Плотность углеродистой стали – Плотность стали: справочные таблицы, метод определения

alexxlab | 12.02.2020 | 0 | Разное

плотность кг см3, удельный вес и другие технологически свойства

Термин «сталь» используется в металлургии и означает смесь железа с углеродом, количество которого варьируется от 0,03% до 2,14% по массе.

Если содержание углерода в железе превышает указанную верхнюю границу, тогда материал теряет свои ковкие свойства, и работать с ним можно только путем литья.

Общие свойства

Не нужно путать сталь с железом, которое представляет собой твердый и относительно пластичный металл, имеет атомный диаметр 2,48 ангстрема, температуру плавления 1535 °C и температуру кипения 2740 °C. В свою очередь, углерод является неметаллом с атомным диаметром 1,54 ангстрема, мягкий и хрупкий в большинстве своих аллотропных модификаций (исключение составляет алмаз). Диффузия этого элемента в кристаллической структуре железа возможна благодаря разнице в их атомных диаметрах. В результате такой диффузии образуется этот материал.

Главным отличием железа от стали является процентное содержание углерода, которое было указано выше. Материал может иметь различную микроструктуру в зависимости от той или иной температуры. Она может находиться в следующих структурах (для большей информации посмотрите фазовую диаграмму железо-углерод):

  • перлит;
  • цементит;
  • феррит;
  • аустенит.

Материал сохраняет свойства железа в своем чистом состоянии, однако добавка углерода и других элементов, как металлов, так и неметаллов, улучшает ее физико-химические свойства.

Существует много видов стали в зависимости от добавляемых в нее элементов. Группу углеродных сталей образуют материалы, в которых углерод является единственной добавкой. Другие специальные материалы получают свои названия благодаря своим основным функциям и свойствам, которые определяются их структурой и добавленными дополнительными элементами, например, кремниевые, цементирующие, нержавеющие, структурные сплавы и так далее.

Как правило, все материалы с добавками объединяются под одним названием — специальные стали, которые отличаются от обычных углеродных сталей, а последние служат базовым материалом для изготовления специальных материалов. Такое разнообразие данного материала по его характеристикам и свойствам привело к тому, что сталь начали называть «сплав железа и другой субстанции, которая повышает его твердость».

Компоненты металла

Два основных компонента стали встречаются в изобилии в природе, что благоприятствует ее производству в крупных масштабах. Разнообразие свойств и доступность этого материала делает его пригодными для таких отраслей промышленности, как машиностроение, производство инструментов, строительство зданий, внося свой вклад в индустриализацию общества.

Несмотря на свою плотность (удельный вес стали кг м3 составляет 7850, то есть масса стали объемом 1 м³ равна 7850 килограмм, для сравнения плотность алюминия 2700 кг/м3) она используется во всех секторах индустрии, включая аэронавтику. Причинами ее такого разнообразного применения являются как податливость и в то же время твердость, так и ее относительно низкая стоимость.

Добавки и их характеристика

Специальная классификация сталей определяет наличие конкретного элемента в ее составе и его процентное содержание по массе. Элементы добавляются в сплав с целью придания последней специфических свойств, например, увеличения ее механической выносливости, твердости, устойчивости к износу, способности к плавлению и другие. Ниже приведен список наиболее распространенных добавок и эффектов, которые они вызывают.

