Титан и титановые сплавы

Плотность металлов

Это самая многочисленная группа периодической таблицы Менделеева. Металлом является любое вещество, которое обладает высокой тепло- и электропроводностью, характерным блеском поверхности при ее полировке, способностью к пластической деформации.

Такой химический элемент обладает низкой электроотрицательностью в сравнении с такими веществами, как азот, кислород и углерод. Этот факт приводит к тому, что в объемных структурах атомы металла образуют друг с другом металлическую связь. Она представляет собой электрическое взаимодействие между положительно заряженными ионными основаниями и отрицательным электронным газом.

Атомы металлов в пространстве располагаются в виде упорядоченной структуры, которая называется кристаллической решеткой. Существует всего три их типа:

• кубическая;
• ОЦК (объемно-центрированная кубическая);
• ГПУ (гексагональная плотноупакованная);
• ГЦК (гранецентрированная кубическая).

Плотность металлов — это физическая величина, которая зависит от типа кристаллической решетки. Ниже приводится таблица этого параметра для всех химических элементов в г/см3, которые при нормальных условиях находятся в твердом состоянии.

Из таблицы следует, что плотность металлов — это изменяющаяся в широких пределах величина. Так, самым слабым является литий, который при одинаковых объемах в два раза легче воды. Плотность редкого металла осмия является самой большой в природе. Она составляет 22,59 г/см3.

Таблицы плотностей некоторых веществ

Таблица плотностей – первая таблица значений физических величин, с которой вы знакомитесь. В предыдущем параграфе вы узнали способ «рождения» аналогичных таблиц – проведение многочисленных измерений и последующих вычислений.

Вам уже известно, что при изменениях температуры объём тел меняется. Как следствие, меняется и плотность. Например, при 0°С и нормальном атмосферном давлении масса 1 м³ воздуха равна 1,3 кг, а при 100°С из-за теплового расширения в 1 м³ помещается 950 г воздуха (см. рисунок). Поэтому в таблицах со значениями плотностей всегда указана температура (см. таблицы далее).

Плотность всех веществ зависит и от давления, оказываемого на них. Например, на высоте 10 км атмосферное давление значительно меньше, чем вблизи земли, в результате чего там масса 1 м³ воздуха составляет всего около 400 граммов. Плотность твёрдых веществ и жидкостей в гораздо меньшей степени зависит от давления, чем плотность газов.

В правой колонке твёрдых веществ собраны металлы (см. таблицу). Как видите, плотность металлов составляет несколько тысяч килограммов на кубический метр. Например, плотность свинца 11300 кг/м³. Это значение можно записать короче, если выразить в других единицах, например так: 11,3 г/см³. Поясним, как сделан этот «перевод» одних единиц в другие:

11300

кг

=

11300 кг

=

11300 · 1000 г

=

11300000 г

=

11,3 г

= 11,3 г/см³

м³

( 100 см )³

100³ см³

1000000 см³

1 см³

В нижней таблице приведены плотности газов и сжиженных газов

Обратите внимание, как значительно отличается плотность газа и получающейся из него жидкости: воздух, азот и кислород уплотняются приблизительно в 700 раз, водород и гелий – в 800 раз. Примечание: углекислый газ при охлаждении при атмосферном давлении из газообразного состояния превращается сразу в твёрдое, поэтому в таблице вы видите прочерк

Твёрдые вещества: плотность, кг/м³ (при 20 °С)
Бетон сухой	2300		Алюминий	2700
Кирпич сухой	1800	Золото	19000
Лёд, 0°С	900	Латунь	8300-8700
Мрамор	2600-2800	Медь	8900
Парафин	900	Олово	7300
Пробка	240	Свинец	11300
Сосна сухая	500	Серебро	10500
Стекло оконное	2500	Сталь	7700-7900
Стекло органич.	1200	Чугун	7000-7800
Фарфор	2300	Цинк	7100

