Mis on alumiiniumi tihedus? Vase tihedus ja erikaal - mõõtühikud, kaalu arvutamine
MÄÄRATLUS
Aine tihedus on selle massi ja ruumala suhe:
M/V, [g/cm3, kg/m3]
Tahke aine tihedus on võrdlusväärtus. Vase tihedus on 9,0 g/cm3. Elementaarses olekus on vask punane metall (joonis 1). Selle kõige olulisemad konstandid on toodud allolevas tabelis:
Tabel 1. Vase füüsikalised omadused.
Vase iseloomustab märkimisväärne tihedus, üsna kõrge sulamistemperatuur ja madal kõvadus. Selle elastsus ja vormitavus on erakordselt kõrged: vaske saab tõmmata 0,001 mm läbimõõduga traadiks (umbes 50 korda peenem kui juuksekarva).
Riis. 1. Vask. Välimus.
Vase leidmine loodusest
Looduse arvukuse poolest jääb vask vastavatest leelismetallidest kaugele maha. Selle sisaldust maakoores hinnatakse umbes 0,003% (massi järgi). Vaske leidub peamiselt väävliühendite kujul ja sagedamini koos teiste metallide väävlimaakidega. Üksikutest vase mineraalidest on olulisemad kalkopüriit (CuFeS 2) ja kalkotsiit (Cu 2 S). Palju väiksema tööstusliku tähtsusega on hapnikku sisaldavad mineraalid – kupriit (Cu 2 O) ja malahhiit ((CuOH) 2 CO 3).
Vase keemiliste omaduste ja tiheduse lühikirjeldus
Vask moodustab paljude metallidega sulameid. Eelkõige on see legeeritud kulla, hõbeda ja elavhõbedaga.
Vase keemiline aktiivsus on madal. Õhus on see pidevalt kaetud tiheda rohekashalli aluseliste süsinikdioksiidi soolade kilega. Tavarõhul ja kuumutamisel ühineb hapnikuga:
4Cu + O2 = 2CuO;
2Cu + O2 = 2CuO.
Ei reageeri vesiniku, lämmastiku ja süsinikuga isegi kõrgetel temperatuuridel.
Tavalistel temperatuuridel ühineb vask aeglaselt halogeenide kloori, broomi ja joodiga:
Cu + Cl2 = CuCl2;
Cu + Br 2 = CuBr 2.
Vask on nõrk redutseerija; ei reageeri vee ja lahjendatud vesinikkloriidhappega. See viiakse hapniku või kaaliumtsüaniidi juuresolekul lahusesse mitteoksüdeerivate hapete või ammoniaakhüdraadiga. Seda oksüdeerivad kontsentreeritud väävel- ja lämmastikhape, aqua regia, kalkogeenid ja mittemetallioksiidid. Reageerib kuumutamisel vesinikhalogeniididega.
Näited probleemide lahendamisest
NÄIDE 1
Harjutus | Kui vase ja raua segu massiga 20 g puututi kokku vesinikkloriidhappe liiaga, eraldus 5,6 liitrit gaasi (nr.). Määrake metallide massiosad segus. |
Lahendus | Vask ei reageeri vesinikkloriidhappega, kuna on metallide aktiivsusreas pärast vesinikku, s.o. Vesiniku vabanemine toimub ainult happe ja raua koostoime tulemusena. Kirjutame reaktsioonivõrrandi: Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2. Leiame vesiniku aine koguse: n(H2) = V(H2)/V_m = 5,6/22,4 = 0,25 mol. Vastavalt reaktsioonivõrrandile: n(H2) = n(Fe) = 0,25 mol. Leiame raua massi: m (Fe) = n (Fe) × M (Fe) = 0,25 × 56 = 14 g. Arvutame metallide massiosad segus: w (Fe) = m (Fe) / m segu = 14/20 = 0,7 = 70%. w(Cu) = 100% - w(Fe) = 100 - 70 = 30%. |
Vastus | Raua massiosa sulamis on 70%, vask - 30%. |
Sellist inimest, kes poleks terve elu kollast metalli näinud, pole olemas. Looduses leidub mitmeid mineraale, mis on välimuselt sarnased kollase metalliga. Aga nagu öeldakse: "kõik, mis sädeleb, pole kuld." Selleks, et väärismetalli teiste materjalidega mitte segi ajada, peate teadma kulla tihedust.