  • Алюминий: добавляется в концентрациях, близких к 1%, для повышения твердости сплава, а при концентрациях меньше 0,008% как антиокислитель для жаростойких материалов.
  • Бор: при малых концентрациях (0,001—0,006%) увеличивает прокаливаемость материала, не снижая ее способность подвергаться механической обработке. Используется в материалах низкого качества, например, при производстве плугов, проволоки, обеспечивая ее твердость и ковкость. Используется также в качестве ловушек для азота в кристаллической структуре железа.
  • Кобальт. Уменьшает закаливаемость и приводит к упрочнению материала и увеличению его твердости при высоких температурах. Увеличивает также магнитные свойства. Используется в жаропрочных материалах.
  • Хром: благодаря образованию карбидов придает стали прочность и сопротивляемость высоким температурам, увеличивает коррозионную стойкость, увеличивает глубину формирования карбидов и нитридов при термохимической обработке, используется в качестве твердого нержавеющего покрытия для осей, поршней и так далее.
  • Молибден увеличивает твердость и коррозионную стойкость для аустенитных материалов.
  • Азот добавляется для облегчения образования аустенита.
  • Никель делает аустенит стабильным при комнатной температуре, увеличивая твердость материала. Используется в жаростойких сплавах.
  • Свинец образует маленькие глобулярные образования, которые повышают способность к механической обработке стали. Этот элемент обеспечивает смазку материала при процентном содержании от 0,15% до 0,30%.
  • Кремний увеличивает закаливаемость и стойкость к окислению материала.
  • Титан стабилизирует сплав при высоких температурах и увеличивает его сопротивляемость окислению.
  • Вольфрам образует вместе с железом стабильные и очень твердые карбиды, которые остаются устойчивыми при высоких температурах, 14—18% этого элемента позволяет создать режущую сталь, которую можно применять со скоростью в три раза больше, чем обычную углеродную сталь.
  • Ванадий увеличивает сопротивляемость окислению материала и формирует сложные карбиды с железом, которые увеличивают сопротивление усталости.
  • Ниобий придает твердость, пластичность и ковкость сплаву. Используется в структурных материалах и автоматике.

Примеси в сплаве

Примесями называются элементы, которые нежелательны в составе стали. Они содержатся в самом материале и попадают в него в результате плавки, так как содержатся в горючем топливе и в минералах. Необходимо уменьшать их содержание, поскольку они ухудшают свойства сплава. В том случае, когда их удаление из состава материала является невозможным или дорогим, тогда стараются сократить их процентное содержание до минимума.

Сера: ее содержание ограничивается 0,04%. Элемент образует сульфиды вместе с железом, которые, в свою очередь, совместно с аустенитом образуют эвтектику с низкой температурой плавления. Сульфиды выделяются на границах зерен. Содержание серы резко ограничивает возможность термо- и механообработки материалов при средних и высоких температурах, поскольку приводит к разрушению материала по границам зерен.

Добавки марганца позволяют контролировать содержание серы в материалах. Марганец имеет большее родство с серой, чем железо, поэтому вместо сульфида железа образуется сульфид марганца, имеющий высокую температуру плавления и хорошие пластические свойства. Концентрация марганца должна быть в пять раз больше, чем концентрация серы, для обеспечения положительного эффекта. Марганец также увеличивает способность к механической обработке сталей.

Фосфор: максимальный предел его содержания в сплаве составляет 0,04%. Фосфор вреден, поскольку растворяется в феррите, уменьшая тем самым его пластичность. Фосфид железа вместе с аустенитом и цементитом образует хрупкую эвтектику с относительно низкой температурой плавления. Выделение фосфида железа на границах зерен делает материал хрупким.

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.

tokar.guru

Плотность стали, значение и примеры

Плотность стали и её другие физические свойства

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.

Механические свойства медленно охлажденной углеродистой стали сильно зависят от содержания в ней углерода. Медленно охлажденная сталь состоит из феррита и цементита, причем количество цементита пропорционально содержанию углерода. 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.

Различные легирующие элементы по-разному изменяют структуру и свойства стали. Так, некоторые элементы образуют твердые растворы в g-железе, устойчивые в широкой области температур. 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%).

Их применяют для изготовления режущих и измерительных инструментов, штампов. Необходимую твердость обеспечивается содержащийся в этих сталях углерод (в количество от 0,8 до 1,3%). 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. Жаропрочные стали сохраняют высокие механические свойства при нагревании до значительных температур, что важно при изготовлении лопаток газовых турбин, деталей реактивных двигателей и ракетных установок. Важнейшие легирующие элементы жаропрочных сталей – это хром (15-20%), никель (8-15%), вольфрам.