Сыпучие вещества: плотность, кг/м³ (при 20 °С)
Гравий	1500-1700		Песок	1200-1700
Картофель	660-680	Уголь	800-850

Жидкие вещества: плотность, кг/м³ (при 20 °С)
Ацетон	780		Молоко коровье	1030
Бензин	730	Мёд свежий	1350
Вода пресная	1000	Нефть	730-940
Вода морская	1030	Ртуть	13500
Керосин	800	Руть, 0°С	13600
Масло машинное	910	Спирт этиловый	790
Масло подсолн.	930	Эфир этиловый	710

Газы (при 20 °С) и сжиженные газы, кг/м³
Азот	1,25	850		Гелий	0,18	147
Водород	0,09	72	Кислород	1,43	1150
Воздух	1,29	861	Углекислый газ	1,98	–

Определение массы

Масса же тесно связана с инерцией. Если углубляться, то она определяет, какое гравитационное поле создает тело. Эта физическая величина является одной из самых фундаментальных характеристик. Зависит она только от вещества при не релятивистских (то есть близких к световой) скоростях. В отличие от веса, масса не зависит от расстояния до другого объекта, она определяет силу взаимодействия с ним.

Также значение массы объекта инвариантно к системе, в которой определяется. Измеряется в таких величинах, как килограмм, тонна, фунт (не путать с футом) и даже стоун (что по-английски значит «камень»). Все зависит от того, в какой стране человек живет.

Плотность стали, значение и примеры

Он в зависимости от своего химического состава и области применения разделяются на несколько групп. Так, по химическому составу стали делятся на углеродистые и легированные.

Плотность стали равна:

СИ, кг/м3	СГС, г/см3	МКСС, тем/м3
Сталь	7800	7,8	796

Однако в углеродистой стали промышленного производства всегда имеются примеси многих элементов.

Присутствие одних примесей обусловлено особенностями производства стали: например, при раскислении в сталь вводят небольшие количества марганца или кремния, которые частично переходят в шлак в виде оксидов, а частично остаются в стали.

Присутствие других примесей обусловлено тем, что они содержатся в исходной руде и в малых количествах переходят в чугун, а затем и в сталь. Полностью избавиться от них трудно. Вследствие этого, например, углеродистые стали обычно содержат 0,05 – 0,1% фосфора и серы.

Твердость цементита намного выше твердости феррита. Поэтому при увеличении содержания углерода в стали её твердость повышается. Кроме того, частицы цементита затрудняют движение дислокаций в основной фазе – в феррите.

По этой причине увеличение количества углерода снижает пластичность стали.

Углеродистая сталь имеет широкое применение. В зависимости от назначения применяется сталь с малым или более высоким содержание углерода, без термической обработки (в «сыром» виде – после проката) или с закалкой и отпуском.

Элементы, специально вводимые в сталь в определенных концентрациях для изменения её свойства, называются легирующими элементами, а сталь, содержащая такие элементы, называется легированной сталью. К важнейшим легирующим элементам относятся хром, никель, марганец, кремний, ванадий, молибден.

Например, твердые растворы марганца или никеля в g-железе при значительном содержании этих элементов стабильны от комнатной температуры до температуры плавления.

Сплавы железа с подобными металлами называются аустенитными сталями или аустенитными сплавами.

Влияние легирующих элементов на свойства стали обусловлено также тем, что некоторые из них образуют с углеродом карбиды, которые могут быть простыми, напримерMn3C, Cr7C3, а также сложными (двойными), например (Fe, Cr)3C. Присутствие карбидов, особенно в виде дисперсных включений в структуре стали, в ряде случаев оказывает сильное влияние на её механические и физико-химические свойства.

Назначения и плотность стали

По своему назначению стали делятся на конструкционные, инструментальные и на стали с особыми свойствами. Конструкционные стали применяются для изготовления деталей машин, конструкций и сооружений.

В качестве конструкционных могут использоваться как углеродистые, так и легированные стали. Конструкционные стали обладают высокой прочностью и пластичностью. В то же время они должны хорошо поддаваться обработке давлением, резанием, хорошо свариваться.

Основными легирующие компоненты конструкционных сталей – это хром (около 1%), никель (1-4%) и марганец (1-1,5%).

Основной легирующий элемент инструментальных сталей – хром; иногда в них вводят также вольфрам и ванадий.

Особую группу инструментальных сталей составляет быстрорежущая сталь, сохраняющая режущие свойства при больших скоростях резания, когда температура рабочей части резца повышается до 600-700oС. Основные легирующие элементы этой стали – хром и вольфрам.

К группе сталей с особыми свойствами относятся нержавеющие, жаростойкие, жаропрочные, магнитные и некоторые другие стали. Нержавеющие стали устойчивы против коррозии в атмосфере, влаге и в растворах кислот, жаростойкие – в коррозионно-активных средах при высоких температурах.

Важнейшие легирующие элементы жаропрочных сталей – это хром (15-20%), никель (8-15%), вольфрам.

Определение и использование плотности

Как известно, чтобы найти плотность вещества, его массу делят на объем. Плотность является физико-химической характеристикой вещества. Она постоянна. Материалы для промышленного производства должны соответствовать этому показателю. Для её обозначения принято использовать греческую букву ρ.

Плотность железа равна 7874 кг/м³, никеля — 8910 кг/м³, хрома — 7190 кг/м³, вольфрама — 19250 кг/м³. Конечно, это относится к твёрдым сплавам. В расплавленном состоянии веществам присущи другие характеристики.

В природе лишь некоторые металлы присутствуют в большом количестве. Удельный вес железа в земной коре 4,6%, алюминия — 8,9%, магния — 2,1%, титана — 0,63%. Металлы незаменимы в большинстве сфер человеческой деятельности. Их производство растёт год от года. Для удобства металлы разделены на группы.

Железо и его сплавы

Чёрными металлами принято называть стали и чугуны разных марок. Сплав железа и углерода считается сталью, если железа не менее 45%, а содержание углерода 0,1%—2,14%. Чугуны, соответственно, углерода содержат больше.

Для получения необходимых свойств сталям и сплавам их легируют (присаживают при переплаве легирующие добавки). Таким образом плавят заданные марки. Все марки металла строго соответствуют определённым техническим условиям. Свойства каждой марки регламентированы государственными стандартами.

В зависимости от состава плотность стали варьируется в диапазоне 7,6—8,8 (г/см³) в СГС или 7600—8800 (кг/м³) в СИ (это видно из таблицы 1). Конечно, сталь имеет сложную структуру, это не смесь различных веществ. Однако присутствие этих веществ и их соединений изменяют свойства, в частности, плотность. Поэтому самыми большими плотностями обладают быстрорежущие стали с высоким содержанием вольфрама.

Цветные металлы и их сплавы

Изделия из бронзы, латуни, меди, алюминия широко применяются на производстве:

• Обычно бронзы это сплавы меди с оловом, алюминием, свинцом и бериллием. Однако в бронзовом веке, когда удельный вес бронзы в общей массе металлических изделий составлял почти 100%, это были сплавы медь — мышьяк.
• Сплавы на основе цинка — латуни. В латуни может присутствовать олово, но его количество меньше, чем цинка. Чтобы получить сыпучую стружку, иногда добавляют свинец. Кроме ювелирных сплавов латуни и бронзы, они нужны для деталей машин и морских судов, скобяных изделий, пружин. Некоторые сорта применяют в авиации и ракетостроении.
• Дюралюминий (дюраль) — сплав алюминия с медью (меди 4,4%) — это высокопрочный сплав. Главным образом применяется в авиации.
• Титан по прочности превосходит многие марки стали. Одновременно он вдвое легче. Эти качества сделали его незаменимым в большинстве отраслей промышленности. А также он широко применяется в медицине (протезировании). Удельный вес титана в производстве летательных аппаратов достигает 70% от всего выплавляемого в мире. Около 15% титана идёт для химического машиностроения.
• Серебро и золото — первые металлы, с которыми познакомился человек. За всю историю существования человечества эти металлы, по большей части, шли на ювелирные изделия. И в настоящее время тенденция сохраняется.
• Вольфрам из-за высокой тугоплавкости незаменим в приборостроении. Большая плотность позволяет применять его, как защиту от радиации.
• Никель и хром образуют нихром — жаропрочный пластичный сплав, очень долговечный и надёжный.

Различные марки сталей и чугунов, бронз и других металлов имеют разный химический состав и разную плотность. Плотности всех востребованных материалов измерены и систематизированы. Таблицы, содержащие эти данные доступны пользователям. С их помощью можно легко найти массу изделия заданной формы.

Каким удельным весом обладает золото

Золото — это достаточно тяжелый металл, который отличается высокой плотностью, равной 19,32 гсм3. По этому показателю, золото занимает среди всех металлов 7-ое место. В различных системах приняты разные единицы измерения: СИ = НМ3, МКСС = 1 кгм3, СГС = 1динсм3. Также удельный вес золота может быть выражен в граммах на см3 (внесистемная единица).

Удельный вес, выраженный в грсм3 равен плотности данного металла. Для золота, этот показатель составляет 19,3 грсм3. Объемный вес золота — это расчетная величина, отражающая плотность металла.

Весовые и качественные особенности золота

Золото обладает всеми свойствами, которые характерны для металлов:

• Электро- и теплопроводность;
• Высокая прочность;
• Пластичность.

Также золото обладает особым, металлическим блеском. Следует заметить, что каждая группа металлов имеет свой характерный металлический блеск. В целом, металлические элементы содержатся в 75% всех встречающихся в природе элементов, но далеко не все встречаются в природе в чистом виде. Из наиболее ценных и редких металлов можно отметить золото и платину.

Оба металла характеризуются достаточно большим удельным весом (19,3 грсм3 и 21,45 грсм3 соответственно). Следует отметить, удельный вес тяжелых металлов, в том числе вольфрама и золота, практически одинаков. Благодаря этому свойству, добыча золота может вестись методом отмывки его от относительно легких частиц глины и песка, содержащихся в промываемой породе.

Вес куба различных металлов.

Вместе в тем, золото является очень мягким металлом, кроме того оно еще и очень тяжелое. Для того чтобы узнать, сколько весит один куб золота, можно воспользоваться специальной формулой или таблицей. Данный показатель составляет 19,320 кг. Твердость золота — 220-250 МПа (по Бринелю) или 2,5 (шкала Мооса).

Высокая стоимость золота обусловлена в первую очередь достаточно малым его содержанием в земной коре — 0,5 — 5 мгтонну. Объемный или удельный вес золота можно узнать по формуле — y=PV, где P-вес золота, а V-его объем.

Основные физико-механические свойства золота

Кроме удельного веса, важными характеристиками также являются физико-механические свойства золота.

Цвет. По этому показателю, из всех металлов, свой особый, характерный цвет, имеют только золото (желтый) и медь (розовато-красный). Что касается других металлов, то тут сложнее — к примеру, белый цвет характерен платине, серебру, алюминию, олову, магнию и кадмию.

Кроме этого, некоторые металлы могут иметь разные оттенки — мышьяк (сероватый), свинец (синевато-белый). Многие металлы в измельченном виде могут иметь не характерные для них цвета, в частности красный или коричневый.

Удельный вес играет важную роль не только при добыче золота, но и для получения различных сплавов. Для того, чтобы они были однородными и качественными, необходимо подбирать металлы с небольшой разницей по удельному весу. В противном случае, если разница будет весьма существенной, при сплавлении металл, имеющий меньший объемный вес чем у золота, может всплывать.

Только у золота и меди со всех металлов особый, характерный и уникальный цвет.

Золото переходит в жидкое состояние из твердого при 1095 градусах Цельсия.

Удельная теплоемкость. Обозначает то количество тепла, которое необходимо для повышения на 1 градус Цельсия 1 килограмма золота — измеряется в килокалориях и обозначается буквой С.

Теплопроводность. Это свойство металла проводить тепло, характеризуется коэффициентом теплопроводности.

Золото плавится при 1095 градусах цельсия.

Скрытная температура плавления. Металл необходимо нагреть до температуры плавления и поддерживать, пока будет идти разрушение кристаллической структуры — до тех пор, пока золото полностью не перейдет в жидкое состояние. Эта дополнительная энергия и называется скрытой теплотой плавления и измеряется в килокалориях.

Электрическое сопротивление — измеряется в Омах.

Магнитные свойства. Все металлы подразделяются на: паромагнитные, диамагнитные и феромангитные. При внесение в магнитное поле, материалы диамагнитной группы не притягиваются к магниту. Золото как раз относится к диамагнитным металлам.

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.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

В свободном виде алюминий

представляет собой серебристо-белый (рис. 1) легкий металл. Он легко вытягивается в проволоку и прокатывается в тонкие листы.

При комнатной температуре алюминий не изменяется на воздухе, но лишь потому, что его поверхность покрыта тонкой пленкой оксида, обладающего очень сильным защитным действием.

Рис. 1. Алюминий. Внешний вид.

Алюминий характеризуется большой тягучестью и высокой электропроводностью, составляющей приблизительно 0,6 электропроводности меди. С этим связано его использование в производстве электрических проводов (которые при сечении, обеспечивающем равную электропроводность, вдвое легче медных). Важнейшие константы алюминия представлены в таблице ниже:

Таблица 1. Физические свойства и плотность алюминия.

Плотность основных металлов и сплавов.

Плотность основных металлов и сплавов. Плотность основных металлов и сплавов.

Металл	Плотность (кг/м3)
Адмиралтейская латунь — Admiralty Brass (30% цинка, и 1% олова)	8525
Алюминий — Aluminum	2712
Алюминий жидкий — Aluminum — melted	2560 — 2640
Алюминиевая бронза — Aluminum Bronze (3-10% алюминия)	7700 — 8700
Алюминиевая фольга — Aluminum foil	2700 -2750
Баббит — Antifriction metal	9130 -10600
Бериллий — Beryllium	1840
Бериллиевая бронза (бериллиевая медь) — Beryllium Copper	8100 — 8250
Ванадий — Vanadium	5494
Вольфрам — Tungsten	19600
Дельта металл — Delta metal	8600
Железо — Iron	7850
Желтая латунь — Yellow Brass	8470
Золото — Gold	19320
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
Кобальт — Cobolt	8746
Красная латунь (мало цинка) — Red Brass	8746
Латунь, литье — Brass — casting	8400 — 8700
Латунь, прокат — Brass — rolled and drawn	8430 — 8730
Легкие сплавы алюминия — Light alloy based on Al	2560 — 2800
Легкие сплавы магния — Light alloy based on Mg	1760 — 1870
Магний — Magnesium	1738
Марганцовистая бронза — Manganese Bronze	8359
Медь — Copper	8930
Мельхиор — Cupronickel	8940
Молибден — Molybdenum	10188
Монель — Monel	8360 — 8840
Нержавеющая сталь — Stainless Steel	7480 — 8000
Никель — Nickel	8800
Нейзильбер — Nickel silver	8400 — 8900
Олово — Tin	7280
Платина — Platinum	21400
Плутоний — Plutonium	19816
Припой 50% олово/ 50% свинец — Solder 50/50 Sn Pb	8885
Ртуть — Mercury	13593
Серебро — Silver	10490
Светлый антифрикционный сплав для заливки подшипников = штейн с содержанием 72-78% Cu — White metal	7100
Свинец — Chemical Lead	11340
Свинцовые бронзы, Bronze — lead	7700 — 8700
Титан — Titanium	4500
Углеродистая сталь — Steel	7850
Уран — Uranium	18900
Хастелой — Hastelloy	9245
Цинк — Zinc	7135
Чугуны — Cast iron	6800 — 7800
Электрум (сплав золота с серебром, 20% Au) — Electrum	8400 — 8900

