационного ускорения g, которая меняется в зависимости от расположения на Земле.
Зависимость плотности от температуры
Плотность материала зависит от температуры. Обычно она снижается с увеличением температуры. С другой стороны, удельный объем – объем единицы массы – возрастает с увеличением температуры. Это явление называется температурным расширением. Оно обычно выражается в виде коэффициента температурного расширения, который дает изменение длины на градус температуры, например, мм/мм/ºС. Изменение длины легче измерить и применять, чем изменение объема.
Удельный объем
Удельный объем материала – это величина, обратная плотности. Она показывает величину объема единицы массы и имеет размерность м 3 /кг. По удельному объему материала удобно наблюдать изменение плотности материалов при нагреве-охлаждении.
Сколько весит 1м3 алюминия
Что мы хотим узнать сегодня узнать? Сколько весит 1 куб алюминия, дюралюминиевого сплава, вес 1 м3 алюминия, силумина, серебристого металла Al ?
Нет проблем, можно узнать количество килограмм или количество тонн сразу, масса серебристого металла Al (вес одного кубометра дюралюминия Д 16, вес одного куба авиаля АВ, вес одного кубического метра дуралюмина, вес 1 м3 силумина) указаны в таблице 1. Если кому-то интересно, можно пробежать глазами небольшой текст ниже, прочесть некоторые пояснения. Как измеряется нужное нам количество вещества, материала, жидкости или газа? За исключением тех случаев, когда можно свести расчет нужного количества к подсчету товара, изделий, элементов в штуках (поштучный подсчет), нам проще всего определить нужное количество исходя из объема и веса (массы). В бытовом отношении самой привычной единицей измерения объема для нас является 1 литр. Однако, количество литров, пригодное для бытовых расчетов, не всегда применимый способ определения объема для хозяйственной деятельности. Кроме того, литры в нашей стране так и не стали общепринятой «производственной» и торговой единицей измерения объема. Один кубический метр или в сокращенном варианте — один куб, оказался достаточно удобной и популярной для практического использования единицей объема. Практически все вещества, жидкости, материалы и даже газы мы привыкли измерять в кубометрах. Это действительно удобно. Ведь их стоимость, цены, расценки, нормы расхода, тарифы, договора на поставку почти всегда привязаны к кубическим метрам (кубам), гораздо реже к литрам. Не менее важным для практической деятельности оказывается знание не только объема, но и веса (массы) вещества занимающего этот объем: в данном случае речь идет о том сколько весит 1 куб алюминиевого сплава, крылатого металла Al (1 кубометр дюралюминия Д 16, 1 метр кубический, 1 м3 авиаля). Знание массы и объема, дают нам довольно полное представление о количестве силумина. Посетители сайта, спрашивая сколько весит 1 куб дуралюмина, алюминия часто указывают конкретные единицы массы серебристого металла Al, в которых им хотелось бы узнать ответ на вопрос. Как мы заметили, чаще всего хотят узнать вес 1 куба алюминиевого сплава ( 1 кубометра авиаля, 1 кубического метра дюралюминия Д 16, 1 м3 дюралюминиевого сплава) в килограммах (кг) или в тоннах (тн). По сути, нужны кг/м3 или тн/м3. Это тесно связанные единицы определяющие количество серебристого металла Al. В принципе возможен довольно простой самостоятельный пересчет веса (массы) дюралюминия из тонн в килограммы и обратно: из килограммов в тонны. Однако, как показала практика, для большинства посетителей сайта более удобным вариантом было бы
сразу узнать сколько килограмм весит 1 куб (1 м3) алюминия, дюралюминиевого сплава или сколько тонн весит 1 куб (1 м3) алюминия, серебристого металла Al
, без пересчета килограмм в тонны или обратно — количества тонн в килограммы на один метр кубический (один кубометр, один куб, один м3). Поэтому, в таблице 1 мы указали сколько весит 1 куб алюминиевого сплава ( 1 кубометр дюралюминия, 1 метр кубический авиаля) в килограммах (кг) и в тоннах (тн). Выбирайте тот столбик таблицы, который вам нужен самостоятельно. Кстати, когда мы спрашиваем сколько весит 1 куб ( 1 м3) дюралюминиевого сплава, мы подразумеваем количество килограмм силумина или количество тонн алюминия. Однако, с физической точки зрения нас интересует плотность алюминия или удельный вес серебристого металла Al. Масса единицы объема или количество вещества помещающегося в единице объема — это объемная плотность дуралюмина или удельный вес алюминия. В данном случае
объемная плотность алюминиевого сплава и удельный вес алюминия.