Примеры решения задач

ru.solverbook.com

Ст3сп



Марка:Ст3сп
Стандарт:ГОСТ 380-2005
Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки.
Классификация:Металлы и сплавы->Металлы черные->Стали->Стали общего назначения
Применение:прокат профильный, рамы, каркасы, щитки, кожухи - для сварных и клепаных конструкций

Физические свойства

 Плотность
ρ, кг/м3
Модуль упругости нормальный
Ε, ГПа
Модуль сдвига
G, ГПа
Теплопроводность
λ, Вт/(м·K)
Температурный коэффициент линейного расширения
αl, 10-6·°С-1
Коэффициент Пуассона
μ
7850200740.3
100 град.С55
200 град.С.54
толщина до 10 мм21055120.3


Физико-механические свойства

 Предел прочности (Временное сопротивление)
σв, МПа
Предел прочности при сжатии
σсж, МПа
Предел текучести
σ0,2, МПа
Предел выносливости при растяжении
σ-1, МПа
Твердость по Бринеллю
HB
Предел выносливости при кручении
τ-1, МПа
Относительное сужение
ψ, %
Относительное удлинение после разрыва
δ5, %
горячекатаный4452205933
поковки + нормализация145
толщина до 10 мм38025519595


Химический состав

Mn, %Si, %С, %Cr, %Ni, %Cu, %S, %P, %N, %
от 0.4 до 0.65от 0.15 до 0.3от 0.14 до 0.22до 0.3до 0.3до 0.3до 0.05до 0.04до 0.01


Технологические свойства

Свариваемость
Температура ковки
Tков, °C
Флокеночувствительность
Склонность к отпускной хрупкости
хорошо сваривается всеми видами сваркиот 750 до 1300не чувствительнане склонна


Группы материалов

Группа свариваемости
углеродистые
источник: Документы на сварочные материалы

Электроды УОНИ-13/45A, МР-3

Классификация: 

oitsp.ru

Таблица плотностей металлов, сталей, чугунов и цветных сплавов

В первой таблице представлены плотности чистых металлов: алюминий, медь, никель, молибден и др. Скачать таблицу можно по этой ссылке

Во второй таблице представлены плотности сталей, чугунов и некоторых цветных сплавов, в т.ч. алюминиевых медных, титановых сплавов и т.д. Скачать таблицу с плотностями сталей, чугунов и цветных сплавов можно по этой ссылке

Плотность - это физическая величина, которая определяет отношение массы тела к занимаемому этим телом объему. Различают истинную плотность, которая не учитывает пустоты в теле и удельную плотность, которая рассчитывается, как отношение массы тела к его реальному объему

Таблица 1 - Плотности металлов

МеталлПлотность, г/см3
Алюминий2,7
Ванадий6,11
Висмут9,8
Вольфрам19,3
Железо7,8
Золото19,3
Кобальт8,8
Кремний2,3
Магний1,74
Медь8,93
Молибден10,2
Никель8,91
Ниобий8,4
Олово7,29
Свинец11,35
Серебро10,5
Тантал16,6
Титан4,5
Хром7,2
Цинк7,13

Таблица 2 - Плотности сталей, чугунов и некоторых цветных сплавов

Марка сплаваПлотность, г/см3
Плотность некоторых конструкционных сталей
107,85
607,8
30ХГС7,85
45Х7,82
Плотность некоторых инструментальных сталей
У87,84
Р9К108,3
Х12М7,7
Плотность сплавов чугуна
СЧ106,8
СЧ357,4
ЧВГ307,0
Плотность нержавеющих и коррозионостойких сталей
08Х18Н107,9
08Х137,76
20Х137,67
95Х187,75
Плотность некоторых алюминиевых сплавов
АЛ62,75
АК122,65
АК7ч2,66
Д162,77
АК4-12,8
Плотность бронзовых сплавов
БрО108,8
БрС309,54
БрБ28,2
Плотность некоторых медно-никелевых сплавов
ВТ204,45
ОТ44,55
ВТ1-04,5