Väärismetalli tihedus
Kulla molekulaarstruktuur.
Väärismetalli üks olulisi omadusi on selle tihedus. Kulla tihedust mõõdetakse kg m3.
Erikaal on kulla jaoks väga oluline omadus. Seda tavaliselt ei võeta arvesse, kuna ehted: sõrmused, kõrvarõngad, ripatsid on väga väikese kaaluga. Kui aga käes hoida kilogrammilist ehtsa kollase metalli valuplokki, on näha, et see on väga raske. Kulla märkimisväärne tihedus muudab selle kaevandamise lihtsamaks. Seega tagab lüüside juures pesemine kõrge kulla taaskasutamise pestud kivimitest.
Kulla tihedus on 19,3 grammi kuupsentimeetri kohta.
See tähendab, et kui võtta teatud kogus väärismetalli, kaalub see peaaegu 20 korda rohkem kui sama maht tavalist vett. Kaheliitrine kuldse liivaga plastpudel kaalub umbes 32 kg. 500 grammist väärismetallist saate välja panna kuubi, mille külg on 18,85 mm.
Erinevate näidiste ja värvide kulla tiheduse tabel.
Algse kulla tihedus on mitu ühikut madalam kui juba puhastatud metallil ja võib varieeruda vahemikus 18–18,5 grammi kuupsentimeetri kohta.
583 kuld on vähem tihe, kuna see sulam koosneb erinevatest metallidest.
Kodus saate kulla tiheduse ise määrata. Selleks peate väärismetalltoote kaaluma tavalistel kaaludel, mille jagamise väärtus peab olema vähemalt 1 gramm. Pärast seda tuleb mahumärgistusega anum täita vedelikuga, antud juhul veega, millesse kaunistus langetada. Tuleb jälgida, et vedelik üle ei voolaks.
Pärast seda mõõdame, kui palju on pärast kuldeseme anumasse langetamist muutunud vedeliku maht. Koolist tuntud spetsiaalse valemi abil arvutame tiheduse: mass jagatud mahuga.
Tuleb meeles pidada, et väärismetalltoode ei ole valmistatud puhtast kullast, mistõttu on vaja sulamiproovi tihedust kohandada.
Kuidas eristada tõelist kollast metalli võltsist
Hetkel on nii Venemaa kui välisturgudel väga suur võltskulla protsent. On suur oht osta kullast ehteid, mis sisaldavad kuni 5% väärismetallist või ilma selleta. Põhireeglid kulla ostmisel aitavad teil vältida pettuse tunnet.
Esiteks peaksite toodet hoolikalt vaatama. Sellel peab olema näidis. Lisaks ei tohiks see koosneda kõveratest numbritest ega udustest märkidest. Vastasel juhul on see esimene märk võltsimisest.
Kullatoodete ühtse osariigi tunnusmärgi näidis.
Järgmine võltsingu tunnus on väärismetallist ehte tagakülg. See peab olema sama hästi teostatud kui esikülg, muidu on tegemist ebakvaliteetse tootega. Toote kvaliteeti on võimalik määrata ka sellise tunnuse nagu kullatihedus abil, kuid sellist katset poes läbi viia on võimatu.
Selle määramiseks on ka viis, mida nimetatakse tugevustestiks. Tõsi, alati ei ole võimalik kullast eset müüja silme all ära kriimustada, mistõttu seda meetodit rakendada ei saa.
Joodi test.
Järgmised keemilised meetodid võivad olla head viisid toote kvaliteedi määramiseks. Kollasele metallist ehtele võid tilgutada veidi joodi. Kui täpp on tumedat värvi, võime julgelt rääkida pakutava toote kvaliteedist. Abiks võib olla ka lauaäädikas. Kui pärast kolme selles veedetud minutit on väärismetall tumenenud, võite toote ohutult prügimäele viia.
