Вес чугуна


Вес чугунной трубыВ этой статье мы подробно остановимся на чугунных трубах, их преимуществах, а также расскажем, как рассчитать вес чугунной трубы. Труба чугунная активно используется в прокладке водопроводных и канализационных систем как в России, так и за рубежом уже далеко не один десяток лет. Диаметр чугунных труб существует в диапазоне от 65 до 1000 мм.

На сегодняшний день такие изделия снова стали популярны во многом из-за нового, устойчивого к растрескиванию, шаровидного чугуна. И теперь они пользуются спросом почти наравне с полимерными.

Чугунные трубы и их особенности

Достоинства и недостатки

Чугунные трубы являются продуктом, проверенным временем. Но все когда-то устаревает и по сравнению с современными они имеют довольно много недостатков:

  1. Очень большой вес. Вес одного метра может достигать 650 кг, без специальной подъемной техники здесь не обойтись;
  2. Сложность при монтаже стыковых соединений. Трубы даже делятся по классам, исходя из вида соединения и выдерживаемого ими давления;
  3. Отсутствие длинных труб из-за сложности при изготовлении;
  4. Частые дефекты производства. Особенно важно тщательно осматривать внутреннюю поверхность перед покупкой.

Вес чугунной трубы

В качестве неоспоримых преимуществ можно назвать:

  1. Долговечность. Могут находиться в эксплуатации более 100 лет;
  2. Высокая прочность, невосприимчивость к механическим воздействиям;
  3. Отсутствие необходимости в фитингах. Могут спокойно укладываться по дуге большого радиуса;
  4. Неподверженность коррозии и зарастанию изнутри. Кроме того, изделия покрываются силикатно-эмалевым антикоррозийным покрытием;
  5. Устойчивость к низким температурам (до 60 градусов ниже нуля);
  6. Пластичность;
  7. Простота в выполнении теплоизоляции;
  8. Устойчивость к перепадам гидравлического давления;
  9. Низкая стоимость;
  10. Простота в утилизации.

Вес чугунной трубы

Область применения

Чугунные трубы применяются, несмотря на свой большой вес, в устройстве водопроводных и канализационных систем, газо- и нефтепроводов. Чугунная труба подходит для поставки питьевой воды, для слива атмосферных, сточных, бытовых и грунтовых вод.


При покупке необходимо обратить внимание на их внешний вид. Поверхность должна быть ровной, без бугров, вмятин и пятен; срез должен быть однородным и мелкозернистым. При простукивании изделия вы услышите одинаковый звук. Но самое главное – это отсутствие трещин, именно они становятся главной причиной течи.

Вес чугунной трубы

Вес чугунной трубы

Для того, чтобы определить вес чугунной трубы нужно знать:

  1. Внешний объем,
  2. Внутренний объем,
  3. Толщину стенок.

Труба с диаметром 80 мм и толщиной стенки в 8 мм весит примерно 13 кг. За единицу расчета мы принимаем 1 м. Трубы, превышающие 1000 мм и имеющие толщину стенок в 27 мм, весят не менее 620 кг. Изделия диаметром 170 мм и толщиной стенок в 10 мм весят около 36 кг. Тонна имеет длину всего 27 м.

Чугунные изделия с разными характеристиками, естественно, имеют и разный вес. Некоторые указаны в таблице, приведенной ниже.

Помните, что вес увеличивается при использовании дополнительных деталей. К дополнительным элементам относятся раструбы, уплотняющие прокладки и фасонные детали. Последние идут уже сразу в комплекте.


Вес чугунной трубы

На вес также влияет и тип соединения. Существует три класса соединений: А, Б и ЛА. Особую роль на вес изделия оказывает толщина стенок, так разница в толщине на 0,6 мм будет означать разницу веса одного метра трубы на 1 кг.

Как видите, изделия из чугуна очень тяжелые и, если на трубы не будет оказываться дополнительное гидравлическое или механическое давление, необходимость в толстых стенках автоматически отпадает.

remrep.ru

Для чего нужно находить массу трубопровода

Основной единицей измерения массы является вес одного метра чугунных трубных изделий. Обычно этот показатель ищут в тех случаях, когда планируется покупка продукции оптом. В таких случаях продажа трубопроводов осуществляется тоннами: не имеет значения, какая масса одного метра трубы, ведь метраж измеряется наоборот, исходя из того, сколько метров в тонне. Если же покупка осуществляется в розницу, не имеет значения, какую массу имеет труба. Ключевое внимание уделяется ее размерам. Также искать вес изделий нужно для решения следующих задач:

  • для определения грузоподъемности машины при перевозке;
  • для нахождения стоимости транспортировки;
  • для расчета трудозатрат на каждую смену;
  • для поиска грузоподъемности погрузчика либо крана.