heattreatment.ru

Плотность сталей | Мир сварки

Таблица — Плотность сталей
Марка стали, сплаваПлотность, γ, кг/м3, при температуре, °С
20100200300400500600700800900
08кп7871784678147781774577087668762875987602
087871784678147781774577087668762875987602
10кп7856783278007765773076927653761375827594
107856783278007765773076927653761375827594
15кп7850782777947759772476877648761175997584
157850782777947759772476877648761175997584
20кп783478037770773676997659761776247600
207859783478037770773676997659761776247600
257820
307850
357826780477717737770076627623758376007549
407850
45782677997769773976987662762575877895
507810
557820
607800
15К7850
20К7850
А127830
15Г7810
20Г7820
30Г7810
40Г7810
50Г7810
10Г27790
16ГС7850
35Г27790
40Г27800
45Г27810
50Г27500
15Х78307810778077107640
20Х78307810778077107640
30Х7820780077707740770076707630759076107560
38Х785078007650
40Х785078007650
45Х7820
50Х7820
18ХГТ7800
20ХГР7800
15ХФ77607730771076707640760075707530
33ХС7640
38ХС7800
40ХС77407720769076207540
30ХМ782078007770774077007660
30ХМА782078007770774077007660
35ХМ78207800777077707630
40ХФА7810
40ХН78207800777077407700
45ХН7820
12ХН27880
12ХН3А7850783078007760772076807640
20ХН3А7850783077607660
30ХН3А7850783078007730770076707690765076507600
12Х2Н4А78407820776077107630
20Х2Н4А7850
20ХГСА7760
25ХГСА78507830779077607730769076507610
34ХН3М, 34ХН3МА78307810778077107650
40ХН2МА (40ХНМА)7850
38ХН3МФА7900
18Х2Н2МА (18Х2Н4ВА)7950793079007860783078007760
38Х2МЮА (38ХМЮА)7710
12МХ78507830780077607730769076507610
15ХМ7850783078007760773077007660
12Х1МФ (ЭИ 575)7800778077507720768076507600757075407560
12Х2МФБ (ЭИ 531)7800
25Х1МФ (ЭИ 10)7840779077207650
25Х2М1Ф (ЭИ 723)7800778077507720768076507600
20Х3МВФ (ЭИ 415, ЭИ 579)7800769076607620
15Х5М (12Х5МА, Х5М)7750773077007670764076107580
65Г7850783078007730
50ХФА7800778077507720768076507610
60С2, 60С2А768076607630759075707520
ШХ15781277907750772076807640
ШХ15СГ7650
95Х18 (9Х18, ЭИ 229)775077307540
40Х9С2 (4Х9С2, ЭСХ 8)763076107580751074407390
40Х10С2М (4Х10С2М, ЭИ 107)762076107430
13Х11Н2В2МФ-Ш (ЭИ 961-Ш)7800
03Х11Н10М2Т8000
10Х11Н20Т3Р (ЭИ 696)7900
10Х11Н23Т3МР (ЭП 33)7950
06Х12Н3Д7810
10Х12Н3М2ФА(Ш)7750
10Х12Н3М2ФА-А(Ш)7750
37Х12Н8Г8МФБ (ЭИ 481)7850
15Х12ВНМФ (ЭИ 802, ЭИ 952)78507830780077807760773077007670
18Х12ВМБФР-Ш (ЭИ 993-Ш)7850
08Х13 (0Х13, ЭИ 496)776077407710
12Х13 (1Х13)7720770076707640762075807550752074907500
20Х13 (2Х13)767076607630760075707540751074807450
30Х13 (3Х13)7670765076207600757075407510748074507460