Kuldkloriid võib olla kvaliteedi määramisel suureks abiks. Keemiakursusest sai teada mitte ainult kulla tihedus, vaid ka asjaolu, et see ei saa osaleda keemilistes reaktsioonides. Seega, kui pärast kuldkloriidi väärismetallile kandmist hakkab see riknema, on see tõeline võlts ja peaks kuuluma prügikasti.
Üks parimaid viise võltsitud kaupade ostmise eest kaitsmiseks on väärismetalltoodete ostmine tuntud spetsialiseeritud kauplustes.
Sel juhul on tõenäoline, et ostetakse tõeliselt kvaliteetne toode. Kuigi nende hind on pisut kõrgem kui erinevates poodides ja turgudel, on kvaliteet seda väärt. Vastasel juhul võite osta võltsitud toote ja kahetseda säästetud raha.
Kaksikud kullast
Looduses leidub mitmeid metalle, millel on kullaga sama tihedus. Need on uraan, mis on radioaktiivne, ja volfram. See on odavam kui kollane metall, kuid volframi ja kulla tihedus on peaaegu sama, vahe on kolm kümnendikku. Volframi eristab kullast see, et sellel on erinev värv ja see on palju kõvem kui kollane metall. Puhas kuld on väga pehme ja seda saab kergesti küünega kriimustada.
Seest volframiga täidetud võltskullaplaat.
Asjaolu, et elementide, nagu volfram ja kuld, tihedus on sama, on võltsijate jaoks väga atraktiivne. Need asendavad kullakangid sarnase tiheduse ja kaaluga volframiga ning katavad pealt õhukese väärismetallikihiga. Samas muudab kollase metalli kõrge hind volframi noorte seas populaarsemaks. Volframtooted on palju odavamad ja kriimustuskindlamad.
Plii tihedus
Mida puhtam kuld, seda vähem kõva see on, nii et vanasti hammustati katsetamiseks kollast metalli. See meetod on ebausaldusväärne. Ehted võivad olla pliist, kaetud väga õhukese kullakihiga. Pliil on ka pehme struktuur. Võite proovida ehet kriimustada valest küljest ja väga õhukese väärismetallikihi alt võib leida mitteväärismetalli.
Perioodilise tabeli elemendi - plii ja selle venna - kulla tihedus on erinev. Plii tihedus on palju väiksem kui kullal ja on 11,34 grammi kuupsentimeetri kohta. Seega, kui võtta sama mahuga kollane metall ja plii, on kulla mass palju suurem kui plii oma.
Valge kuld on kollase väärismetalli sulam plaatina või muude metallidega, mis annavad sellele valge, õigemini mati hõbedase värvi. Igapäevaelus on arvamus, et "valge kuld" on üks plaatina nimetusi, kuid see pole nii. Seda tüüpi kuld maksab veidi rohkem kui tavaliselt. Välimuselt on valge metall sarnane hõbedale, mis on palju odavam. Perioodilise tabeli selliste elementide nagu kuld ja hõbe tihedus on erinev. Kuidas eristada valget kulda hõbedast? Nendel väärismetallidel on erinev tihedus.
Hõbe on kõige vähem tihe materjal kõigist artiklis käsitletutest.
Kulla tihedus on suurem kui hõbeda tihedus. Selle tihedus on 10,49 grammi kuupsentimeetri kohta. Hõbe on palju pehmem kui valge metall. Seega, kui jooksed hõbeeseme üle valge lehe, jääb märk alles. Kui teete sama valge väärismetalliga, ei jää jälgegi.
Vase (puhta), mille pind on punaka varjundiga ja murdekohal roosaka varjundiga, tihedus on suur. Sellest tulenevalt on sellel metallil ka märkimisväärne erikaal. Tänu ainulaadsetele omadustele, eelkõige suurepärastele elektrilistele omadustele, kasutatakse vaske aktiivselt elektroonika- ja elektrisüsteemide elementide, aga ka muuks otstarbeks mõeldud toodete tootmiseks. Lisaks puhtale vasele on paljudes tööstusharudes suur tähtsus ka selle mineraalidel. Vaatamata sellele, et selliseid mineraale on looduses rohkem kui 170 liiki, on neist vaid 17 leidnud aktiivset kasutust.