Если расчеты выполнены неверно, при перевозке чугунных труб или во время работы с ними может произойти авария – например, порвутся стропы крана, оборвутся подвески, искривятся балки. Нельзя быть на 100 процентов уверенным в успехе работ без предварительных расчетов.

штабель чугунных труб
Фото: штабель чугунных труб

Эксплуатационные стандарты

Существует несколько ГОСТов, которым трубы должны соответствовать в зависимости от назначения. Например, сделанные из серого чугуна изделия с внутренним диаметром от 65 до 1000 миллиметров отвечают требованиям ГОСТ 6942 98. Эта продукция используется для обустройства канализационных систем, в том числе бытовых с внутренним диаметром 100 миллиметров.

Качество изготовления чугунных труб с шаровидным графитом определяется такими нормативными документами, как ТУ 14-161-183-2000 и СП 40-106-202. Эти изделия отлично подходят для прокладки трубопроводов большой протяженности. Трубы с шаровидным графитом зарекомендовали себя при обустройстве газопроводов, нефтепроводов, ливневых стоков, систем доставки технической и питьевой воды.

Кроме разделения по категориям в зависимости от материала изготовления, труба может быть классифицирована по толщине стенки. Например, высокопрочные изделия в соответствии с ГОСТ 9583-75 бывают трех классов – А, Б и ЛА. В таблице ниже приведено соотношение массы, размеров и диаметров для трубной продукции класса А с раструбным соединением:


truba-chugunnaja-kanalizacionnaja-100-ves-odnogo-metra-2

Чугунная труба типа Б, тоже имеющая раструбное соединение, обладает другим соотношением показателей:

truba-chugunnaja-kanalizacionnaja-100-ves-odnogo-metra-3

Изделия класса ЛА с раструбными соединениями по соотношению веса, диаметра и размеров отличаются от труб других разновидностей:

truba-chugunnaja-kanalizacionnaja-100-ves-odnogo-metra-4

kanalizacijapro.ru


Удельный вес чугуна

Удельный вес чугуна и связанная с ней плотность или герметичность (способность выдерживать давление газовой или жидкостной среды являются важными свойствами в некоторых условиях отливок.

а) Удельный вес чугуна  зависит главным образом от его состава и степени графитизации, а также от условий первичной кристаллизации. Почти все элементы встречающиеся в чугуне, в особенности элементы с малым удельным весом.

С повышением степени эвтектичности пористость чугуна уменьшается вследствие лучшего питания межкристаллических пор, однако удельный вес чугуна его при понижается из-за увеличения содержания углерода, кремния, фосфора или укрупнения графита.

Из технологических факторов большое значение имеют условия питания и гидростатический напор, под которым происходит затвердевание металла. Поэтому удельный вес чугуна в верхних частях крупных отливок может быть на 5% меньше, чем в нижних частях, а в центре – на 10% меньше, чем на периферии. С увеличением толщины отливок удельный вес чугуна понижается как вследствие увеличения пористости.

б) Герметичность чугуна. Получение чугуна высокой плотности имеет значение для увеличения герметичности отливок, работающих под давлением. При этом одновременно понижаются также механические свойства чугуна. При одном и том же составе удельный вес чугуна может дать некоторое представление о его плотности или герметичности, но в общем случае (при разном составе) герметичность обусловливается не столько удельным весом чугуна, сколько его пористостью. Она определяется максимально допустимым давлением газов или тонкости для отливок определенной толщины или минимальной толщиной стенок допускающей определенное давление.


Пользуясь последним методом, А. А. Бочвар установил, что герметичность цветных сплавов повышается с уменьшением их интервала кристаллизации. Однако чугун, вследствие процессов графитизации, не следует этому правилу. Наибольшей герметичностью характеризуется чугун с низким содержанием углерода, что объясняется уменьшением количеством графита и размельчением его выделений.

Следует отметить что, несмотря на наличие графита герметичность чугуна достаточно велика. Многие чугунные отливке, с мелким графитом и содержанием фосфора, при отсутствии волосяных трещин, могут хорошо противостоять давлению жидкости до 1000 ат и давлению газов до 700 ат.

При воздействии жидкостей и газов, в особенности при повышенных температурах, следует всегда и меть в виду их химическое взаимодействие с чугуном. Например, водород, реагируя с графитом, приводит к обезуглероживанию.

С + 2Н2 = СН4

В чугуне создаются канальцы, по которым проникает и улетучивается водород. Этот процесс протекает тем быстрее, чем выше температура и чем крупнее выделения графита. Исследования показывают, что потери водорода через стенки отливок увеличиваются с повышением содержания кремния в чугуне.

чугунные-колосники.рф

Таблица удельного веса чугуна


    Так как, чугун является сложным материалом, рассчитать его удельный вес в полевых условиях самостоятельно не представляется возможным. Эти вычисления проводят в специальных химических лабораториях. Однако, при этом его средний удельный вес известен. Этот параметр составляет: для серого чугуна от 6,6 до 7,8 г/см3, для белого от 7,0 до 7,8 г/см3.