40Х13 (4Х13)765076307600757075407510748074507420
25Х13Н2 (2Х14Н2, ЭИ 474)7680
03Х13Н8Д2ТМ (ЭП 699)7800
10Х14Г14Н4Т (Х14Г14Н3Т, ЭИ 711)7800
45Х14Н14В2М (ЭИ 69)80007930784077607660
07Х16Н6 (Х16Н6, ЭП 288)7800
08Х17Т (0Х17Т, ЭИ 645)7700
12Х17 (Х17, ЭЖ 17)7720
14Х17Н2 (1Х17Н2, ЭИ 268)7750
02Х17Н11М28000
08Х17Н13М2Т (0Х17Н13М2Т)79007870783077907750770076607620
10Х17Н13М2Т (Х17Н13М2Т, ЭИ 448)79007870783077907750770076607620
12Х18Н9 (Х18Н9)7900786078207780774076907650760075607510
12Х18Н9Т (Х18Н9Т)7900786078207780774076907650760075607510
17Х18Н9 (2Х18Н9)7850
08Х18Н10 (0Х18Н10)7850
08Х18Н10Т (0Х18Н10Т, ЭИ 914)7900
12Х18Н10Т7900
12Х18Н12Т (Х18Н12Т)79007870783077807740770078507610
10Х18Н18Ю4Д (ЭП 841)7630
31Х19Н9МВБТ (ЭИ 572)7960
20Х2Н14С2 (Х20Н14С2, ЭИ 211)780077607550751074707420
02Х22Н5АМ38000
08Х22Н6Т (0Х22Н5Т, ЭП 53)7700
Х23Ю5Т7210
20Х23Н13 (Х23Н13, ЭИ 319)7820779075807480
20Х23Н18 (Х23Н18, ЭИ 417)790077607720767076207540
06ХН28МДТ (0Х23Н28М3Д3Т, ЭИ 943)7960
03Х24Н6АМ3 (ЗИ 130)8000
15Х25Т (Х25Т, ЭИ 439)7600
12Х25Н16Г7АР (ЭИ 835)7820
20Х25Н20С2 (Х25Н20С2, ЭИ 283)7720768074407390
Х27Ю5Т7190
03Н18К9М5Т8000
ХН32Т (ЭП 670)8160
ХН35ВТ (ЭИ 612)8164
ХН35ВТЮ (ЭИ 787)8040
ХН45Ю (ЭП 747)7700
ХН55ВМТКЮ (ЭИ 929)8400
ХН55ВМТКЮ-ВД (ЭИ 929-ВД)8400
ХН60Ю (ЭИ 559А)7900
ХН60ВТ (ЭИ 868)8350
ХН62МБВЮ (ЭП 709)8700
ХН62МВКЮ (ЭИ 867)8570
ХН62МВКЮ-ВД (ЭИ 867-ВД)8570
ХН65ВМТЮ (ЭИ 893)8790
ХН67МВТЮ (ЭП 202, ЭИ 445Р)8360
ХН70Ю (ЭИ 652)7900
ХН70ВМЮТ (ЭИ 765)8570
ХН70ВМТЮФ (ЭИ 826)8470
ХН70ВМТЮФ-ВД (ЭИ 826-ВД)8470
ХН73МБТЮ (ЭИ 698)8320
ХН75ВМЮ (ЭИ 827)8430
ХН77ТЮР (ЭИ 437Б)8200
ХН78Т (ЭИ 435)8400
ХН80ТБЮ (ЭИ 607)8300
ХН80ТБЮА (ЭИ 607А)8300
Х15Н60-Н8200
Х20Н80-Н8400
У7, У7А7830
У8, У8А783978177786775277147676763876007852
У9, У9А7745772677177690768676557622758675687523
У10, У10А7810
У12, У12А7830780977817749771376757634759275657489
9ХС7830
ХВГ7850783077607660
4Х4ВМФС (ДИ 22)7808778677577726769376587624758175547550
3Х3М3Ф7828780877837754772176847642759775657525
4Х5МФ1С (ЭП 572)7716769276607627759375597523749074597438
9Х2МФ7840
50ХН7860
75ХМ7900
Р6М38000
Р6М5К58200
Р98300
Р9М4К88300
Р128300
Р188800
15Л7820
20Л7850
25Л7830
30Л7810
35Л7830
40Л7810
45Л7800
50Л7820
40ХЛ7830
20ХМЛ7800778077507720769076507620
35ХМЛ7840
35ХМФЛ7820
35ХГСЛ7800
08ГДНФЛ7850
20Х5МЛ7730
20Х13Л7740
10Х13Н3М1Л7745
40Х24Н12СЛ (ЭИ 316Л)7800
ХН58ВКМТЮБЛ (ЦНК 8МП)8210
ХН60КВМЮТЛ (ЦНК 7П)8200
ХН60КВМЮТБЛ (ЦНК 21П)8110
ХН64ВМКЮТЛ (ЗМИ 3)8250
ХН65ВМТЮЛ (ЭИ 893Л)8790
ХН65КМВЮТЛ (ЖС 6К)8200
ХН65ВКМБЮТЛ (ЭИ 539ЛМУ)8220
ХН70КВМЮТЛ (ЦНК 17П)8000