Vase tiheduse väärtus
Selle metalli tihedus, mida saab vaadata spetsiaalses tabelis, on 8,93 * 10 3 kg/m 3. Tabelis on näha veel üks, tihedusest mitte vähem oluline, vasele iseloomulik: selle erikaal, mis on samuti 8,93, kuid mõõdetuna grammides cm 3 kohta. Nagu näete, langeb vase puhul selle parameetri väärtus kokku tiheduse väärtusega, kuid ärge arvake, et see on tüüpiline kõigile metallidele.
Selle ja mis tahes muu metalli tihedus, mõõdetuna kg/m3, mõjutab otseselt sellest materjalist valmistatud toodete massi. Kuid vasest või selle sulamitest, näiteks messingist, tulevase toote massi määramiseks on mugavam kasutada nende erikaalu väärtust, mitte tihedust.
Erikaalu arvutamine
Tänapäeval on mitte ainult tiheduse, vaid ka erikaalu mõõtmiseks ja arvutamiseks välja töötatud palju meetodeid ja algoritme, mis võimaldavad seda olulist parameetrit määrata ka ilma tabelite abita. Teades erikaalu, mis erineb erinevatel ja puhastel metallidel, ning tiheduse väärtust, saate efektiivselt valida materjalid etteantud parameetritega detailide valmistamiseks. Väga oluline on selliseid meetmeid läbi viia selliste seadmete projekteerimisetapis, milles on kavas kasutada vasest ja selle sulamitest valmistatud osi.
Erikaal, mille väärtus (nagu ka tihedus) on tabelist näha, on kas metallist või muust homogeensest materjalist valmistatud toote massi ja selle mahu suhe. Seda seost väljendatakse valemiga γ = P/V, kus täht γ tähistab erikaalu.
Erikaalu ja tihedust, mis on oma olemuselt metalli erinevad omadused, ei tohiks segi ajada, kuigi neil on vase puhul sama tähendus.
Teades vase erikaalu ja kasutades selle väärtuse arvutamiseks valemit γ = P/V, saate määrata erineva ristlõikega vasktooriku massi. Selleks on vaja korrutada vase erikaalu väärtus ja vaadeldava tooriku maht, mida pole eriti keeruline arvutustega määrata.
Erikaalu ühikud
Erinevates mõõtesüsteemides kasutatakse vase erikaalu väljendamiseks erinevaid ühikuid.
- GHS-süsteemis mõõdetakse seda parameetrit 1 dyne/cm3.
- SI-süsteemis kasutatakse mõõtühikut 1n/m3.
- MKSS-süsteem kasutab mõõtühikut 1 kg/m 3.
Kui teil on selle vase või selle sulamite parameetri jaoks erinevad mõõtühikud, siis pole neid keeruline üksteiseks teisendada. Selleks võite kasutada lihtsat teisendusvalemit, mis näeb välja selline: 0,1 dyne/cm3 = 1 n/m3 = 0,102 kg/m3.
Arvutage kaal, kasutades erikaalu väärtust
Tooriku massi arvutamiseks peate määrama selle ristlõikepindala ja korrutama selle detaili pikkuse ja erikaaluga.
Näide 1:Arvutame välja vase-nikli sulamist MNZH5-1 varda, mille läbimõõt on 30 millimeetrit ja pikkus 50 meetrit, kaal.
Arvutame ristlõike pindala valemiga S = πR 2, seega: S = 3,1415 15 2 = 706,84 mm 2 = 7,068 cm 2
Teades vase-nikli sulami MNZH5-1 erikaalu, mis on 8,7 g/cm 3, saame: M = 7,068 8,7 5000 = 307458 grammi = 307,458 kg
Näide 2Arvutame 28 vasesulami M2 lehe massi, mille paksus on 6 mm ja mõõtmed 1500x2000 mm.
Ühe lehe maht on: V = 6 1500 2000 = 18000000 mm 3 = 18000 cm 3
Nüüd, teades, et 1 cm 3 M3 vase erikaal on 8,94 g/cm 3, saame teada ühe lehe massi: M = 8,94 18000 = 160920 g = 160,92 kg
Kõigi 28 valtsitud lehe mass on: M = 160,92 · 28 = 4505,76 kg
Näide 3:Arvutame BrNHK vasesulamist valmistatud kandilise varda kaalu pikkusega 8 meetrit ja külje läbimõõduga 30 mm.
Määrame kogu valtsitud toote mahu: V = 3 3 800 = 7200 cm 3
Määratud kuumuskindla sulami erikaal on 8,85 g/cm 3, seega on valtsitud toote kogukaal: M = 7200 · 8,85 = 63720 grammi = 63,72 kg
Inimesed on vaske igapäevaelus kasutanud iidsetest aegadest peale. Kaasaegse inimese jaoks on väga oluline parameeter selle tihedus ja erikaal.
Neid andmeid kasutatakse materjalide koostise arvutamisel erinevate kommunikatsioonide, osade, toodete ja komponentide tootmisel tehnikatööstuses.
Põhiteave vase kohta
Vask on kõige levinum värviline metall. See sai oma nime ladina keeles - Cuprum - Küprose saare auks. Seal kaevandasid seda vanad kreeklased tuhandeid aastaid tagasi. Ajaloolased mõtlesid välja isegi vaseajastu, mis kestis 4.–5. sajandil eKr. e. Sel ajal valmistasid populaarsest metallist inimesed:
- relv;
- nõud;
- kaunistused;
- mündid.
Tabelis D.I. Mendelejev, see on 29. kohal. Sellel elemendil on ainulaadsed omadused - füüsikalised, keemilised ja mehaanilised. Iidsetel aegadel võis vaske leida looduslikust keskkonnast tükikeste kujul, mõnikord väga suurte mõõtmetega. Inimesed kuumutasid kivi lahtisel tulel ja jahutasid seda siis järsult. Selle tulemusena pragunes, mis võimaldas metalli taastada. See lihtne tehnoloogia võimaldas alustada populaarse elemendi väljatöötamist.
Omadused
Vask on roosaka varjundiga punaka värvi värviline metall, millel on suur tihedus. Looduses on rohkem kui 170 tüüpi mineraale, mis sisaldavad Cuprumit. Ainult 17 neist läbivad selle elemendi tööstusliku kaevandamise. Suurem osa sellest keemilisest elemendist sisaldub maagi metallides:
- kaltsiit - kuni 80%;
- broniit - kuni 65%;
- Kovelin - kuni 64%.
Nendest mineraalidest rikastatakse ja sulatatakse vaske. Värvilise metalli eristavad omadused on kõrge soojusjuhtivus ja elektrijuhtivus. See hakkab sulama temperatuuril 1063 o C ja keeb 2600 o C juures. Cuprumi kaubamärk sõltub tootmismeetodist. Metalli juhtub:
- külmtõmmatud;
- laenutus;
- valatud.
Igal tüübil on oma spetsiaalsed parameetrilised arvutused, mis iseloomustavad nihkekindluse astet, deformatsiooni koormuste ja surve mõjul, samuti materjali tõmbeelastsust.
Värviline metall oksüdeerub kuumutamisel aktiivselt. Temperatuuril 385 o C tekib vaskoksiid. Selle sisaldus vähendab teiste metallide soojusjuhtivust ja elektrijuhtivust. Niiskusega suheldes moodustab metall kupriiti ja happelise keskkonnaga vitriooli.
Oma omaduste tõttu kasutatakse seda keemilist elementi aktiivselt elektri- ja elektroonikasüsteemide ning paljude muude toodete tootmisel muuks otstarbeks. Kõige olulisem omadus on selle tihedus on 1 kg m 3 kohta, kuna seda indikaatorit kasutatakse toodetava toote massi määramiseks. Tihedus näitab massi ja kogumahu suhet.