     Для упрощения подсчетов ниже представлена таблица с значениями таких параметров, как вес чугуна, удельный вес чугуна, а также эти значения в зависимости от единиц исчисления.

Удельный вес и вес 1 м3 чугуна в зависимости от единиц измерения
Материал Удельный вес (г/см3) Вес 1 м3 (кг)
Чугун белого типа От 7 до 7,8 От 7000 до 7800
Чугун серого типа От 6,6 до 7,8 От 6600 до 7800

Свойства чугуна

удельный вес чугуна

     Содержание углерода в составе придает сплаву повышенной твердости, снижая при этом вязкость и пластичность. Углерод может применятся двух типов: графита и цементита. Чугуны содержат примеси постоянного типа, такие как марганец, кремний, фосфор и сера, а также, редко, элементы легирующего типа, такие как никель, алюминий, хром, ванадий и другие.

     Температура плавления чугуна составляет от 1150 до 1200 градусов Цельсия, что является на 300 градусов Цельсия ниже чем у железа чистого типа.

Виды чугуна

     В зависимости от количества цементита и формы графита различают четыре вида чугуна:

  • Белый чугун. Углерод в составе этого вида находится в состоянии связанного типа. Этот чугун обладает светлыми тоннами благодаря светлому цементиту в составе. Этот вип подразделяется на эвтектичексие, в составе 4,3 процента углерода и заэвтектические, в составе от 4,3 до 6,67 процентов углерода. Данный вид применяется для изготовления путем обжига ковких чугунов.

  • Серый чугун. Этот вид представляет собой сплав от 1,2 до 3,5 процентов кремния, остальное – железо и углерод, а также различные примеси серы, марганца и фосфора. Практически весь кислород в сером чугуне находится в состоянии пластинчатой формы. Обладает ярко выраженным серым цветом.
  • Ковкий чугун. Данный вид получается благодаря дополнительному обжигу белого чугуна, в результате образуется графит хлопьевидного типа. Для металлической основы служат перлит и феррит. Название данный вид получил благодаря повышенным характеристикам вязкости и пластичности, а также повышенной прочности и большим сопротивлением к ударам. Из этого випа изготавливаются детали сложного типа, такие как: тормозные колодки, угольник, тройники и картеры для заднего моста автомобилей.
  • Высокопрочный чугун. В состав этого вида входит графит шаровидного типа, образованный в процессе кристаллизации. Этот вид графита не так сильно ослабляет основу из металла и не концентрирует напряжение.
  • naruservice.com

    Таблица удельного веса сплавов металлов

    Удельный вес металлов определяют чаще всего в лабораторных условиях, но в чистом виде они весьма редко применяются в строительстве. Значительно чаще находится применение сплавам цветных металлов и сплавам черных металлов, которые по удельному весу подразделяют на легкие и тяжелые.

    Легкие сплавы активно используются современной промышленностью, из-за их высокой прочности и хороших высокотемпературных механических свойств. Основными металлами подобных сплавов выступают титан, алюминий, магний и бериллий. Но сплавы, созданные на основе магния и алюминия, не могут использоваться в агрессивных средах и в условиях высокой температуры.

    В основе тяжелых сплавов лежит медь, олово, цинк, свинец. Среди тяжелых сплавов во многих сферах промышленности применяют бронзу (сплав меди с алюминием, сплав меди с оловом, марганцем или железом) и латунь (сплав цинка и меди). Из этих марок сплавов производятся архитектурные детали и санитарно-техническая арматура.

    Ниже в справочной таблице приведены основные качественные характеристики и удельный вес наиболее распространенных сплавов металлов. В перечне представлены данные по плотности основных сплавов металлов при температуре среды 20°C.

    Список сплавов металлов

    Плотность сплавов
    (кг/м 3)

    Адмиралтейская латунь – Admiralty Brass (30% цинка, и 1% олова)

    8525

    Алюминиевая бронза – Aluminum Bronze (3-10% алюминия)

    7700 – 8700

    Баббит – Antifriction metal

    9130 -10600

    Бериллиевая бронза (бериллиевая медь) – Beryllium Copper

    8100 – 8250

    Дельта металл – Delta metal

    8600

    Желтая латунь – Yellow Brass

    8470

    Фосфористые бронзы – Bronze – phosphorous

    8780 – 8920

    Обычные бронзы – Bronze (8-14% Sn)