weldworld.ru

Плотность стали в кг/м3. Углеродистые и легированные стали

Сталь является самым распространенным в промышленности металлическим материалом, на основе которого изготавливают конструкции и инструменты с заданными свойствами. В зависимости от назначения этого материала изменяются многие его физические свойства, включая плотность. В данной статье рассмотрим, какой обладает плотностью сталь в кг/м3.

Что такое сталь, и какой она бывает?

Прежде чем приводить таблицы плотность стали в кг/м3, познакомимся с самим материалом. Сталью в металлургии называют сплав железа с углеродом, содержание которого не превышает 2,1 атомных процентов. Если углерода будет больше, то начинает образовываться графит в системе, что приводит к резкому изменению свойств сплава. В частности, увеличивается его твердость и хрупкость, и уменьшается пластичность. Если углерода больше, чем 2,1 %, то сплав называется чугуном.

Следует понимать главную вещь, что сталь - это сплав железа с другими элементами, которые выступают в качестве примесей. Если железо становится не основным компонентом, тогда такой сплав сталью не является.

Стали бывают самые разные. Так, низкое содержание углерода приводит к образованию класса конструкционных материалов. Более высокое его содержание образует класс инструментальных сталей. Помимо углеродистых, существуют легированные разными элементами материалы. Например, добавление больше 13% хрома приводит к образованию нержавеющих материалов, а большое содержание молибдена и вольфрама образует класс режущих сталей.

От чего зависит плотность стали?

Существует ряд факторов, которые определяют плотность стали в кг/м3. К ним относятся следующие:

  • плотность собственно железа для данной кристаллической решетки;
  • количество и тип примесей;
  • наличие фаз.

Из названых факторов первый является самым главным, поскольку именно железо является основой рассматриваемых сплавов. Как известно, оно может существовать в двух кристаллических решетках: ОЦК (объемно-центрированная кубическая) и ГЦК (гранецентрированная кубическая).

Первый тип решетки образует, так называемые ферритные стали, второй - аустенитные. Решетка ГЦК является плотноупакованной, в то время как ОЦК - это более рыхлая упаковка атомов. Тем не менее плотность ферритных сталей, как правило, выше, чем аустенитных. Причина этого проста, дело в том, что ГЦК является стабильной структурой только при высоких температурах для чистого железа, а все металлы при нагреве сильно расширяются. Последнее приводит к падению плотности.

Стали углеродистые

Чему равна плотность стали углеродистой? В общем можно сказать, что она немного ниже плотности чистого ОЦК железа (7874 кг/м3). Это незначительное уменьшение связано с тем, что углерод в ОЦК решетке занимает октаэдрические поры. Плотность самого углерода в структурах алмаза и графита очень низкая, поэтому его добавка к железу уменьшает его среднюю плотность. Поскольку атомы углерода занимают большие октаэдрические поры, то они незначительно увеличивают средний параметр решетки, что сказывается на небольшом снижении рассматриваемого показателя. Ниже приведена таблица плотности стали в кг/м3 в зависимости от марки и температуры.

Легированные стали

Как было сказано, к ним относятся любые сплавы на основе железа, которые, помимо углерода, содержат другие элементы, например, хром, никель, вольфрам, ванадий и так далее. Так, плотность нержавеющей стали 12Х18Н9, содержащей, помимо хрома, никель, при комнатной температуре составляет 7900 кг/м3, что выше, чем у чистого ОЦК железа. Если в "нержавейке" никеля не будет, то ее плотность окажется ниже, чем у чистого железа, поскольку атом хрома легче железного.

Самыми плотными являются быстрорежущие стали. Они содержат в больших количествах такие тяжелые металлы, как молибден и вольфрам. Плотность их может достигать 8800 кг/м3.