Измерение удельного веса

Дома получить удельный вес металлов, да и других твердых веществ, сложно. Однако в простейшей лаборатории, оборудованной весами с глубокими чашами, скажем, в школе, это не составит труда. Металлический предмет взвешивается в нормальных условиях – то есть просто на воздухе. Это значение зарегистрируем как х1. Затем ту чашу, в которой лежит предмет, погружают в воду. При этом он теряет по всем известному закону Архимеда вес. Прибор теряет первоначальное положение, коромысло перекашивается. Для уравновешивания добавляется груз. Его величину обозначим х2.

Удельным весом тела будет соотношение х1 к х2. Помимо металлов, удельный вес измеряется для веществ в различных агрегатных состояниях, при неравном давлении, температуре, других характеристиках. Для определения искомой величины применяют методы взвешивания, пикнометра, ареометра. В каждом конкретном случае следует подбирать такие экспериментальные установки, которые учитывают все факторы.

Удельный вес металла. Таблица плотности металлов и сплавов

Все металлы обладают определенными физико-механическими свойствами, которые, собственно говоря, и определяют их удельный вес. Чтобы определить, насколько тот или иной сплав черной или нержавеющий стали подходит для производства рассчитывается удельный вес металлопроката.

Все металлические изделия, имеющие одинаковый объем, но произведенные из различных металлов, к примеру, из железа, латуни или алюминия, имеют различную массу, которая находится в прямой зависимости от его объема. Иными словами, отношение объема сплава к его массе – удельная плотность (кг/м3), является постоянной величиной, которая будет характерной для данного вещества.

Плотность сплава рассчитывается по специальной формуле и имеет прямое отношение к расчету удельного веса металла.

В таблице даны плотности металлов цветных и черного железа.

Таблица разделена на группы металлов и сплавов, где под каждым наименованием обозначена марка по ГОСТ и соответствующая ей плотность в г/см3 в зависимости от температуры плавления.

Для определения физического значения удельной плотности в кг/м3 нужно табличную величину в г/см3 умножить на 1000. Например, так можно узнать какова плотность железа – 7850 кг/м3.

Наиболее типичным черным металлом является железо. Значение плотности – 7,85 г/см3 можно считать удельным весом черного металла на основе железа.

− легкие – магний, алюминий;

− благородные металлы (драгоценные) – платина, золото, серебро и полублагородная медь;

− легкоплавкие металлы – цинк, олово, свинец.

Наименование металла, обозначение	Атомный вес	Температура плавления, °C	Удельный вес, г/куб.см
Цинк Zn (Zinc)	65,37	419,5	7,13
Алюминий Al (Aluminium)	26,9815	659	2,69808
Свинец Pb (Lead)	207,19	327,4	11,337
Олово Sn (Tin)	118,69	231,9	7,29
Медь Cu (Сopper)	63,54	1083	8,96
Титан Ti (Titanium)	47,90	1668	4,505
Никель Ni (Nickel)	58,71	1455	8,91
Магний Mg (Magnesium)	24	650	1,74
Ванадий V (Vanadium)	6	1900	6,11
Вольфрам W (Wolframium)	184	3422	19,3
Хром Cr (Chromium)	51,996	1765	7,19
Молибден Mo (Molybdaenum)	92	2622	10,22
Серебро Ag (Argentum)	107,9	1000	10,5
Тантал Ta (Tantal)	180	3269	16,65
Железо Fe (Iron)	55,85	1535	7,85
Золото Au (Aurum)	197	1095	19,32
Платина Pt (Platina)	194,8	1760	21,45

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/м3)
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