Плотность дюралюминия и удельный вес авиаля АВ (крылатого металла Al) в физике принято измерять не в кг/м3 или в тн/м3, а в граммах на кубический сантиметр: гр/см3. Поэтому в таблице 1 удельный вес алюминиевого сплава и плотность алюминия, дюралюминия, дюралюминиевого сплава (синонимы) указаны в граммах на кубический сантиметр (гр/см3)
Плотность алюминия
Теоретическая плотность алюминия
Плотность химического элемента определяется его атомным номером и другими факторами, такими как атомный радиус и способ упаковки атомов. Т еоретическая плотность алюминия при комнатной температуре (20 °С) на основе параметров его атомной решетки составляет:
Плотность алюминия: твердого и жидкого
График зависимости плотности алюминия в зависимости от температуры представлена на рисунке ниже [1]:
- С повышением температуры плотность алюминия снижается.
- При переходе алюминия из твердого в жидкое состояние его плотность снижается скачком с 2,55 до 2,34 г/см 3 .
Плотность алюминия в жидком состоянии – расплавленного чистого алюминия 99,996 % – при различных температурах представлена в таблице.
Сплавы, используемые в производстве алюминиевых листов
Для производства листов применяется алюминий марок А0, А5, А6, А7 (химический состав регламентируется ГОСТом 11069-74), а также АД, АД0, АД00, АД1 (по ГОСТ 4784-74). В сортамент также входят изделия из термоупрочняемых и нетермоупрочняемых сплавов следующих видов:
- высокопрочные;
- сваривамые, стандартной прочности;
- нормальной прочности (дюрали);
- высокопластичные, средней прочности (магналии);
- высокопластичные, низкой прочности — с легированием и без.
Производственные возможности
| Марка алюминия/сплава | Без термообработки | М | Н2 | Н | Т | Т1 | ТН |
| А0 | + | + | + | + | |||
| А5 | + | + | + | + | |||
| А6 | + | + | + | + | |||
| А7 | + | + | + | + | |||
| АД | + | + | + | + | |||
| АД0 | + | + | + | + | |||
| АД1 | + | + | + | + | |||
| АД00 | + | + | + | + | |||
| АМц | + | + | + | + | |||
| АМцС | + | + | + | + | |||
| АМг2 | + | + | + | + | |||
| АМг3 | + | + | + | ||||
| АМг5 | + | + | |||||
| АМг6 | + | + | |||||
| АМг6Б | + | + | |||||
| АМг6У | + | ||||||
| АВ | + | + | + | + | |||
| Д1А | + | + | + | ||||
| Д16А | + | + | + | + | |||
| Д16Б | + | + | + | ||||
| Д16 | + | + | + | ||||
| Д16У | + | + | |||||
| В95-1А | + | + | + | ||||
| В95-1 | + | ||||||
| В95-2А | + | + | + | ||||
| В95-2Б | + | ||||||
| ВД1А | + | + | + | ||||
| ВД1Б | + | + | + | + | |||
| ВД1 | + | + | + | + | |||
| АКМА | + | + | + | + | |||
| АКМБ | + | ||||||
| АКМ | + | ||||||
| В95А | + | + | + | ||||
| 1915 | + | + | + | ||||
| Д12 | + | + | |||||
| ММ | + |
Алюминиевые сплавы
Влияние легирования
Различия в плотности различных алюминиевых сплавов обусловлены тем, что они содержат различные легирующие элементы и в разных количествах. С другой стороны, одни легирующие элементы легче алюминия, другие – тяжелее.
Легирующие элементы легче алюминия:
Легирующие элементы тяжелее алюминия:
Влияние легирующих элементов на плотность алюминиевых сплавов демонстрирует график на рисунке ниже [1].
Вес алюминиевого листа
Для удобства предварительных расчетов различных конструкций мы предлагаем вашему вниманию вес алюминиевых листов за штуку и квадратный метр в нижеследующей таблице. Данные листы широко распространены в промышленности. Вес листов из других сплавов можно посчитать с помощью переводных коэффициентов. Для расчета веса алюминиевых листов АМг2 данный вес надо умножить на коэффициент 0,992; Амг3 — 0,988; АМг5 — 0,981; АМг6 — 0,977; Д16 — 1,03. Просим Вас обратить внимание, что указанный вес алюминиевого листа является приблизительным и рассчитанным по теоретическим формулам. Вес реальных листов может колебаться и в меньшую и большую сторону на несколько процентов это связано с технологическим разбросом при производстве. Если искомого размера листов нет в таблице вы можете воспользоваться нашим калькулятором веса цветного проката
Также вам могут понадобиться другие расчетные таблицы других видов алюминиевого проката
Самые легкие и самые тяжелые алюминиевые сплавы
- Одним из самых легких алюминиевым сплавом является зарубежный литейный сплав 518.0 (7,5-8,5 % магния) – 2,53 г на кубический сантиметр [1]. Отечественный сплав АМг11 (АЛ22) содержит еще больше магния – от 10,5 до 13,0 %. Поэтому, надо думать, он еще легче, но точных данных у нас нет!
- Самыми тяжелыми алюминиевыми сплавами являются зарубежные литейные сплавы 222.0 и 238.0 с номинальным содержанием меди 10 %. Их номинальная плотность – 2,95 г на кубический сантиметр [1].
- Самый легкий деформируемый сплав – алюминиево-литиевый сплав 8090 с номинальным содержанием лития 2,0 %. Его номинальная плотность – 2,55 г на кубический сантиметр [1].
- Самые тяжелые деформируемые алюминиевые сплавы – сплав В95 и зарубежный сплав 7175: 2,85 г на кубический сантиметр [4].
Сколько весит квадратный метр алюминиевого листа
Плотность промышленных алюминиевых сплавов
Плотность алюминия и алюминиевых сплавов, которые применяются в промышленности, представлены в таблице ниже для отожженного состояния (О). В определенной степени она зависит от состояния сплава, особенно для термически упрочняемых алюминиевых сплавов.
Влияние легирующих элементов алюминиевых сплавов на плотность и модуль Юнга [3]
Алюминиево-литиевые сплавы
Самую малую плотность имеют знаменитые алюминиево-литиевые сплавы.
- Литий является самым легким металлическим элементом.
- Плотность лития при комнатной температуре составляет 0,533 г/см³ – этот металл может плавать в воде!
- Каждый 1 % лития в алюминии снижает его плотность на 3 %
- Каждый 1 % лития увеличивает модуль упругости алюминия на 6 %. Это очень важно для самолетостроения и космической техники.
Популярными промышленными алюминиево-литиевыми сплавами являются сплавы 2090, 2091 и 8090:
- Номинальное содержание лития в сплаве 2090 составляет 1,3 %, а номинальная плотность – 2,59 г/см 3 .
- В сплаве 2091 номинальное содержание лития составляет 2,2 %, а номинальная плотность – 2,58 г/см 3 .
- У сплава 8090 при содержании лития 2,0 % плотность составляет 2,55 г/см 3 .
Вес металла таблица
Главной характеристикой влияющей на вес металла, является его плотность.
Что означает плотность металла?
Под плотностью металла, подразумевается его вес на единицу занимаемого объёма. Часто объём измеряют в метрах кубических и сантиметрах в кубе. Чем же обусловлены такие большие, по земным меркам, вес и плотность? Плотность металла и его вес, зависит от того, насколько мал радиус атома и велик при том его вес.
Плотность металлов таблица
| Метал | г/см3 | кг/м3 | Метал | г/см3 | кг/м3 |
| Литий | 0,534 | 534 | Самарий | 7,536 | 7536 |
| Калий | 0,87 | 870 | Железо | 7,87 | 7874 |
| Натрий | 0,968 | 9680 | Гадолиний | 7,895 | 7895 |
| Рубидий | 1,53 | 1530 | Тербий | 8,272 | 8272 |
| Кальций | 1,54 | 1540 | Диспрозий | 8,536 | 8536 |
| Магний | 1,74 | 1740 | Ниобий | 8,57 | 8570 |
| Бериллий | 1,845 | 1845 | Кадмий | 8,65 | 8650 |
| Цезий | 1,873 | 1873 | Гольмий | 8,803 | 8803 |
| Кремний | 2,33 | 2330 | Никель | 8,9 | 8900 |
| Бор | 2,34 | 2340 | Кобальт | 8,9 | 8900 |
| Стронций | 2,6 | 2600 | Медь | 8,94 | 8940 |
| Алюминий | 2,7 | 2700 | Эрбий | 9,051 | 9051 |
| Скандий | 2,99 | 2990 | Тулий | 9,332 | 9332 |
| Барий | 3,5 | 3500 | Висмут | 9,8 | 9800 |
| Иттрий | 4,472 | 4472 | Лютеций | 9,842 | 9842 |
| Титан | 4,54 | 4540 | Молибден | 10,22 | 10220 |
| Селен | 4,79 | 4790 | Серебро | 10,49 | 10490 |
| Европий | 5,259 | 5259 | Свинец | 11,34 | 11340 |
| Германий | 5,32 | 5320 | Торий | 11,66 | 11660 |
| Мышьяк | 5,727 | 5727 | Таллий | 11,85 | 11850 |
| Галлий | 5,907 | 5907 | Палладий | 12,02 | 12020 |
| Ванадий | 6,11 | 6110 | Рутений | 12,4 | 12400 |
| Лантан | 6,174 | 6174 | Родий | 12.44 | 12440 |
| Теллур | 6,25 | 6250 | Гафний | 13,29 | 13290 |
| Цирконий | 6,45 | 6450 | Ртуть | 13,55 | 13550 |
| Церий | 6,66 | 6660 | Тантал | 16,6 | 16600 |
| Сурьма | 6,68 | 6680 | Уран | 19,07 | 19070 |
| Празеодим | 6,782 | 6782 | Вольфрам | 19,3 | 19300 |
| Иттербий | 6,977 | 6977 | Золото | 19,32 | 19320 |
| Неодим | 7,004 | 7004 | Плутоний | 19,84 | 19840 |
| Цинк | 7,13 | 7130 | Рений | 21,02 | 21020 |
| Хром | 7,19 | 7190 | Платина | 21,40 | 21400 |
| Олово | 7,3 | 7300 | Иридий | 22,42 | 22420 |
| Индий | 7,31 | 7310 | Осмий | 22,5 | 22500 |
| Марганец | 7,44 | 7440 |
Из таблицы видно, что удельный вес куба металла, очень разнится. Разница в весе между самым тяжёлым и самым лёгким металлом – 42 раза. Осмий, вес которого равняется 22500 кг в м3 и литий, имеющего наименьшую плотность, вес которого 534 кг в м3. Металл имеющий наибольшую плотность, так же имеет наибольший вес и им является осмий, как мы уже поняли.
Средняя плотность, среди всех металлов – 11,5 г на см в кубе.
Примечательно и то, что существуют металлы, плотность которых меньше воды. Таких несколько: литий, калий, натрий.
Для справки можно добавить, что осмий не только самый тяжёлый, но и самый редкий. Его добывают в районе 100 кг в год.
Плотность драгоценных металлов
К драгоценным металлам принято относить: серебро, золото, палладий, платина, рутений, родий, иридий, осмий. Плотность которых начинается от 10,49 г см3 (серебро) и доходит до 22,5 см3 (осмий). Уточнить вес прочих можно в таблице.
Таблица плотности сплавов
| Сплав | г/см3 | кг/м3 | Сплав | г/см3 | кг/м3 |
| Дюралюминий | 2,75 | 2750 | Нихром | 8,4 | 8400 |
| Чугун серый | 7,1 | 7100 | Латунь | 8,2-8,8 | 8200-8800 |
| Чугун белый | 7,6-7,8 | 7600-7800 | Бронза | 7,5-9,1 | 7500-9100 |
| Сталь | 7,8 | 7800 | Сплав Вуда | 9,7 | 9700 |