fb.ru

Плотность металлов

Наименование группы Наименование материала, марка ρ К
ЧИСТЫЕ МЕТАЛЛЫ

Чистые металлы
Алюминий 2,7 0,34
Бериллий 1,84 0,23
Ванадий 6,5-7,1 0,83-0,90
Висмут 9,8 1,24
Вольфрам 19,3 2,45
Галлий 5,91 0,75
Гафний 13,09 1,66
Германий 5,33 0,68
Золото 19,32 2,45
Индий 7,36 0,93
Иридий 22,4 2,84
Кадмий 8,64 1,10
Кобальт 8,9 1,13
Кремний 2,55 0,32
Литий 0,53 0,07
Магний 1,74 0,22
Медь 8,94 1,14
Молибден 10,3 1,31
Марганец 7,2-7,4 0,91-0,94
Натрий 0,97 0,12
Никель 8,9 1,13
Олово 7,3 0,93
Палладий 12,0 1,52
Платина 21,2-21,5 2,69-2,73
Рений 21,0 2,67
Родий 12,48 1,58
Ртуть 13,6 1,73
Рубидий 1,52 0,19
Рутений 12,45 1,58
Свинец 11,37 1,44
Серебро 10,5 1,33
Талий 11,85 1,50
Тантал 16,6 2,11
Теллур 6,25 0,79
Титан 4,5 0,57
Хром 7,14 0,91
Цинк 7,13 0,91
Цирконий 6,53 0,82
СПЛАВЫ ИЗ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ
Алюминиевые сплавы
литейные
АЛ1 2,75 0,35
АЛ2 2,65 0,34
АЛ3 2,70 0,34
АЛ4 2,65 0,34
АЛ5 2,68 0,34
АЛ7 2,80 0,36
АЛ8 2,55 0,32
АЛ9 (АК7ч) 2,66 0,34
АЛ11 (АК7Ц9) 2,94 0,37
АЛ13 (АМг5К) 2,60 0,33
АЛ19 (АМ5) 2,78 0,35
АЛ21 2,83 0,36
АЛ22 (АМг11) 2,50 0,32
АЛ24 (АЦ4Мг) 2,74 0,35
АЛ25 2,72 0,35
Баббиты оловянные и
свинцовые
Б88 7,35 0,93
Б83 7,38 0,94
Б83С 7,40 0,94
БН 9,50 1,21
Б16 9,29 1,18
БС6 10,05 1,29
Бронзы безоловянные,
литейные
БрАмц9-2Л 7,6 0,97
БрАЖ9-4Л 7,6 0,97
БрАМЖ10-4-4Л 7,6 0,97
БрС30 9,4 1,19
Бронзы безоловянные,
обрабатываемые
давлением
БрА5 8,2 1,04
БрА7 7,8 0,99
БрАмц9-2 7,6 0,97
БрАЖ9-4 7,6 0,97
БрАЖМц10-3-1,5 7,5 0,95
БрАЖН10-4-4 7,5 0,95
БрБ2 8,2 1,04
БрБНТ1,7 8,2 1,04
БрБНТ1,9 8,2 1,04
БрКМц3-1 8,4 1,07
БрКН1-3 8,6 1,09
БрМц5 8,6 1,09
Бронзы оловянные
деформируемые
БрОФ8-0,3 8,6 1,09
БрОФ7-0,2 8,6 1,09
БрОФ6,5-0,4 8,7 1,11
БрОФ6,5-0,15 8,8 1,12
БрОФ4-0,25 8,9 1,13
БрОЦ4-3 8,8 1,12
БрОЦС4-4-2,5 8,9 1,13
БрОЦС4-4-4 9,1 1,16
Бронзы оловянные
литейные
БрО3Ц7С5Н1 8,84 1,12
БрО3Ц12С5 8,69 1,10
БрО5Ц5С5 8,84 1,12
БрО4Ц4С17 9,0 1,14
БрО4Ц7С5 8,70 1,10
Бронзы бериллиевые БрБ2 8,2 1,04
БрБНТ1,9 8,2 1,04
БрБНТ1,7 8,2 1,04
Медно-
цинковые сплавы
(латуни)
литейные
ЛЦ16К4 8,3 1,05
ЛЦ14К3С3 8,6 1,09
ЛЦ23А6Ж3Мц2 8,5 1,08
ЛЦ30А3 8,5 1,08
ЛЦ38Мц2С2 8,5 1,08
ЛЦ40С 8,5 1,08
ЛС40д 8,5 1,08
ЛЦ37Мц2С2К 8,5 1,08
