น้ำหนักจำเพาะและน้ำหนักต่อปริมาตรของเหล็กกล้า: ตารางแยกตามเกรด
เหล็กกล้าเป็นโลหะผสมของเหล็กที่ขึ้นรูปได้ มีคาร์บอนในปริมาณเล็กน้อย (ไม่เกิน 2%) และธาตุอื่น เป็นหนึ่งในวัสดุที่ใช้แพร่หลายที่สุดและพบในอุตสาหกรรมแทบทุกสาขา เหล็กกล้าจำแนกตามเกรดซึ่งมีโครงสร้าง สมบัติเชิงกลและกายภาพ รวมถึงองค์ประกอบทางเคมีแตกต่างกัน
ตารางด้านล่างแสดงน้ำหนักจำเพาะในหน่วย กรัม/ซม.³ ของเหล็กกล้าเกรดที่ใช้แพร่หลายที่สุด:
| ประเภทเหล็กกล้า | เกรด | น้ำหนักจำเพาะ (กรัม/ซม.³) |
| เหล็กกล้าไร้สนิมสำหรับงานไครโอเจนิกและโครงสร้าง | 12Kh18N10T | 7,9 |
| เหล็กกล้าไร้สนิมทนความร้อนและทนการกัดกร่อน | 08Kh18N10T | 7,9 |
| เหล็กกล้าผสมต่ำสำหรับโครงสร้าง | 09G2S | 7,85 |
| เหล็กกล้าคาร์บอนคุณภาพสูงสำหรับโครงสร้าง | 10,20,30,40 | 7,85 |
| เหล็กกล้าคาร์บอนสำหรับโครงสร้าง | St3sp, St3ps | 7,87 |
| เหล็กกล้าเครื่องมือทำแม่พิมพ์ | Kh12MF | 7,7 |
| เหล็กกล้าสปริงสำหรับโครงสร้าง | 65G | 7,85 |
| เหล็กกล้าเครื่องมือทำแม่พิมพ์ | 5KhNM | 7,8 |
| เหล็กกล้าผสมสำหรับโครงสร้าง | 30KhGSA | 7,85 |
| เหล็กกล้าคาร์บอนสูง | 70 (VS และ OVS) | 7,85 |
| เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง | 45 | 7,85 |
| เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ | 10 และ 10A; 20 และ 20A | 7,85 |
| เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำสำหรับงานไฟฟ้า (Armco) | A และ E; EA; EAA | 7,8 |
| เหล็กกล้าโครเมียม | 15KhA | 7,74 |
| เหล็กกล้าโครเมียม-อะลูมิเนียม-โมลิบดีนัมสำหรับไนไตรดิ้ง | 38KhMYuA | 7,65 |
| เหล็กกล้าโครเมียม-แมงกานีส-ซิลิคอน | 25KhGSA | 7,85 |
| เหล็กกล้าโครเมียม-วาเนเดียม | 30KhGSA; 20KhN3A | 7,85 |
เนื่องจากเหล็กกล้ามีเกรดจำนวนมหาศาลประมาณ 1500 เกรด ตารางนี้จึงแสดงเฉพาะน้ำหนักจำเพาะของเกรดที่ใช้แพร่หลายที่สุด ข้อมูลน้ำหนักจำเพาะของเหล็กกล้าเพิ่มเติมสามารถดูได้จากบทความอื่นในเว็บไซต์ของเรา
คุณลักษณะหลักของเหล็กกล้า ได้แก่ ความหนาแน่น สัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้น โมดูลัสยืดหยุ่น และโมดูลัสเฉือน เมื่อแบ่งตามองค์ประกอบทางเคมี มีเหล็กกล้าผสมและเหล็กกล้าคาร์บอน ในเหล็กกล้าคาร์บอน นอกจากคาร์บอนกับเหล็กแล้วยังเติมแมงกานีส (0,1 - 1,0%) และซิลิคอน (ไม่เกิน 0,4%) สิ่งเจือปนอาจเติมเพื่อให้ได้คุณสมบัติพิเศษ เช่น ฟอสฟอรัสทำให้เปราะที่อุณหภูมิต่ำ และเมื่อร้อนถึงอุณหภูมิบางช่วงจะลดความเหนียว ส่วนกำมะถันทำให้เกิดรอยร้าวขนาดเล็กหรือความเปราะร้อนที่อุณหภูมิสูง
น้ำหนักจำเพาะของเหล็กกล้าคำนวณด้วยสูตร γ = P/V โดย P คือน้ำหนักของวัตถุเนื้อเดียว และ V คือปริมาตรของสารประกอบ ค่าที่ได้เป็นค่าคงที่และใช้ได้เฉพาะเมื่อเหล็กกล้ามีสภาพเนื้อแน่นสมบูรณ์และไม่มีรูพรุน
เอกสารอ้างอิงสมบัติทางกายภาพของวัสดุระบุว่าความหนาแน่นเฉลี่ยของเหล็กกล้าเท่ากับ 7,85 กรัม/ซม.³ ปัจจัยต่อไปนี้ทำให้ค่าเปลี่ยนแปลง:
| การแปรรูปเหล็กกล้า / การเติมสิ่งเจือปน | การเปลี่ยนแปลงเทียบกับค่ามาตรฐาน 7,85 กรัม/ซม.³ |
| คาร์บอน | น้ำหนักจำเพาะลดลง |
| โครเมียม อะลูมิเนียม แมงกานีส | น้ำหนักจำเพาะลดลง |
| โคบอลต์ ทังสเตน ทองแดง | น้ำหนักจำเพาะเพิ่มขึ้น |
| การขึ้นรูปด้วยการดึง | น้ำหนักจำเพาะเพิ่มขึ้น แต่ไม่เกิน 2-3% |
คำถามที่พบบ่อย
เหล็กกล้า 1 ม³ หนักเท่าไร?
การคำนวณส่วนใหญ่ใช้ความหนาแน่นเฉลี่ยของเหล็กกล้า 7,85 กรัม/ซม.³ ดังนั้นเหล็กกล้า 1 ม³ จึงหนักประมาณ 7850 กก. เหล็กกล้าไร้สนิม เหล็กกล้าเครื่องมือ และเหล็กกล้าผสมบางเกรดอาจมีค่าแตกต่างเล็กน้อย
เหตุใดความหนาแน่นของเหล็กกล้าแต่ละเกรดจึงต่างกัน?
เหล็กกล้าไม่ได้ประกอบด้วยเหล็กและคาร์บอนเท่านั้น แต่อาจมีโครเมียม นิกเกิล แมงกานีส ทังสเตน ทองแดง และธาตุอื่น สารเติมแต่งเหล่านี้เปลี่ยนองค์ประกอบของโลหะผสมและทำให้ความหนาแน่นเปลี่ยนเล็กน้อย
คำนวณน้ำหนักชิ้นส่วนเหล็กกล้าอย่างไร?
นำปริมาตรของชิ้นส่วนคูณด้วยความหนาแน่นของเหล็กกล้าเกรดที่เลือก การประเมินคร่าวมักใช้ 7850 กก./ม³ ส่วนการคำนวณอย่างแม่นยำควรใช้ค่าความหนาแน่นจากเอกสารอ้างอิงหรือเอกสารของเกรดนั้น