    7400 – 8900

    Инконель – Inconel

    8497

    Инкалой – Incoloy

    8027

    Ковкий чугун – Wrought Iron

    7750

    Красная латунь (мало цинка) – Red Brass

    8746

    Латунь, литье – Brass – casting

    8400 – 8700

    Латунь, прокат – Brass – rolled and drawn

    8430 – 8730

    Легкиесплавыалюминия – Light alloy based on Al

    2560 – 2800

    Легкиесплавымагния – Light alloy based on Mg

    1760 – 1870

    Марганцовистая бронза – Manganese Bronze

    8359

    Мельхиор – Cupronickel

    8940

    Монель – Monel

    8360 – 8840

    Нержавеющая сталь – Stainless Steel

    7480 – 8000

    Нейзильбер – Nickel silver

    8400 – 8900

    Припой 50% олово/ 50% свинец – Solder 50/50 Sn Pb

    8885

    Светлый антифрикционный сплав для заливки подшипников =
    штейн с содержанием 72-78% Cu – White metal

    7100

    Свинцовые бронзы, Bronze – lead

    7700 – 8700

    Углеродистая сталь – Steel

    7850

    Хастелой – Hastelloy

    9245

    Чугуны – Cast iron

    6800 – 7800

    Электрум (сплав золота с серебром, 20% Au) – Electrum

    8400 – 8900

    Представленная в таблице плотность металлов и сплавов поможет вам посчитать вес изделия. Методика вычисления массы детали заключается в вычислении ее объема, который затем умножается на плотность материала, из которого она изготовлена. Плотность – это масса одного кубического сантиметра или кубического метра металла или сплава. Рассчитанные на калькуляторе по формулам значения массы могут отличаться от реальных на несколько процентов. Это не потому, что формулы не точные, а потому, что в жизни всё чуть сложнее, чем в математике: прямые углы – не совсем прямые, круг и сфера – не идеальные, деформация заготовки при гибке, чеканке и выколотке приводит к неравномерности ее толщины, и можно перечислить еще кучу отклонений от идеала. Последний удар по нашему стремлению к точности наносят шлифовка и полировка, которые приводят к плохо предсказуемым потерям массы изделия. Поэтому к полученным значениям следует относиться как к ориентировочным.

    В таблице представлена плотность металлов и сплавов, а также коэффициент К отношения их плотности к . Плотность металлов и сплавов в таблице указана в размерности г/см 3 для интервала температуры от 0 до 50°С.

    Дана плотность металлов, таких как: бериллий Be, ванадий V, висмут Bi, галлий Ga, гафний Hf, германий Ge, индий In, кадмий Cd, кобальт Co, , палладий Pd, платина Pt, рений Re, родий Rh, рубидий Rb, рутений Ru, Ag, стронций Sr, сурьма Sb, таллий Tl, тантал Ta, теллур Te, хром Cr, цирконий Zr.

    Плотность алюминиевых сплавов и металлической стружки: : АЛ1, АЛ2, АЛ3, АЛ4, АЛ5, АЛ7, АЛ8, АЛ9, АЛ11, АЛ13, АЛ21, АЛ22, АЛ24, АЛ25. Насыпная плотность стружки: стружка алюминиевая мелкая дробленая, стальная мелкая, стальная крупная, чугунная. Примечание: плотность стружки в таблице дана в размерности т/м 3 .

    Плотность сплавов магния и меди: магниевые сплавы деформируемые: МА1, МА2, МА2-1, МА8, МА14; магниевые сплавы литейные: МЛ3, МЛ4, МЛ6, МЛ10, МЛ11, МЛ12; медно-цинковые сплавы () литейные: ЛЦ16К4, ЛЦ23А6Ж3Мц2, ЛЦ30А3, ЛЦ38Мц2С2, ЛЦ40Сд, ЛЦ40С, ЛЦ40 Мц3Ж, ЛЦ25С2; медно-цинковые сплавы, обрабатываемые давлением: Л96, Л90, Л85, Л80, Л70, Л68, Л63, Л60, ЛА77-2, ЛАЖ60-1-1, ЛАН59-3-2, ЛЖМц59-1-1, ЛН65-5, ЛМ-58-2, ЛМ-А57-3-1.

    Плотность бронзы различных марок: безоловянные, обрабатываемые давлением: БрА5, 7, БрАМц9-2, БрАЖ9-4, БрАЖМц10-3-1,5, БрАЖН10-4-4, БрКМц3,1, БрКН1-3, БрМц5; бронзы бериллиевые: БрБ2, БрБНТ1,9, БрБНТ1,7; бронзы оловянные деформируемые: Бр0Ф8,0-0,3, Бр0Ф7-0,2, Бр0Ф6,5-0,4, Бр0Ф6,5-0,15, Бр0Ф4-0,25, Бр0Ц4-3, Бр0ЦС4-4-2,5, Бр0ЦС4-4-4; бронзы оловянные литейные: Бр03Ц12С5, Бр03Ц7С5Н1, Бр05Ц5С5; бронзы безоловянные литейные: БрА9Мц2Л, БрА9Ж3Л, БрА10Ж4Н4Л, БрС30.

    Плотность сплавов никеля и цинка: , обрабатываемые давлением: НК0,2, НМц2,5, НМц5, НМцАК2-2-1, НХ9,5, МНМц43-0,5, НМЦ-40-1,5, МНЖМц30-1-1, МНЖ5-1, МН19, 16, МНЦ15-20, МНА 13-3, МНА6-1,5, МНМц3-12; цинковые сплавы антифрикционные: ЦАМ9-1,5Л, ЦАМ9-1,5, ЦАМ10-5Л, ЦАМ10-5.

    Плотность стали, чугуна и баббитов: , стальное литье, сталь быстрорежущая с содержанием вольфрама 5…18%; чугун антифрикционный, ковкий и высокопрочный, чугун серый; баббиты оловянные и свинцовые: Б88, 83, 83С, Б16, БН, БС6.

    Приведем показательные примеры плотности различных металлов и сплавов. По данным таблицы видно, что наименьшую плотность имеет металл литий , он считается самым легким металлом, плотность которого даже меньше — плотность этого металла равна 0,53 г/см 3 или 530 кг/м 3 . А у какого металла наибольшая плотность? Металл, обладающий наибольшей плотностью — это осмий. Плотность этого редкого металла равна 22,59 г/см 3 или 22590 кг/м 3 .

    Следует также отметить достаточно высокую плотность драгоценных металлов. Например, плотность таких тяжелых металлов, как и золото, соответственно равна 21,5 и 19,3 г/см 3 . Дополнительная информация по плотности и температуре плавления металлов представлена в .

    Сплавы также обладают широким диапазоном значений плотности. К легким сплавам относятся магниевые сплавы и сплавы алюминия. Плотность алюминиевых сплавов выше. К сплавам с высокой плотностью можно отнести медные сплавы такие, как латуни и бронзы, а также баббиты.

    За единицу удельного веса металла (нержавеющей стали, латуни, чугуна, меди, бронзы и т.д.) принимается:

    В системе СГС —1 дин/см 3 ,

    В системе СИ — 1 н/м 3 ,

    В системе МКСС— 1 кГ/м 3 .

    Все эти значения единицы связаны между собой соотношением

    0,1 дин/см 3 = 1 н/м 3 = 0,102 кГ/м 3 .

    При определении удельного веса металла также возможно использование внесистемной единицы 1 Г/см 3 .

    Поскольку масса вещества, выраженная в г, равна его весовому значению, выраженному в Г, то удельный вес металла, выраженный в данных единицах, по своей численности равен плотности этого металла, которая будет выражена в системе СГС. Подобное же числовое равенство можно проследить и между удельным весом в системе МКСС и плотностью в системе СИ.

    Таким образом, удельным весом металла называется вес единицы объема безусловного плотного (непористого) материала. Для обозначения удельного веса следует массу сухого материала поделить на его объем в полностью плотном состоянии – фактически это и есть формула определения веса металла.Для того, чтобы добиться подобного результата, металл необходимо привести в такое состояние, чтобы в его частицах не было пор, а структура была полностью однородной.

    Все известные и применяемые в промышленности металлы обладают определенными физико-механическими свойствами, которые, собственно говоря, и определяют их удельный вес. Существует несколько основополагающих критериев, уникализирующих тот или иной металл или сплав.

    Особенности металлов и их качественные и весовые характеристики

    Для того, чтобы более точно иметь представление о спецификациях каждого вида металлов необходимо определиться, что же все-таки понимается под данной группой веществ.

    Металлами именуются вещества, обладающие характерными свойствами, среди которых можно назвать высокую прочность, тепло- и электропроводность, пластичность, особый металлический блеск, характерный для каждой группы. Металлические элементы входят в почти 3/4 всех известных в природе элементов, но не все могут находить широкое применение в промышленности. Некоторые из них в своем истинном состоянии и удельном весе встречаются достаточно редко. Из наиболее важных и ценных для технологических процессов и производства металлов лишь небольшая часть содержится в земной коре. Это железо, алюминий, магний, титан и т.д.

    Удельный вес чугуна

    Черные металлы (черная сталь, чугун) — техническое название железных сплавов и самого железа. В течение тысячелетий они были основополагающими в изготовлении орудий труда. Несмотря на стабильный рост продукции химической промышленности, цветной металлургии, тяжелой промышленности, чёрные металлы по-прежнему считаются главным конструкционным материалом во многих отраслях деятельности человека. По производственным объемам большинства важнейших видов изделий черной металлургии (железной руды, чугуна, стали, стальных труб, кокса, огнеупоров) Россия занимает достойное место лидера во всем мире. Черные металлы подразделяются на чугуны и стали в зависимости от содержания углерода и своего удельного веса.

    Чугун — это сплав углерода с железом при содержании углерода более 2,13%. Чугун наделен небольшой способностью к пластической деформации и отличными литейными свойствами. В его составе содержатся графитовые включения — форма и размер которых определяют тип чугуна и его сферу его применения. Серый чугун — это материал, в котором углерод содержится в свободном состоянии в виде пластинчатого графита. Высокопрочный чугун содержит в своем составе углерод в форме шаровидного графита, и используется для изготовления деталей, которые в процессе эксплуатации подвергаются значительным механическим нагрузкам. Ковкий чугун может иметь повышенные характеристики пластичности, если его сравнивать с вышеуказанным чугуном. Он применяется в производстве деталей, где необходимы более высокие уровни механических свойств.

    Удельный вес чугуна и его сплавов определяется весом одного его кубического сантиметра, который выражен в граммах . Чем больше показатель удельного веса металла, тем более тяжелым может получиться готовое изделие. В приведенной ниже таблице проиллюстрированы типичные физические свойства и удельный вес, характерный для определенных типов чугуна.

    Для того чтобы продуктивно осуществлять работу с различными материалами, мастер должен быть осведомлён обо всех их физических свойствах и характеристиках, которые помогут определить нюансы процесса работы. Это очень важный аспект, касающийся любого рабочего процесса, связанного с обработкой материалов в различных отраслях.

    Свойства практически всех известных человечеству материалов давно уже изучены и любые показатели могут быть узнаны пользователем, благодаря огромному количеству теоретических материалов, которые есть и в специальных книгах и справочниках, и на просторах сети интернет.

    Металлы – это целая группа материалов, которые очень широко используются в различных производственных областях. Их обработка является не самым лёгким процессом, так как практически всегда требуется вмешательство физического или термического воздействия . Поэтому очень важно знать многие физические свойства таких материалов.

    Является одной из очень важных характеристик, которые нужно знать при их обработке. В данной статье будут рассмотрены некоторые показатели удельного веса разных металлов, которые, возможно, впоследствии смогут пригодиться пользователю.

    Определение удельного веса металла

    Для начала следует определить, что же такое удельный вес. Так легче будет впоследствии разбираться во всех показателях, а также использовать полученные знания при обработке заготовок из, созданных из этого прочного материала.

    Удельным весом называют отношение однородного тела из этого вещества к объёму данного материала. Из этого можно сразу выделить интересный момент, заключающийся в том, что по сути удельный вес металла является его плотностью .

    Данная величина, то есть удельный вес металла, измеряется в кг/куб. м. Это единица измерения, чаще всего указываемая в различных технических справочниках. Иногда могут указываться и другие единицы измерения, но в отечественных источниках они встречаются гораздо реже.

    Если же справочника, содержащего необходимые данные о том или ином металле, под рукой нет, то можно рассчитать удельный вес по известной формуле:

    Вес чугуна

    В данной формуле y обозначает удельный вес, который впоследствии придётся рассчитать, Р – это вес, а V – это объём . Использую эту формулу, можно уже при известных данных о весе и объёме выполнить расчёт.

    После определения самого понятия удельного веса данного материала, можно перейти к некоторым показателям, которые уже впоследствии смогут оказать помощь в осуществлении работы с металлами.

    Конечно же, ни для кого не секрет, что у каждого металла, а также каждого сплава, имеются свои, отличные от других, показатели данной величины. Для того чтобы не запутаться во всех имеющихся данных о различных сплавах и металлах, ниже будут отдельно рассматриваться металлы и сплавы.

    Для начала следует рассмотреть металлы, не содержащие примесей и имеющие своё химическое обозначение в периодической таблице.

    Металлы делятся на чёрные и цветные. Самым типичным чёрным «представителем» считается железо. Его удельный вес будет указан в таблице ниже. Также в таблице будут приведены показатели удельного веса таких чёрных металлов, как хром, молибден, вольфрам, марганец, никель, титан.

    Остальные материалы, которые присутствуют в таблице, но не были названы в перечне металлов выше, являются цветными. Все цветные металлы, которые будут указаны ниже, могут быть разделены на три группы:

    • лёгкие: алюминий, магний;
    • благородные металлы, также называемые драгоценными: полублагородная медь, серебро, золото, платина;
    • металлы легкоплавкие: олово, цинк, свинец.

    Удельный вес металлических сплавов

    Вес чугунаКонечно, удельный вес металлов – информация крайне полезная, и этого вполне бы хватило для чисто ознакомительного чтения данной статьи. Но следует помнить, что металлы в чистом виде довольно редко используются в строительстве и других областях. Обычно их заменяют различные сплавы , которые можно разделить на две группы: лёгкие и тяжёлые.

    В силу своих выдающихся высокотемпературных механических свойств, серьёзных показателей прочности, сплавы давно уже прочно заняли своё место на различных производствах и различных промышленных областях. Чаще всего основой лёгких сплавов являются титан, бериллий, алюминий и магний. Но следует упомянуть тот факт, что сплавы, которые были созданы на основе двух последних металлических элементов, не могут быть использованы в рабочих условиях, где предусмотрены высокие температурные показатели.

    Основой для тяжёлых сплавов служат следующие элементы: олово, свинец, цинк, медь. Чаще всего в промышленности используются такие тяжёлые сплавы, как латунь и бронза . Они довольно часто применяются на различных производствах, благодаря своим отменным механическим свойствам. Из данных сплавов изготавливают санитарно-техническую арматуру, а также детали, которые используются в архитектуре.

    Ниже представлена таблица, содержащая данные об удельном весе некоторых сплавов:

    Все представленные в таблице выше сплавы являются одними из самых востребованных в самых различных промышленных областях и используются для изготовления самых разных предметов , использующихся людьми в быту.

    Выводы

    • Удельный вес – величина, которая является отношением веса к объёму и измеряется в кг/куб. м. Также может быть упомянута в некоторых источниках, как плотность.
    • Показатели удельного веса могут быть использованы для более лучшей их обработки, что впоследствии может повлиять на качество конечного изделия.
    • Можно упомянуть о том, что данная величина металлов также может измеряться и в других единицах измерения. Приведённые в статье и в таблицах показатели, выраженные в кг/куб.см, очень часто используются в отечественных источниках и справочниках, но также можно наткнуться на другую единицу измерения, тоже довольно широко используемую для обозначения удельного веса. Это г/куб. м. Если вдруг пользователь наткнулся на данные, выраженные в данной единице измерения, но ему легче ориентироваться в показателях кг/куб.м, то расстраиваться не стоит. Следует просто умножить показатель в г/куб.см на 1000.
    • С помощью значений, приведённых в таблицах, можно с лёгкостью узнать вес имеющейся детали. Для того чтобы вычислить массу детали, нужно лишь вычислить её объём. Это делается для того, чтобы его впоследствии умножить на плотность материала, из которого была изготовлена деталь.

    pro-men.ru

    Тепловые свойства чугуна

    У чугуна, как и у любого металла, присутствуют следующие свойства: тепловые, физические, механические, гидродинамические, электрические, технологические, химические. Каждые свойства рассмотрим подробнее.

    Это видео рассказывается о структуре и составе чугунных сплавов и зависимости их свойств от определенного состава:

    Теплоемкость

    Тепловую емкость чугуна определяют с помощью правила смещения. Когда теплоемкость чугуна достигает температурного периода, начало которого начинается с температуры, значение которой больше фазовых превращений и заканчивается на отметке равной температуры плавления, то теплоемкость чугуна принимает значение 0,18 кал/Го С.

    Если значение температуры плавления превышает абсолютное значение, то теплоемкость равна 0,23±0,03 кал/Го С. Если происходит процесс затвердения, то тепловой эффект равняется 55±5 кал. Тепловой эффект зависит от количества перлита, когда происходит перлитное превращение. Обычно он принимает значение 21,5±1,5кал/Г.

    За величину объемной теплоемкости принимают произведение удельного веса на удельную теплоемкость. Для твердого чугуна эта величина составляет 1 кал/см3*ºС, для жидкого – 1,5 кал/см3*ºС.

    Удельная теплоемкость чугуна и других металлов в виде таблицы

    udelnaya-teploemkost-stali

    Теплопроводность

    В отличие от теплоемкости, теплопроводность не определяется по правилу смещения. Только в случае изменения величины графитизации, на теплопроводность будет влиять состав чугуна.

    Температуропроводность

    Значение температуропроводности твердого чугуна (при крупных расчетах) может быть принята равной его теплопроводности, а жидкого чугуна – 0, 03 см2*/сек.

    О том, какую чугуны имеют температуру плавления, читайте ниже.

    Температура плавления

    Чугун плавится при температуре 1200ºС. Это значение температуры ниже температуры плавления стали на 300 градусов. При повышенном содержании углерода, этот химический элемент имеет на молекулярном уровне тесную связь с атомами железа.

    В процессе плавления чугуна и его кристаллизации углеродная составляющая не может полностью пронизать структурную решетку железа. Вследствие этого материал чугун примеряет на себя свойство хрупкости. Чугун используют для деталей, от которых требуется повышенная прочность. Однако чугун не применяют при изготовлении предметов, на которые будут действовать постоянные динамические нагрузки.

    В таблице ниже указана температура плавления чугуна в сравнении с другими металлами.

    Температура плавления чугуна и других металлов

    temperatura-plavleniya-chuguna-tablitsa

    Физические характеристики

    Масса

    Вес материала меняется в зависимости от количества связанного углерода и наличия определенного процента пористости. Удельный вес чугуна при температуре плавления может существенно снижаться в зависимости от наличия в чугуне примесей.

    Удельный вес каждого чугуна отличается в зависимости от вида материала. У серого чугуна удельная масса равна 7,1±0,2 г/см3, у белого — 7,5±0,2 г/см3 , у ковкого — 7,3±0,2 г/см3.

    О некоторых физических свойствах чугуна поведает видео ниже:

    Объем

    Объем чугуна, проходя через температуру фазовых превращений, достигает увеличения в 30%. Однако, при нагреве в 500ºС, объем увеличивается на 3%. Росту помогают графитообразующие элементы. Тормозят рост объема карбидообразующие составляющие. Та же росту препятствует нанесение на поверхность гальванических покрытий.

    Содержание углерода обычно составляет не менее 2,14%. Благодаря углеродной доле чугун имеет отличную твердость. Однако пластичность и ковкость материала на этом фоне страдают.

    О том, какова плотность чугуна, расскажем ниже.

    Плотность

    Плотность описываемого материала, чугуна, равна 7,2 гр/см3. Если сравнивать с чугуном другие металлы и сплавы, то это значение плотности достаточно высокое.

    Благодаря хорошему значению плотности чугун широко применяют для литья разнообразных деталей в промышленности. По этому свойству чугун совсем незначительно уступает некоторым сталям.

    Механические особенности

    Предел прочности

    svoystva-chuguna-sostavПредел прочности чугуна при сжатии зависит от структуры самого материала. Составляющие структуры набирают свою прочность вместе с увеличением уровня дисперсности. На предел прочности оказывают сильное влияние количество, величина, распределение и формаграфитных включений. Предел прочности уменьшается на заметную величину, если графитные включения расположены в виде цепочки. Такое расположение уменьшает сплоченность металлической массы.

    Предел прочности достигает максимального значения, когда графит принимает сфероидальную форму. Получается такая форма без влияния температуры, но при включении в чугунную массу церия и магния.

    • При повышении температуры плавления до 400ºС, предел прочности не изменяется.
    • Если температура поднимается выше этого значения, то предел прочности уменьшается.
    • Заметим, что при температуре от 100 до 200ºС предел прочности может снижаться на 10-15%.

    Пластичность

    Пластичность чугуна в большей степени зависит от формы графита, а так же зависят от структуры металлической массы. Если графитные включения имеют сфероидальную форму, то процент удлинения может достигать 30.

    • В обычном чугуне серого вида удлинение достигает только десятой доли.
    • В отожженном чугуне серого вида удлинение равно 1,5%.

    Упругость

    Упругость зависит от формы графита. Если графитные включения не менялись, а температура повышалась, то упругость остается при том же значении.

    Модуль упругости считается условной величиной, так как он имеет относительное значение и прямо зависит от присутствия графитных включений. Модуль упругости снижается, если увеличивается количество графитных включений. Так же модуль упругости возрастает, если форма включений отдалена от глобулярной формы.

    Ударная вязкость

    Этот показатель отражает динамические свойства материала. Ударная вязкость чугуна повышается:

    • когда форма графитных включений приближена к шаровидной;
    • когда содержание феррита увеличивается;
    • когда уменьшается содержание графита.

    Предел выносливости

    Предел выносливости чугуна становится больше, когда увеличивается частота нагружений и становится больше предел прочности.

    Гидродинамические свойства

    Динамическая вязкость

    svoystva-chuguna-vidВязкость становится меньше, если в чугуне увеличивается количество марганца. Так же замечено уменьшение вязкости при снижении содержания серной примеси и прочих неметаллических оставляющих.

    На процесс влияет значение температуры. Так вязкость становится меньше при прямопропорциональном отношении двух температур (температура проходящего опыты и начала затвердевания).

    Поверхностное натяжение

    Это показатель равен 900±100 дин/см2. Значение увеличивается при снижении количества углерода и терпит существенные изменения при наличии неметаллических составляющих.

    Токсичность

    Из чугуна часто изготавливают посуду. Дело в том, что как материал чугун не обладает токсичностью и прекрасно переносит перепады температур.

    Электрические характеристики

    Электропроводность чугуна оценивают с помощью закона Курнакова. Электросопротивление некоторых видов приведено ниже:

    • белый чугун — 70±20 Мк·ои·см.
    • серый чугун — 80±40 Мк·ои·см.
    • ковкий чугун — 50±20 Мк·ои·см.

    Технологические особенности

    Жидкотекучесть может быть определенная различными методами. Этот показатель зависит от формы и свойств чугуна.

    Жидкотекучесть становится больше, когда:

    • увеличивается перегрев;
    • уменьшается вязкость;
    • становится меньше затвердевание.

    Так же жидкотекучесть зависит от теплоты плавления и теплоемкости.

    Химические свойства

    Сопротивление коррозии материала зависит от внешней среды и его структуры. Если рассматривать чугун со стороны убывающего электродного потенциала, то его составляющие имеют следующее расположение: графит-цементит, фосфидная эвтектика-феррит.

    Следует отметить, что разность потенциалов между графитом и ферритом равняется 0,56 В. В случае увеличения дисперсности, сопротивление коррозии становится меньше. При сильном уменьшении дисперсности происходит обратное действие, сопротивление коррозии уменьшается. На сопротивление чугуна так же влияют легирующие элементы.

    stroyres.net


    You May Also Like

    About the Author: admind

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

    Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.