هل تساءلت يومًا عن عالم الكثافات المعدنية الرائع؟ في منشور المدونة هذا، سنتعمق في أهمية فهم كثافات المعادن للمهندسين الميكانيكيين. بصفتي كاتبًا متمرسًا في هذا المجال، سأشاركك رؤى حول كيفية تأثير الكثافة على تقدير وزن المنتج وأقدم جدولًا مرجعيًا مفيدًا للمعادن شائعة الاستخدام. استعد لتوسيع معرفتك واكتشف الأسرار الكامنة وراء هذه الخاصية المادية المهمة!
يشار إلى كتلة مادة معينة لكل وحدة حجم بكثافة تلك المادة، ويمثلها الرمز "ρ".
معادلة الكثافة هي: P=m/v.
يُعرف هذا التعبير بتعريف الكثافة، ويعني نسبة كتلة الجسم (m) إلى حجمه (v)، ويشار إليها باسم كثافة (ρ) المادة المكونة للجسم.
كثيرًا ما يحتاج المهندسون إلى استخدام خاصية الكثافة أثناء عملية تقدير وزن المنتج. نقدم جدولًا مرجعيًا لكثافة بعض المعادن شائعة الاستخدام:
المعادن | الكثافة | ||||
---|---|---|---|---|---|
جم/سم مكعب | كجم/م³ | رطل/في³ | رطل/قدم³ | ||
حديد زهر رمادي | 6.6-7.4 | 6600-7400 | 0.2384-0.2673 | 412.03-461.97 | |
حديد زهر أبيض | 7.4-7.7 | 7400-7700 | 0.2673-0.2781 | 461.97-480.70 | |
حديد الزهر القابل للطرق | 7.2-7.4 | 7200-7400 | 0.2601-0.2673 | 449.48-461.97 | |
فولاذ مصبوب | 7.8 | 7800 | 0.2818 | 486.94 | |
حديد نقي صناعي نقي | 7.87 | 7870 | 0.2843 | 491.31 | |
الفولاذ الكربوني الطري | 7.85 | 7850 | 0.2836 | 490.06 | |
فولاذ كربوني عالي الجودة | 7.85 | 7850 | 0.2836 | 490.06 | |
فولاذ الأدوات الكربوني | 7.85 | 7850 | 0.2836 | 490.06 | |
فولاذ القطع الحر | 7.85 | 7850 | 0.2836 | 490.06 | |
فولاذ المنغنيز | 7.81 | 7810 | 0.2822 | 487.56 | |
فولاذ الكروم 15CrA 15CrA | 7.74 | 7740 | 0.2796 | 483.19 | |
20Cr، 30Cr, 40Cr فولاذ الكروم | 7.82 | 7820 | 0.2825 | 488.19 | |
38CrA فولاذ الكروم 38CrA | 7.8 | 7800 | 0.2818 | 486.94 | |
الكروم الفاناديوم، الكروم النيكل، الكروم النيكل النيكل الموليبدينوم، الكروم المنغنيز | 7.85 | 7850 | 0.2836 | 490.06 | |
سيليكون، منجنيز الكروم والمنغنيز والنيكل والسيليكون والمنغنيز والسيليكون والكروم والصلب | |||||
فولاذ التنغستن والنيكل والكروم | 7.8 | 7800 | 0.2818 | 486.94 | |
الكروم الموليبدينوم ألومنيوم فولاذ | 7.65 | 7650 | 0.2764 | 477.57 | |
9% التنجستن فولاذ الأدوات عالي السرعة 9% | 8.3 | 8300 | 0.2999 | 518.15 | |
18% التنجستن فولاذ الأدوات عالي السرعة 18% | 8.7 | 8700 | 0.3143 | 543.12 | |
عالية القوة سبائك الصلب | 7.82 | 7820 | 0.2825 | 488.19 | |
محمل الفولاذ | 7.81 | 7810 | 0.2822 | 487.56 | |
الفولاذ المقاوم للصدأ | 0Cr13، 1Cr13، 2Cr13، 3Cr13، 3Cr13 4Cr13، Cr17Ni2، Cr18، Cr18، 9Cr18، Cr25، Cr28 | 7.75 | 7750 | 0.2800 | 483.82 |
Cr14، Cr17 | 7.7 | 7700 | 0.2782 | 480.70 | |
0Cr18Ni9، 1Cr18Ni9، 1Cr18Ni9Ti, | 7.85 | 7850 | 0.2836 | 490.06 | |
2Cr18Ni9 | 0.0000 | 0.00 | |||
1Cr18Ni11Si4A1Ti | 7.52 | 7520 | 0.2717 | 469.46 | |
7 ألومنيوم برونزي | 7.8 | 7800 | 0.2818 | 486.94 | |
19-2 برونز ألومنيوم 19-2 ألومنيوم برونزي | 7.6 | 7600 | 0.2746 | 474.45 | |
9-4، 10-3-1.5 برونز ألومنيوم 9-4، 10-3-1.5 | 7.5 | 7500 | 0.2710 | 468.21 | |
10-4-4-4 الألومنيوم البرونزي | 7.46 | 7460 | 0.2695 | 465.71 | |
البريليوم البرونزي | 8.3 | 8300 | 0.2999 | 518.15 | |
3-1 برونز السيليكون 3-1 | 8.47 | 8470 | 0.3060 | 528.77 | |
1-3 برونز السيليكون | 8.6 | 8600 | 0.3107 | 536.88 | |
1 البريليوم البرونزي | 8.8 | 8800 | 0.3179 | 549.37 | |
0.5 برونز الكادميوم 0.5 | 8.9 | 8900 | 0.3215 | 555.61 | |
0.5 كروم برونزي 0.5 | 8.9 | 8900 | 0.3215 | 555.61 | |
1.5 برونز المنغنيز 1.5 | 8.8 | 8800 | 0.3179 | 549.37 | |
5 برونز المنغنيز 5 | 8.6 | 8600 | 0.3107 | 536.88 | |
كوبرونيكل | B5، B19، B30، B30، BMn40-1.5 | 8.9 | 8900 | 0.3215 | 555.61 |
بي إم إن 3-12 | 8.4 | 8400 | 0.3035 | 524.40 | |
BZN15-20 | 8.6 | 8600 | 0.3107 | 536.88 | |
BA16-1.5 | 8.7 | 8700 | 0.3143 | 543.12 | |
BA113-3 | 8.5 | 8500 | 0.3071 | 530.64 | |
ألومنيوم نقي | 2.7 | 2700 | 0.0975 | 168.56 | |
ألومنيوم مقاوم للصدأ | LF2، LF43 | 2.68 | 2680 | 0.0968 | 167.31 |
LF3 | 2.67 | 2670 | 0.0965 | 166.68 | |
LF5، LF10، LF11 | 2.65 | 2650 | 0.0957 | 165.43 | |
LF6 | 2.64 | 2640 | 0.0954 | 164.81 | |
LF21 | 2.73 | 2730 | 0.0986 | 170.43 | |
ألومنيوم صلب | ly1، ly2، ly4، ly6 | 2.76 | 2760 | 0.0997 | 172.30 |
LY3 | 2.73 | 2730 | 0.0986 | 170.43 | |
ly7، ly8، ly10، ly11، ly14 | 2.8 | 2800 | 0.1012 | 174.80 | |
LY9 LY12 | 2.78 | 2780 | 0.1004 | 173.55 | |
LY16، LY17 | 2.84 | 2840 | 0.1026 | 177.30 | |
ألومنيوم مطروق | LD2، LD30 | 2.7 | 2700 | 0.0975 | 168.56 |
LD4 | 2.65 | 2650 | 0.0957 | 165.43 | |
LD5 | 2.75 | 2750 | 0.0994 | 171.68 | |
الفولاذ المقاوم للصدأ | 1Crl8NillNb، Cr23Ni18 | 7.9 | 7900 | 0.2854 | 493.18 |
2Cr13Ni4Mn9 | 8.5 | 8500 | 0.3071 | 530.64 | |
3Cr13Ni7Si2 | 8 | 8000 | 0.2890 | 499.42 | |
مادة النحاس النقي | 8.9 | 8900 | 0.3215 | 555.61 | |
النحاس 59، 62، 65، 68 | 8.5 | 8500 | 0.3071 | 530.64 | |
80، 85، 90 نحاسية | 8.7 | 8700 | 0.3143 | 543.12 | |
96 نحاسية | 8.8 | 8800 | 0.3179 | 549.37 | |
59-1، 63-3 رصاص نحاسي رصاصي | 8.5 | 8500 | 0.3071 | 530.64 | |
74-3 رصاص نحاسي رصاصي | 8.7 | 8700 | 0.3143 | 543.12 | |
90-1 صفيح نحاسي 90-1 | 8.8 | 8800 | 0.3179 | 549.37 | |
70-1 صفيح نحاسي 70-1 | 8.54 | 8540 | 0.3085 | 533.14 | |
60-1 و62-1 نحاس القصدير النحاسي | 8.5 | 8500 | 0.3071 | 530.64 | |
77-2 نحاس ألومنيوم نحاسي 77-2 | 8.6 | 8600 | 0.3107 | 536.88 | |
67-2.5، 66-6-6-3-2، 60-1-1-1 نحاس ألومنيوم نحاسي | 8.5 | 8500 | 0.3071 | 530.64 | |
نيكل نحاسي | 8.5 | 8500 | 0.3071 | 530.64 | |
نحاس المنغنيز | 8.5 | 8500 | 0.3071 | 530.64 | |
نحاس السيليكون، نحاس النيكل، نحاس النيكل، نحاس الحديد | 8.5 | 8500 | 0.3071 | 530.64 | |
5-5-5-5 برونز القصدير المصبوب | 8.8 | 8800 | 0.3179 | 549.37 | |
3-12-5 برونز القصدير المصبوب 3-12-5 | 8.69 | 8690 | 0.3139 | 542.50 | |
6-6-3 6-6-3 برونز القصدير المصبوب | 8.82 | 8820 | 0.3186 | 550.61 | |
7-0.2، 6.5-0.4، 6.5-0.1، 4-3 برونز قصدير | 8.8 | 8800 | 0.3179 | 549.37 | |
4-0.3، 4-4.3، 4-4-4 برونز قصدير | 8.9 | 8900 | 0.3215 | 555.61 | |
4-4-2-2.5 قصدير برونزي | 8.75 | 8750 | 0.3161 | 546.25 | |
5 برونز ألومنيوم 5 | 8.2 | 8200 | 0.2962 | 511.91 | |
ألومنيوم مطروق | LD8 | 2.77 | 2770 | 0.1001 | 172.93 |
LD7، LD9، LD10، LD7، LD9، LD10 | 2.8 | 2800 | 0.1012 | 174.80 | |
ألومنيوم فائق الصلابة | 2.85 | 2850 | 0.1030 | 177.92 | |
ألومنيوم LT1 الخاص | 2.75 | 2750 | 0.0994 | 171.68 | |
المغنيسيوم النقي الصناعي | 1.74 | 1740 | 0.0629 | 108.62 | |
المغنيسيوم المشوه | MB1 | 1.76 | 1760 | 0.0636 | 109.87 |
MB2، MB8 | 1.78 | 1780 | 0.0643 | 111.12 | |
MB3 | 1.79 | 1790 | 0.0647 | 111.75 | |
م ب ب 5، م ب 6، م ب 7، م ب 15 | 1.8 | 1800 | 0.0650 | 112.37 | |
المغنيسيوم المصبوب | 1.8 | 1800 | 0.0650 | 112.37 | |
التيتانيوم النقي الصناعي (TA1، TA2، TA3) | 4.5 | 4500 | 0.1626 | 280.93 | |
سبائك التيتانيوم | TA4، TA5، TC6 | 4.45 | 4450 | 0.1608 | 277.80 |
TA6 | 4.4 | 4400 | 0.1590 | 274.68 | |
TA7, TC5 | 4.46 | 4460 | 0.1611 | 278.43 | |
TA8 | 4.56 | 4560 | 0.1647 | 284.67 | |
TB1، TB2 | 4.89 | 4890 | 0.1767 | 305.27 | |
التعاون التقني 1، التعاون التقني 2 | 4.55 | 4550 | 0.1644 | 284.05 | |
التعاون التقني 3، التعاون التقني 4 | 4.43 | 4430 | 0.1600 | 276.56 | |
TC7 | 4.4 | 4400 | 0.1590 | 274.68 | |
TC8 | 4.48 | 4480 | 0.1619 | 279.68 | |
TC9 | 4.52 | 4520 | 0.1633 | 282.17 | |
TC10 | 4.53 | 4530 | 0.1637 | 282.80 | |
نيكل نقي، نيكل أنود نيكل، نيكل كهربائي مفرغ من الهواء | 8.85 | 8850 | 0.3197 | 552.49 | |
نيكل نحاس، نيكل نحاس، نيكل مغنيسيوم، سبيكة نيكل سيليكون | 8.85 | 8850 | 0.3197 | 552.49 | |
سبائك النيكل والكروم | 8.72 | 8720 | 0.3150 | 544.37 | |
سبيكة الزنك (Zn0.1، Zn1، Zn2، Zn3) | 7.15 | 7150 | 0.2583 | 446.36 | |
الزنك المصبوب | 6.86 | 6860 | 0.2478 | 428.26 | |
4-1 سبائك ألومنيوم الزنك المصبوب 4-1 | 6.9 | 6900 | 0.2493 | 430.75 | |
4-0.5 سبائك ألومنيوم الزنك المصبوب 4-0.5 | 6.75 | 6750 | 0.2439 | 421.39 | |
الرصاص وسبائك الرصاص والأنتيمون الرصاص | 11.37 | 11370 | 0.4108 | 709.81 | |
صفيحة أنود الرصاص | 11.33 | 11330 | 0.4093 | 707.31 |
تحويل الوحدة : تحويل الوحدة :
بالتأكيد، إليك القائمة الكاملة وغير المنقطعة للكثافات لمختلف المعادن والسبائك وفقًا لـ "مخطط الكثافة لأنواع مختلفة من المعادن والسبائك" على موقع MachineMfg.com:
تقدم القائمة أدناه المعادن العشرة الأعلى كثافة.
الرتبة | معدن | الكثافة (جم/سم مكعب) |
---|---|---|
1 | الأوزميوم | 22.59 |
2 | إيريديوم | 22.56 |
3 | بلاتينيوم | 21.45 |
4 | الرينيوم | 21.04 |
5 | النبتونيوم | 20.45 |
6 | البلوتونيوم | 19.82 |
7 | التنجستن | 19.35 |
8 | الذهب | 19.32 |
9 | التنتالوم | 16.65 |
10 | الزئبق | 13.58 |
يسرد هذا الجدول المعادن بالترتيب التنازلي للكثافة، حيث إن الأوزميوم هو الأكثر كثافة عند 22.59 جم/سم مكعب، والزئبق هو الأقل كثافة بين المعادن العشرة الأولى عند 13.58 جم/سم مكعب.
إن كثافة الفولاذ عادةً 7.8 جم/سم مكعب3.
كثافة حديد الزهر الرمادي هو 6.6 ~ 7.4 جم/سم مربع3;
كثافة الحديد الزهر الأبيض هي 7.4 ~ 7.72 جم/سم3;
كثافة الحديد الزهر القابل للطرق هي 7.2 ~ 7.43 جم/سم3;
كثافة الفولاذ المصبوب 7.8 جم/سم3;
وتبلغ كثافة الحديد النقي الصناعي 7.8759 جم/سم3.
ما هي كثافة النحاس؟
النحاس هو فلز انتقالي ويمثله الرمز الكيميائي "Cu".
هناك عدة تصنيفات للنحاس، بما في ذلك النحاس النقي والنحاس الأصفر والبرونز. يُعرَّف النحاس النقي، المعروف أيضاً باسم "النحاس الأحمر"، بأنه النحاس الذي يحتوي على نسبة نحاس تبلغ 99.5-99.95%.
هناك ثلاثة أنواع فرعية من النحاس النقي، والتي تشمل النحاس الخالي من الأكسجين والنحاس الأكسجيني والنحاس الخاص.
النحاس الأصفر عبارة عن سبيكة مصنوعة من النحاس والزنك. نحاس أبيض، من ناحية أخرى، هي سبيكة من النحاس والنيكل، والتي تتميز بمظهرها الأبيض الفضي وبريقها المعدني.
البرونز هو مصطلح كان يُستخدم في الأصل لوصف سبيكة النحاس والقصدير، ولكن تم توسيعه منذ ذلك الحين ليشمل جميع سبائك النحاس بخلاف النحاس الأصفر والنحاس الأبيض.
تختلف كثافة النحاس باختلاف نوع النحاس. وتُعرَّف كثافة النحاس بأنها نسبة كتلته إلى حجمه.
معادلة كثافة النحاس:
تختلف كثافة النحاس المختلفة، ولكن يمكن تقسيمها تقريبًا إلى الأنواع التالية:
معادلة حساب كثافة الفولاذ هي: ρ= m/V。
وحدة الكثافة: وحدة الكثافة الدولية هي كجم/متر3والوحدة الشائعة في التجربة هي g/cm3، 1 جم/سم3 = 103 كجم/متر3.
تبلغ كثافة الفولاذ 7.8 جم/سم مكعب3;
إن وزن الحديد باستخدام مبدأ أرشميدس.
للقيام بذلك، قم أولاً بتعليق الكتلة الحديدية من حبل رفيع وقياس وزنها الحقيقي "G" باستخدام نبع المقياس.
بعد ذلك، اغمر الكتلة الحديدية بالكامل في الماء وقم بقياس وزنها الظاهري "G" باستخدام الميزان الزنبركي أثناء وجودها في الماء.
وأخيرًا، بحساب وزن الحديد من خلال المعادلة ρ=Gρالمياه/(G-G')، ستحصل على النتيجة أن كثافة الفولاذ 7.8 جم/سم3 أو 0.28 رطل/بوصة3.