ЛЦ40Мц3Ж 8,5 1,08
Медно-
цинковые сплавы
(латуни),
обрабатываемые
давлением
Л96 8,85 1,12
Л90 8,78 1,12
Л85 8,75 1,11
Л80 8,66 1,10
Л70 8,61 1,09
Л68 8,60 1,09
Л63 8,44 1,07
Л60 8,40 1,07
ЛА77-2 8,60 1,09
ЛАЖ60-1-1 8,20 1,04
ЛАН59-3-2 8,40 1,07
ЛЖМц59-1-1 8,50 1,08
ЛН65-5 8,60 1,09
ЛМц58-2 8,40 1,07
ЛМцА57-3-1 8,10 1,03
Латунные прутки
прессованные и
тянутые
Л60, Л63 8,40 1,07
ЛС59-1 8,45 1,07
ЛЖС58-1-1 8,45 1,07
ЛС63-3, ЛМц58-2 8,50 1,08
ЛЖМц59-1-1 8,50 1,08
ЛАЖ60-1-1 8,20 1,04
Магниевые сплавы
литейные
Мл3 1,78 0,23
Мл4 1,83 0,23
Мл5 1,81 0,23
Мл6 1,76 0,22
Мл10 1,78 0,23
Мл11 1,80 0,23
Мл12 1,81 0,23
Магниевые сплавы
деформируемые
МА1 1,76 0,22
МА2 1,78 0,23
МА2-1 1,79 0,23
МА5 1,82 0,23
МА8 1,78 0,23
МА14 1,80 0,23
Медно-никелевые
сплавы,
обрабатываемые
давлением
Копель МНМц43-0,5 8,9 1,13
Константан МНМц40-1,5 8,9 1,13
Мельхиор МнЖМц30-1-1 8,9 1,13
Сплав МНЖ5-1 8,7 1,11
Мельхиор МН19 8,9 1,13
Сплав ТБ МН16 9,02 1,15
Нейзильбер МНЦ15-20 8,7 1,11
Куниаль А МНА13-3 8,5 1,08
Куниаль Б МНА6-1,5 8,7 1,11
Манганин МНМц3-12 8,4 1,07
Никелевые сплавы НК 0,2 8,9 1,13
НМц2,5 8,9 1,13
НМц5 8,8 1,12
Алюмель НМцАК2-2-1 8,5 1,08
Хромель Т НХ9,5 8,7 1,11
Монель НМЖМц28-2,5-1,5 8,8 1,12
Цинковые сплавы
антифрикционные
ЦАМ 9-1,5Л 6,2 0,79
ЦАМ 9-1,5 6,2 0,79
ЦАМ 10-5Л 6,3 0,80
ЦАМ 10-5 6,3 0,80
СТАЛЬ, СТРУЖКА, ЧУГУН
Нержавеющая
сталь
04Х18Н10 7,90 1,00
08Х13 7,70 0,98
08Х17Т 7,70 0,98
08Х20Н14С2 7,70 0,98
08Х18Н10 7,90 1,00
08Х18Н10Т 7,90 1,00
08Х18Н12Т 7,95 1,01
08Х17Н15М3Т 8,10 1,03
08Х22Н6Т 7,60 0,97
08Х18Н12Б 7,90 1,00
10Х17Н13М2Т 8,00 1,02
10Х23Н18 7,95 1,01
12Х13 7,70 0,98
12Х17 7,70 0,98
12Х18Н10Т 7,90 1,01
12Х18Н12Т 7,90 1,00
12Х18Н9 7,90 1,00
15Х25Т 7,60 0,97
Сталь конструкционная Сталь конструкционная 7,85 1,0
Стальное литье Стальное литьё 7,80 0,99
Сталь быстрорежущая с содержанием вольфрама, % 5 8,10 1,03
10 8,35 1,06
15 8,60 1,09
18 8,90 1,13
Стружка (т/м3) алюминиевая мелкая дроблёная 0,70  
стальная (мелкий вьюн) 0,55  
стальная (крупный вьюн) 0,25  
чугунная 2,00  
Чугун серый 7,0-7,2 0,89-0,91
ковкий и высокопрочный 7,2-7,4 0,91-0,94
антифрикционный 7,4-7,6 0,94-0,97

www.metal-komplekt.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *