Ciężar właściwy i objętościowy stali. Tabela ciężaru właściwego różnych gatunków stali
Stal to odkształcalny stop żelaza z niewielką ilością węgla, do 2%, oraz innymi pierwiastkami. Jest jednym z najbardziej rozpowszechnionych materiałów, stosowanym niemal we wszystkich gałęziach przemysłu. Stale klasyfikuje się według gatunków, które różnią się strukturą, właściwościami mechanicznymi i fizycznymi oraz składem chemicznym.
Poniżej przedstawiono tabelę ciężaru właściwego stali najczęściej spotykanych gatunków w g/cm³:
| Typ stali | Gatunek | Ciężar właściwy (g/cm³) |
| kriogeniczna nierdzewna konstrukcyjna | 12X18H10T | 7,9 |
| żaroodporna nierdzewna odporna na korozję | 08X18H10T | 7,9 |
| niskostopowa konstrukcyjna | 09G2S | 7,85 |
| jakościowa konstrukcyjna węglowa | 10,20,30,40 | 7,85 |
| węglowa konstrukcyjna | St3sp, St3ps | 7,87 |
| narzędziowa do tłoczników | X12MF | 7,7 |
| resorowo-sprężynowa konstrukcyjna | 65G | 7,85 |
| narzędziowa do tłoczników | 5XHM | 7,8 |
| stopowa konstrukcyjna | 30XGSA | 7,85 |
| stal wysokowęglowa | 70 (VS i OVS) | 7,85 |
| stal średniowęglowa | 45 | 7,85 |
| stal niskowęglowa | 10 i 10A; 20 i 20A | 7,85 |
| stal niskowęglowa elektrotechniczna (Armco) | A i E; EA; EAA | 7,8 |
| stal chromowa | 15XA | 7,74 |
| stal chromowo-aluminiowo-molibdenowa do azotowania | 38XMYUA | 7,65 |
| stal chromowo-manganowo-krzemowa | 25XGSA | 7,85 |
| stal chromowo-wanadowa | 30XGSA; 20XH3A | 7,85 |
Ponieważ istnieje ogromna liczba gatunków stali, około 1500, przedstawiono tylko ciężar właściwy najczęściej spotykanych gatunków. Bardziej szczegółowe informacje o ciężarze właściwym stali można znaleźć w innych publikacjach na stronie.
Na podstawie właściwości stali można wyróżnić podstawowe parametry: gęstość, współczynnik rozszerzalności liniowej, moduły sprężystości i ścinania. Według składu chemicznego rozróżnia się stale stopowe i węglowe. Do tych ostatnich, oprócz węgla i żelaza, dodaje się również mangan (0,1-1,0%) i krzem (do 0,4%). Aby nadać stali szczególne właściwości, w skład mogą wchodzić domieszki: fosfor powoduje kruchość w niskich temperaturach, a po nagrzaniu do określonych temperatur zmniejsza plastyczność; siarka tworzy drobne pęknięcia, czyli kruchość czerwoną, przy wysokich temperaturach.
Ciężar właściwy stali oblicza się według wzoru: γ = P/V, gdzie P to ciężar jednorodnego ciała, a V to objętość związku. Otrzymany parametr jest stały i działa tylko wtedy, gdy stal ma całkowicie zwartą strukturę bez porowatości.
Według danych referencyjnych właściwości fizycznych materiałów średnia wartość gęstości stali wynosi 7,85 g/cm³. Parametr ten zmienia się następująco:
| Obróbka stali / dodanie domieszek | Zmiana względem standardu 7,85 g/cm³ |
| węgiel | ciężar właściwy maleje |
| chrom, aluminium, mangan | ciężar właściwy maleje |
| kobalt, wolfram, miedź | ciężar właściwy rośnie |
| odkształcenie przez ciągnienie | ciężar właściwy rośnie, ale nie więcej niż o 2-3% |
Najczęstsze pytania
Czy gęstości materiału stali można używać do dokładnych obliczeń?
Wartości gęstości i masy materiału stali w tym artykule są wartościami referencyjnymi. Nadają się do wstępnych szacunków, ale obliczenia projektowe, budowlane, produkcyjne i inne obliczenia krytyczne trzeba sprawdzać na podstawie norm, kart technicznych materiału albo wyników pomiarów.
Dlaczego rzeczywista masa materiału stali może różnić się od tabeli?
Rzeczywista masa materiału stali zależy od składu, wilgotności, temperatury, porowatości, wielkości frakcji, klasy materiału i warunków pomiaru. Dlatego rzeczywiste wartości mogą różnić się od średnich danych tabelarycznych.
Jak obliczyć masę materiału stali na podstawie gęstości?
Do obliczenia orientacyjnego użyj wzoru: masa = gęstość x objętość. Jeśli gęstość materiału stali jest podana w kg/m³, a objętość w m³, wynik będzie w kilogramach.