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
Ile waży 1 m³ stali?
Do większości obliczeń przyjmuje się średnią gęstość stali 7,85 g/cm³, dlatego 1 m³ stali waży około 7850 kg. Niektóre stale nierdzewne, narzędziowe i stopowe mogą się nieznacznie różnić.
Dlaczego gęstość stali różni się w zależności od gatunku?
Stal składa się nie tylko z żelaza i węgla: może zawierać chrom, nikiel, mangan, wolfram, miedź i inne pierwiastki. Dodatki stopowe zmieniają skład i nieznacznie przesuwają gęstość stopu.
Jak obliczyć masę elementu stalowego?
Należy pomnożyć objętość elementu przez gęstość wybranego gatunku stali. Do szacunków często przyjmuje się 7850 kg/m³, a do dokładnych obliczeń lepiej użyć gęstości z poradnika lub dokumentacji konkretnego gatunku.