น้ำหนักจำเพาะของทองเหลือง คุณสมบัติ ข้อดี และการคำนวณ
ในบรรดาโลหะนอกกลุ่มเหล็ก มีเพียงอะลูมิเนียมและทองแดงบริสุทธิ์เป็นหลักที่นำมาใช้ในงานก่อสร้างและอุตสาหกรรม เพราะมีคุณลักษณะที่ดีเยี่ยมและเหมาะกับลักษณะงาน อย่างไรก็ตาม โลหะผสมที่ใช้วัสดุเหล่านี้เป็นพื้นฐานกำลังได้รับความนิยมมากขึ้น ทองเหลืองเป็นหนึ่งในโลหะผสมของทองแดง โดยเป็นโลหะผสมสององค์ประกอบหรือหลายองค์ประกอบที่มีทองแดงเป็นพื้นฐานและมีสังกะสีเป็นธาตุผสมหลัก ส่วนสารเติมแต่งอย่างนิกเกิล ดีบุก แมงกานีส ตะกั่ว เหล็ก และธาตุอื่น ๆ มีการใช้น้อยกว่า
ตารางน้ำหนักจำเพาะของทองเหลือง
วิธีผลิต สภาพของโลหะผสม และกระบวนการแปรรูปที่ทองเหลืองได้รับ ล้วนมีผลอย่างมากต่อน้ำหนักจำเพาะ ปัจจัยเหล่านี้ทำให้ค่าที่วัดได้แตกต่างกัน แต่ความคลาดเคลื่อนไม่มาก โดยทั่วไปน้ำหนักจำเพาะเฉลี่ยของทองเหลืองอยู่ระหว่าง 8,4 ถึง 8,85 กรัม/ซม.³
เพื่อให้คำนวณได้สะดวก ตารางด้านล่างแสดงน้ำหนักจำเพาะตามประเภทของทองเหลือง พร้อมน้ำหนักต่อหนึ่งลูกบาศก์เมตร
ตารางน้ำหนักทองเหลือง
| วัสดุ | น้ำหนักจำเพาะ (กรัม/ซม.³) | น้ำหนักหนึ่งลูกบาศก์เมตร (กก.) |
| ทองเหลืองสำหรับงานหล่อ | ตั้งแต่ 8,3 ถึง 8,5 | ตั้งแต่ 8300 ถึง 8500 |
| ทองเหลืองสำหรับงานหล่อชนิดแท่งก้อน | ตั้งแต่ 8,3 ถึง 8,5 | ตั้งแต่ 8300 ถึง 8500 |
| ทองเหลืองขึ้นรูปด้วยแรงดัน | ตั้งแต่ 8,4 ถึง 8,85 | ตั้งแต่ 8400 ถึง 8850 |
คุณสมบัติของทองเหลือง
ทองเหลืองที่ใช้ในงานก่อสร้างมีทองแดง 60 ถึง 80 เปอร์เซ็นต์ และสังกะสี 20 ถึง 40 เปอร์เซ็นต์ ทองเหลืองแข็งกว่าทองแดง เป็นโลหะผสมสีเหลืองที่มีเหลือบเขียว วัสดุชนิดนี้ทนต่อสภาพบรรยากาศได้ดีกว่าทองแดง แต่ในสภาพปกติที่ไม่ได้เคลือบแล็กเกอร์จะเปลี่ยนเป็นสีดำ ทองเหลืองมีคุณลักษณะที่ดี โดยคุณสมบัติสำคัญ ได้แก่:
- โดยทั่วไปความหนาแน่นของทองเหลืองอยู่ในช่วงประมาณ 8400-8850 กก./ม³ ส่วนเกรดสำหรับงานหล่อบางชนิดอาจอยู่ที่ประมาณ 8300-8500 กก./ม³
- ความร้อนจำเพาะของทองเหลืองที่อุณหภูมิ 20 °C เท่ากับ 0,377 กิโลจูล/(กก.*K)
- จุดหลอมเหลวเปลี่ยนแปลงตามสัดส่วนของสังกะสี โดยเฉลี่ยอยู่ที่ 880 ถึง 950 °C และค่านี้ขึ้นอยู่กับสัดส่วนขององค์ประกอบทั้งหมดในโลหะผสม
ข้อดีของทองเหลือง
ทองเหลืองได้รับการยอมรับว่าเป็นโลหะผสมที่มีความยืดหยุ่นและทนต่อการกัดกร่อนสูง ชิ้นส่วนที่ผลิตจากวัสดุนี้มีอายุการใช้งานยาวนานและเชื่อถือได้
ทองเหลืองมีคุณค่าเป็นพิเศษในการผลิตอุปกรณ์ทำความเย็นและในอุตสาหกรรมอาหาร เพราะช่วยให้อุปกรณ์ที่ผลิตจากวัสดุนี้ทำงานได้อย่างต่อเนื่องและมีประสิทธิภาพ ทั้งยังลดต้นทุนลงอย่างมากเมื่อเทียบกับการใช้ทองแดง นอกจากนี้ยังนิยมใช้ทองเหลืองในอุตสาหกรรมยานยนต์ การต่อเรือ และการบิน
สำหรับงานก่อสร้าง ทองเหลืองถูกใช้อย่างแพร่หลายในการผลิตอุปกรณ์ประปา งานแกะสลัก ตลอดจนการตกแต่งด้านหน้าและพื้นที่ภายในอาคาร
ข้อดีหลักอื่น ๆ ได้แก่:
- ทองเหลืองมีองค์ประกอบโลหะผสมที่เสถียรโดยมีทองแดงและสังกะสีเป็นพื้นฐาน
- ทนต่อการกัดกร่อนได้ดีภายใต้สภาพการใช้งานทั่วไป
- ทนต่ออากาศชื้นและไอระเหยได้สูง
- เหมาะสำหรับชิ้นส่วนที่สัมผัสน้ำและตัวกลางของเหลวชนิดอื่น หากเลือกเกรดโลหะผสมอย่างเหมาะสม
คำถามที่พบบ่อย
ทองเหลืองมีน้ำหนักจำเพาะเท่าไร?
น้ำหนักจำเพาะเฉลี่ยของทองเหลืองอยู่ที่ประมาณ 8,4-8,85 กรัม/ซม.³ ค่าที่แน่นอนขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของโลหะผสม ปริมาณสังกะสี และวิธีแปรรูป
ทองเหลือง 1 ม³ หนักเท่าไร?
ทองเหลือง 1 ม³ หนักประมาณ 8400-8850 กก. ส่วนทองเหลืองสำหรับงานหล่อมีช่วงค่าตามตารางอยู่ที่ 8300-8500 กก./ม³
เหตุใดความหนาแน่นของทองเหลืองจึงเปลี่ยนแปลง?
ทองเหลืองเป็นโลหะผสมของทองแดงกับสังกะสี และอาจเติมนิกเกิล ดีบุก แมงกานีส ตะกั่ว หรือเหล็ก องค์ประกอบและกระบวนการที่แตกต่างกันจึงทำให้แต่ละเกรดมีความหนาแน่นไม่เท่ากัน