Kõige tavalisem tihedusühikute mõõtmise süsteem on 1 kilogramm m3 kohta. Vase puhul on see näitaja 8,93 kg/m3. Vedelas vormis on tihedus 8,0 g/cm 3 . Üldine tihedus võib varieeruda sõltuvalt metalli tüübist, mis sisaldab erinevaid lisandeid. Sel eesmärgil kasutatakse aine erikaalu. See on vaske sisaldavate materjalide tootmisel väga oluline omadus. Erikaal iseloomustab vase massi suhet sulami kogumahus.
Vase erikaal on 8,94 g/cm3. Vase eritiheduse ja kaalu parameetrid on samad, kuid selline kokkulangevus ei ole tüüpiline teistele metallidele. Erikaal on väga oluline mitte ainult seda sisaldavate toodete valmistamisel, vaid ka vanaraua töötlemisel. Materjalide ratsionaalseks valimiseks toodete valmistamiseks on palju tehnikaid. Rahvusvahelistes SI-süsteemides väljendatakse erikaalu parameetrit njuutonites 1 ruumalaühiku kohta.
On väga oluline teha kõik arvutused seadmete ja mehhanismide projekteerimisetapis. Erikaal ja kaal on erinevad väärtused, kuid neid kasutatakse tingimata erinevate Cuprumit sisaldavate osade toorikute massi määramiseks.
Kui võrrelda vase ja alumiiniumi tihedust, näeme suurt erinevust. Alumiiniumi puhul on see näitaja toatemperatuuril 2698,72 kg/m 3. Kuid temperatuuri tõustes muutuvad parameetrid erinevaks. Kui alumiinium muutub kuumutamisel vedelaks, jääb selle tihedus vahemikku 2,55–2,34 g/cm 3 . Indikaator sõltub alati legeerelementide sisaldusest alumiiniumisulamites.
Metallisulamite tehnilised näitajad
Levinumad vasepõhised sulamid peetakse messingit ja pronksi. Nende koostis on moodustatud ka muudest elementidest:
- tsink;
- nikkel;
- tina;
- vismut.
Kõik sulamid erinevad struktuuri poolest. Tina olemasolu koostises võimaldab toota suurepärase kvaliteediga pronksisulameid. Odavamate sulamite hulgas on nikkel või tsink. Toodetud materjalid Cuprumi baasil on järgmised omadused:
- kõrge elastsus ja kulumiskindlus;
- elektrijuhtivus;
- vastupidavus agressiivsele keskkonnale;
- madal hõõrdetegur.
Vasepõhiseid sulameid kasutatakse laialdaselt tööstuslikus tootmises. Neid kasutatakse nõude, ehete, elektrijuhtmete ja küttesüsteemide tootmiseks. Cuprumiga materjale kasutatakse sageli majade fassaadi kaunistamiseks ja kompositsioonide tegemiseks. Materjali kasutamise peamised omadused on kõrge stabiilsus ja elastsus.
Kõigil metallidel on teatud füüsikalised ja mehaanilised omadused, mis tegelikult määravad nende erikaalu. Et teha kindlaks, kui sobiv konkreetne musta või roostevaba terase sulam on tootmiseks, arvutatakse valtsmetalli erikaal. Kõik metalltooted, millel on sama maht, kuid mis on valmistatud erinevatest metallidest, näiteks rauast, messingist või alumiiniumist, on erineva massiga, mis sõltub otseselt selle mahust. Teisisõnu, sulami ruumala ja selle massi suhe – eritihedus (kg/m3) on konstantne väärtus, mis on antud ainele iseloomulik. Sulami tihedus arvutatakse spetsiaalse valemi abil ja see on otseselt seotud metalli erikaalu arvutamisega.
Metalli erikaal on selle aine homogeense keha massi ja metalli ruumala suhe, s.o. see on tihedus, teatmeteostes mõõdetakse seda kg/m3 või g/cm3. Siit saate arvutada metalli massi väljaselgitamise valemi. Selle leidmiseks peate korrutama võrdlustiheduse väärtuse mahuga.
Tabelis on toodud värviliste metallide ja musta raua tihedused. Tabel on jagatud metallide ja sulamite rühmadeks, kus iga nimetuse all on märgitud GOST-i järgi klass ja vastav tihedus g / cm3, sõltuvalt sulamistemperatuurist. Eritiheduse füüsikalise väärtuse määramiseks kg/m3 tuleb tabelis toodud väärtus g/cm3 korrutada 1000-ga. Nii saad näiteks teada, milline on raua tihedus – 7850 kg/m3.
Kõige tüüpilisem mustmetall on raud. Tiheduse väärtust - 7,85 g/cm3 võib pidada rauapõhise musta metalli erikaaluks. Mustmetallide hulgas on tabelis raud, mangaan, titaan, nikkel, kroom, vanaadium, volfram, molübdeen ja nendel põhinevad rauasulamid, näiteks roostevaba teras (tihedus 7,7-8,0 g/cm3), must teras (tihedus 7,85 g /cm3) kasutatakse peamiselt malmi (tihedus 7,0-7,3 g/cm3). Ülejäänud metalle peetakse värvilisteks metallideks, aga ka nendel põhinevateks sulamiteks. Tabelis olevad värvilised metallid hõlmavad järgmist:
− kerge - magneesium, alumiinium;
− väärismetallid (väärismetallid) – plaatina, kuld, hõbe ja poolvääriskisvask;
− madalsulavad metallid – tsink, tina, plii.
Värviliste metallide erikaal
Tabel. Metallide erikaal, omadused, metallide tähistused, sulamistemperatuur |
|||
Metalli nimetus, tähistus |
Aatomi kaal | Sulamistemperatuur, °C | Erikaal, g/cc |
Tsink Zn (tsink) | 65,37 | 419,5 | 7,13 |
Alumiinium Al | 26,9815 | 659 | 2,69808 |
Plii Pb (plii) | 207,19 | 327,4 | 11,337 |
Tin Sn (tina) | 118,69 | 231,9 | 7,29 |
Vask Cu (vask) | 63,54 | 1083 | 8,96 |
Titanium Ti (titaan) | 47,90 | 1668 | 4,505 |
Nikkel Ni (nikkel) | 58,71 | 1455 | 8,91 |
Magneesium (magneesium) | 24 | 650 | 1,74 |
Vanaadium V | 6 | 1900 | 6,11 |
Volfram W (Wolframium) | 184 | 3422 | 19,3 |
Chrome Cr (Chromium) | 51,996 | 1765 | 7,19 |
Molübdeen Mo (Molybdaenum) | 92 | 2622 | 10,22 |
Silver Ag (Argentum) | 107,9 | 1000 | 10,5 |
tantaal ta (tantal) | 180 | 3269 | 16,65 |
Raud Fe (raud) | 55,85 | 1535 | 7,85 |
Gold Au (Aurum) | 197 | 1095 | 19,32 |
Platinum Pt (Platina) | 194,8 | 1760 | 21,45 |
Värviliste metallide toorikute valtsimisel on vaja täpselt teada ka nende keemilist koostist, kuna sellest sõltuvad nende füüsikalised omadused.
Näiteks kui alumiinium sisaldab räni või raua lisandeid (isegi 1% piires), on sellise metalli plastilised omadused palju halvemad.
Teine nõue värviliste metallide kuumvaltsimisel on metalli ülitäpne temperatuuri reguleerimine. Näiteks tsink nõuab valtsimisel rangelt 180-kraadist temperatuuri - kui see on veidi kõrgem või madalam, kaotab kapriisne metall järsult oma elastsuse.
Vask on temperatuuritruum (võib valtsida 850 – 900 kraadi juures), kuid see eeldab, et sulatusahjus peab olema oksüdeeriv (kõrge hapnikusisaldusega) atmosfäär – muidu muutub see rabedaks.
Metallisulamite erikaalu tabel
Metallide erikaal määratakse kõige sagedamini laboritingimustes, kuid puhtal kujul kasutatakse neid ehituses väga harva. Palju sagedamini kasutatakse värviliste metallide ja mustade metallide sulameid, mis erikaalu järgi jagunevad kergeteks ja rasketeks.
Kaasaegne tööstus kasutab kergsulameid nende suure tugevuse ja heade mehaaniliste omaduste tõttu kõrgel temperatuuril. