Metal yoğunluklarının büyüleyici dünyasını hiç merak ettiniz mi? Bu blog yazısında, makine mühendisleri için metal yoğunluklarını anlamanın önemine değineceğiz. Alanında deneyimli bir yazar olarak, yoğunluğun ürün ağırlığı tahminini nasıl etkilediğine dair içgörüler paylaşacağım ve yaygın olarak kullanılan metaller için kullanışlı bir referans tablosu sunacağım. Bilginizi genişletmeye ve bu önemli malzeme özelliğinin ardındaki sırları keşfetmeye hazır olun!
Birim hacim başına belirli bir maddenin kütlesi, o maddenin yoğunluğu olarak adlandırılır ve "ρ" sembolü ile gösterilir.
Yoğunluk formülü şöyledir: P=m/v.
Bu ifade, nesnenin kütlesinin (m) hacmine (v) oranı anlamına gelen ve nesneyi oluşturan malzemenin yoğunluğu (ρ) olarak adlandırılan yoğunluk tanımı olarak bilinir.
Mühendisler, ürün ağırlığını tahmin etme sürecinde yoğunluk özelliğinden sıklıkla yararlanma ihtiyacı duyarlar. Yaygın olarak kullanılan bazı metallerin yoğunluğu için bir referans tablosu sunuyoruz:
Metaller | Yoğunluk | ||||
---|---|---|---|---|---|
g/cm³ | kg/m³ | lb/in³ | lb/ft³ | ||
Gri Dökme Demir | 6.6-7.4 | 6600-7400 | 0.2384-0.2673 | 412.03-461.97 | |
Beyaz Dökme Demir | 7.4-7.7 | 7400-7700 | 0.2673-0.2781 | 461.97-480.70 | |
Dövülebilir Dökme Demir | 7.2-7.4 | 7200-7400 | 0.2601-0.2673 | 449.48-461.97 | |
Dökme Çelik | 7.8 | 7800 | 0.2818 | 486.94 | |
Endüstriyel Saf Demir | 7.87 | 7870 | 0.2843 | 491.31 | |
Hafif Karbon Çelik | 7.85 | 7850 | 0.2836 | 490.06 | |
Yüksek Kaliteli Karbon Çelik | 7.85 | 7850 | 0.2836 | 490.06 | |
Karbon Takım Çeliği | 7.85 | 7850 | 0.2836 | 490.06 | |
Serbest Kesim Çelik | 7.85 | 7850 | 0.2836 | 490.06 | |
Manganez Çelik | 7.81 | 7810 | 0.2822 | 487.56 | |
15CrA Krom Çelik | 7.74 | 7740 | 0.2796 | 483.19 | |
20Cr, 30Cr, 40Cr Krom Çelik | 7.82 | 7820 | 0.2825 | 488.19 | |
38CrA Krom Çelik | 7.8 | 7800 | 0.2818 | 486.94 | |
Krom Vanadyum, Krom Nikel, Krom Nikel Molibden, Krom Manganez | 7.85 | 7850 | 0.2836 | 490.06 | |
Silisyum, Krom Manganez Silisyum Nikel, Silisyum Manganez, Silisyum Krom Çelik | |||||
Krom Nikel Tungsten Çelik | 7.8 | 7800 | 0.2818 | 486.94 | |
Krom Molibden Alüminyum Çelik | 7.65 | 7650 | 0.2764 | 477.57 | |
9% Tungsten Yüksek Hızlı Takım Çeliği | 8.3 | 8300 | 0.2999 | 518.15 | |
18% Tungsten Yüksek Hızlı Takım Çeliği | 8.7 | 8700 | 0.3143 | 543.12 | |
Yüksek Mukavemetli Alaşımlı Çelik | 7.82 | 7820 | 0.2825 | 488.19 | |
Rulman Çeliği | 7.81 | 7810 | 0.2822 | 487.56 | |
Paslanmaz Çelik | 0Cr13, 1Cr13, 2Cr13, 3Cr13, 4Cr13, Cr17Ni2, 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 Alüminyum Bronz | 7.8 | 7800 | 0.2818 | 486.94 | |
19-2 Alüminyum Bronz | 7.6 | 7600 | 0.2746 | 474.45 | |
9-4, 10-3-1.5 Alüminyum Bronz | 7.5 | 7500 | 0.2710 | 468.21 | |
10-4-4 Alüminyum Bronz | 7.46 | 7460 | 0.2695 | 465.71 | |
Berilyum Bronz | 8.3 | 8300 | 0.2999 | 518.15 | |
3-1 Silikon Bronz | 8.47 | 8470 | 0.3060 | 528.77 | |
1-3 Silikon Bronz | 8.6 | 8600 | 0.3107 | 536.88 | |
1 Berilyum Bronz | 8.8 | 8800 | 0.3179 | 549.37 | |
0,5 Kadmiyum Bronz | 8.9 | 8900 | 0.3215 | 555.61 | |
0,5 Krom Bronz | 8.9 | 8900 | 0.3215 | 555.61 | |
1,5 Manganez Bronz | 8.8 | 8800 | 0.3179 | 549.37 | |
5 Manganez Bronz | 8.6 | 8600 | 0.3107 | 536.88 | |
Cupronickel | B5, B19, B30, BMn40-1.5 | 8.9 | 8900 | 0.3215 | 555.61 |
BMn3-12 | 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 | |
Saf Alüminyum | 2.7 | 2700 | 0.0975 | 168.56 | |
Paslanmaya Dayanıklı Alüminyum | 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 | |
Sert Alüminyum | 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 | |
Dövme Alüminyum | 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 | |
Paslanmaz Çelik | 1Crl8NillNb, Cr23Ni18 | 7.9 | 7900 | 0.2854 | 493.18 |
2Cr13Ni4Mn9 | 8.5 | 8500 | 0.3071 | 530.64 | |
3Cr13Ni7Si2 | 8 | 8000 | 0.2890 | 499.42 | |
Saf Bakır Malzeme | 8.9 | 8900 | 0.3215 | 555.61 | |
59, 62, 65, 68 Pirinç | 8.5 | 8500 | 0.3071 | 530.64 | |
80, 85, 90 Pirinç | 8.7 | 8700 | 0.3143 | 543.12 | |
96 Pirinç | 8.8 | 8800 | 0.3179 | 549.37 | |
59-1, 63-3 Kurşun Pirinç | 8.5 | 8500 | 0.3071 | 530.64 | |
74-3 Kurşun Pirinç | 8.7 | 8700 | 0.3143 | 543.12 | |
90-1 Kalay Pirinç | 8.8 | 8800 | 0.3179 | 549.37 | |
70-1 Kalay Pirinç | 8.54 | 8540 | 0.3085 | 533.14 | |
60-1 ve 62-1 Kalay Pirinç | 8.5 | 8500 | 0.3071 | 530.64 | |
77-2 Alüminyum Pirinç | 8.6 | 8600 | 0.3107 | 536.88 | |
67-2.5, 66-6-3-2, 60-1-1 Alüminyum Pirinç | 8.5 | 8500 | 0.3071 | 530.64 | |
Nikel Pirinç | 8.5 | 8500 | 0.3071 | 530.64 | |
Manganez Pirinç | 8.5 | 8500 | 0.3071 | 530.64 | |
Silikon Pirinç, Nikel Pirinç, Demir Pirinç | 8.5 | 8500 | 0.3071 | 530.64 | |
5-5-5 Dökme Kalay Bronz | 8.8 | 8800 | 0.3179 | 549.37 | |
3-12-5 Dökme Kalay Bronz | 8.69 | 8690 | 0.3139 | 542.50 | |
6-6-3 Dökme Kalay Bronz | 8.82 | 8820 | 0.3186 | 550.61 | |
7-0.2, 6.5-0.4, 6.5-0.1, 4-3 Kalay Bronz | 8.8 | 8800 | 0.3179 | 549.37 | |
4-0.3, 4-4-4 Kalay Bronz | 8.9 | 8900 | 0.3215 | 555.61 | |
4-4-2.5 Kalay Bronz | 8.75 | 8750 | 0.3161 | 546.25 | |
5 Alüminyum Bronz | 8.2 | 8200 | 0.2962 | 511.91 | |
Dövme Alüminyum | LD8 | 2.77 | 2770 | 0.1001 | 172.93 |
LD7, LD9, LD10 | 2.8 | 2800 | 0.1012 | 174.80 | |
Süper Sert Alüminyum | 2.85 | 2850 | 0.1030 | 177.92 | |
LT1 Özel Alüminyum | 2.75 | 2750 | 0.0994 | 171.68 | |
Endüstriyel Saf Magnezyum | 1.74 | 1740 | 0.0629 | 108.62 | |
Deforme Olmuş Magnezyum | 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 | |
MB5, MB6, MB7, MB15 | 1.8 | 1800 | 0.0650 | 112.37 | |
Dökme Magnezyum | 1.8 | 1800 | 0.0650 | 112.37 | |
Endüstriyel Saf Titanyum (TA1, TA2, TA3) | 4.5 | 4500 | 0.1626 | 280.93 | |
Titanyum Alaşım | 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 | |
TC1, TC2 | 4.55 | 4550 | 0.1644 | 284.05 | |
TC3, TC4 | 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 | |
Saf Nikel, Anot Nikel, Elektrikli Vakum Nikel | 8.85 | 8850 | 0.3197 | 552.49 | |
Nikel Bakır, Nikel Magnezyum, Nikel Silikon Alaşım | 8.85 | 8850 | 0.3197 | 552.49 | |
Nikel Krom Alaşımı | 8.72 | 8720 | 0.3150 | 544.37 | |
Çinko Külçe (Zn0.1, Zn1, Zn2, Zn3) | 7.15 | 7150 | 0.2583 | 446.36 | |
Dökme Çinko | 6.86 | 6860 | 0.2478 | 428.26 | |
4-1 Döküm Çinko Alüminyum Alaşım | 6.9 | 6900 | 0.2493 | 430.75 | |
4-0,5 Döküm Çinko Alüminyum Alaşım | 6.75 | 6750 | 0.2439 | 421.39 | |
Kurşun ve Kurşun Antimon Alaşımı | 11.37 | 11370 | 0.4108 | 709.81 | |
Kurşun Anot Plakası | 11.33 | 11330 | 0.4093 | 707.31 |
Birim dönüştürme:
Kesinlikle, MachineMfg.com'daki "Çeşitli Metal ve Alaşım Türleri için Yoğunluk Tablosu" uyarınca çeşitli metaller ve alaşımlar için yoğunlukların tam ve kesintisiz listesi burada:
Aşağıdaki listede en yüksek yoğunluğa sahip on metal verilmiştir.
Rütbe | Metal | Yoğunluk (g/cm³) |
---|---|---|
1 | Osmiyum | 22.59 |
2 | İridyum | 22.56 |
3 | Platin | 21.45 |
4 | Renyum | 21.04 |
5 | Neptünyum | 20.45 |
6 | Plütonyum | 19.82 |
7 | Tungsten | 19.35 |
8 | Altın | 19.32 |
9 | Tantal | 16.65 |
10 | Merkür | 13.58 |
Bu tablo metalleri azalan yoğunluk sırasına göre listelemektedir; Osmiyum 22,59 g/cm³ ile en yoğun ve Merkür 13,58 g/cm³ ile ilk on arasında en az yoğun olan metaldir.
Metal yoğunluğu birimlerinin dönüşümünü anlamak, mühendislik ve endüstriyel uygulamalarda doğru hesaplamalar ve malzeme seçimi için gereklidir. Birim hacim başına kütle olarak tanımlanan yoğunluk, genellikle santimetreküp başına gram (g/cm³), metreküp başına kilogram (kg/m³) ve fit küp başına pound (lb/ft³) gibi çeşitli birimlerle ifade edilir.
Yoğunluk, çeşitli pratik uygulamalarda çok önemli bir rol oynar. Mühendislik tasarımında, doğru yoğunluk değerleri yapısal bütünlük için doğru malzeme özelliklerini sağlar. Üretimde, yoğunluk hesaplamaları malzeme gereksinimlerinin ve maliyetlerinin belirlenmesine yardımcı olur. Kalite kontrol süreçleri de malzeme özelliklerini standartlara göre doğrulamak için yoğunluk ölçümlerine dayanır.
Bu birim genellikle laboratuvar ortamlarında ve küçük ölçekli uygulamalarda kullanılır. Bir malzemenin yoğunluğunu bir santimetre küp içindeki gram sayısı olarak ifade eder.
Mühendislik ve inşaat alanlarında yaygın olarak kullanılan bu birim, bir malzemenin yoğunluğunu bir metreküpteki kilogram sayısı olarak ifade eder. Özellikle büyük ölçekli uygulamalar ve dökme malzeme değerlendirmeleri için kullanışlıdır.
Amerika Birleşik Devletleri'nde yaygın olarak kullanılan bu birim, bir malzemenin yoğunluğunu bir fit küp içindeki pound sayısı olarak ölçer. İnşaat, imalat ve diğer pratik uygulamalarda sıklıkla kullanılır.
Farklı yoğunluk birimleri arasında dönüşüm yapmak için özel dönüştürme faktörleri gerekir. Bu faktörler, ilgili kütle ve hacim birimleri arasındaki ilişkilere dayanır. Bu ilişkilerin anlaşılması, doğru dönüştürme faktörlerinin uygulanmasına yardımcı olur.
Santimetre Küp Başına Gram'a:
Kübik Ayak Başına Pound'a:
Metreküp Başına Kilograma:
Kübik Ayak Başına Pound'a:
Metreküp Başına Kilograma:
Santimetre Küp Başına Gram'a:
500 kg/m³'ü g/cm³'e dönüştürmek için 0,001 dönüştürme faktörünü kullanın:
0,5 g/cm³ değerini lb/ft³ değerine dönüştürmek için 62,4 dönüştürme faktörünü kullanın:
31,2 lb/ft³ değerini kg/m³ değerine dönüştürmek için 16,02 dönüştürme faktörünü kullanın:
Yoğunluk dönüşümleri çeşitli sektörlerde çok önemlidir:
Birim | Dönüşüm Faktörü | Birime |
---|---|---|
kg/m³ | 0.001 | g/cm³ |
kg/m³ | 0.0624 | lb/ft³ |
g/cm³ | 1000 | kg/m³ |
g/cm³ | 62.4 | lb/ft³ |
lb/ft³ | 16.02 | kg/m³ |
lb/ft³ | 0.016 | g/cm³ |
Profesyoneller, metal yoğunluğu birimlerinin dönüştürülmesinde uzmanlaşarak hesaplamalarında hassasiyet sağlayabilir ve malzeme seçimi ve kullanımında bilinçli kararlar verebilirler.
Aşağıda sıkça sorulan bazı soruların yanıtları yer almaktadır:
Alüminyumun yoğunluğu yaklaşık olarak santimetreküp başına 2,70 gram (g/cm³) veya metreküp başına 2.700 kilogramdır (kg/m³). Bu değer saf alüminyum içindir ve alüminyumun mukavemet-ağırlık oranı gibi arzu edilen özellikleri nedeniyle çeşitli endüstriyel ve mühendislik uygulamalarında kritik bir parametredir. Bakır, magnezyum, manganez, silikon ve çinko gibi diğer elementleri içeren alüminyum alaşımları biraz farklı yoğunluklara sahip olabilir. Örneğin, Alüminyum Alaşım 6061 yaklaşık 2,70 g/cm³ yoğunluğa sahipken, Alüminyum Alaşım 7075 yaklaşık 2,81 g/cm³ yoğunluğa sahiptir. Çelik gibi diğer metallere kıyasla alüminyumun düşük yoğunluğu, onu özellikle ağırlık tasarrufunun önemli olduğu havacılık, otomotiv ve inşaat endüstrilerinde kullanışlı hale getirir.
Metal yoğunluğunu santimetreküp başına gramdan (g/cm³) metreküp başına kilograma (kg/m³) dönüştürmek için basit bir çarpma faktörü kullanabilirsiniz. 1 gram 0,001 kilograma eşit olduğundan ve 1 santimetreküp ( \frac{1}{1.000.000} ) metreküpe eşit olduğundan, dönüştürme faktörü 1000'dir. Bu da kg/m³ cinsinden yoğunluğun g/cm³ cinsinden yoğunluğun 1000 katı olduğu anlamına gelir.
Bu dönüşümü gerçekleştirmek için formül şöyledir:
Örneğin:
Bir metalin yoğunluğu 2,7 g/cm³ ise, kg/m³ cinsinden şu şekilde olur:
Bu basit çarpma işlemi, bu birimler arasında hızlı ve doğru dönüşüm yapılmasını sağlar; bu da özellikle çeşitli mühendislik ve bilimsel uygulamalarda metal yoğunluk çizelgeleriyle uğraşırken yararlıdır.
Metal yoğunluğu, malzeme seçimi, tasarım ve ürünlerin genel performansı üzerindeki önemli etkisi nedeniyle mühendislikte çok önemli bir faktördür. Yoğunluk birkaç temel unsuru etkiler:
Özetle, metal yoğunluğu malzeme seçimini, tasarım hususlarını ve mühendislik projelerinin ekonomik ve çevresel etkilerini etkileyen temel bir özelliktir. Çeşitli uygulamalarda performans, maliyet ve sürdürülebilirlik arasında istenen dengeyi sağlamak için hayati önem taşır.
Pirinç ve çelik gibi yaygın alaşımların yoğunlukları, özel bileşimlerine bağlı olarak değişebilir. Pirinç için yoğunluk genellikle 8,5 g/cm³ veya 8.500 kg/m³ civarındadır; Pirinç 60/40 gibi varyasyonlar 8,52 g/cm³ veya 8.520 kg/m³ ile biraz daha yüksek bir yoğunluğa sahiptir ve Kırmızı Pirinç yaklaşık 8,75 g/cm³ veya 8.720 kg/m³'tür. Çelik de yoğunluk bakımından farklılıklar gösterir: genel çelik tipik olarak yaklaşık 7,80-7,86 g/cm³ veya 7.800-7.860 kg/m³ yoğunluğa sahiptir, yumuşak çelik yaklaşık 7,85 g/cm³ veya 7.850 kg/m³'tür ve paslanmaz çelik 7,48-7,95 g/cm³ veya 7.480-7.950 kg/m³ arasında değişir. Bu yoğunluklar, malzemenin mukavemetini, ağırlığını ve farklı kullanımlar için uygunluğunu etkilediğinden, mühendislik ve imalat dahil olmak üzere çeşitli uygulamalar için çok önemlidir.
Bu çelik yoğunluğu genellikle 7,8 g/cm3.
Yoğunluğu gri dökme demir 6,6 ~ 7,4 g/cm'dir3;
Beyaz dökme demirin yoğunluğu 7,4 ~ 7,72 g/cm'dir3;
Dövülebilir dökme demirin yoğunluğu 7,2 ~ 7,43 g/cm'dir3;
Dökme çeliğin yoğunluğu 7,8 g/cm'dir3;
Endüstriyel saf demirin yoğunluğu 7,8759 g/cm'dir.3.
Bakırın yoğunluğu nedir?
Bakır bir geçiş metalidir ve "Cu" kimyasal sembolü ile temsil edilir.
Saf bakır, pirinç ve bronz dahil olmak üzere bakırın çeşitli sınıflandırmaları vardır. "Kırmızı bakır" olarak da bilinen saf bakır, bakır içeriği 99,5-99,95% olan bakır olarak tanımlanır.
Saf bakırın oksijensiz bakır, oksijenli bakır ve özel bakır olmak üzere üç alt türü vardır.
Pirinç, bakır ve çinkodan yapılan bir alaşımdır. Beyaz bakırise gümüş-beyaz görünümü ve metalik parlaklığı ile karakterize edilen bir bakır ve nikel alaşımıdır.
Bronz, başlangıçta bakır-kalay alaşımını tanımlamak için kullanılan bir terimdir, ancak o zamandan beri pirinç ve beyaz bakır dışındaki tüm bakır alaşımlarını kapsayacak şekilde genişletilmiştir.
Bakırın yoğunluğu bakırın türüne bağlı olarak değişir. Bakırın yoğunluğu, kütlesinin hacmine oranı olarak tanımlanır.
Bakır yoğunluğu için formül:
Farklı bakırların yoğunluğu farklıdır, ancak kabaca aşağıdaki türlere ayrılabilir:
Çelik yoğunluğu hesaplama formülü şöyledir: ρ= m/V。
Yoğunluk birimi: uluslararası birim kg/m'dir3ve deneydeki ortak birim g/cm'dir.3, 1g/cm3 = 103kg/m3.
Çeliğin yoğunluğu 7,8 g/cm'dir3;
Bu demir ağırlığı Arşimet prensibi kullanılarak belirlenebilir.
Bunu yapmak için, önce demir bloğu ince bir ipe asın ve gerçek ağırlığını, "G", ölçün. bir bahar Ölçek.
Ardından, demir bloğu tamamen suya daldırın ve suyun içindeyken yaylı teraziyi kullanarak görünür ağırlığını, "G'", ölçün.
Son olarak, demirin ağırlığını ρ=Gρ formülü ile hesaplayaraksu/(G-G'), çeliğin yoğunluğunun 7,8 g/cm olduğu sonucunu elde edersiniz.3 veya 0,28 lb/in3.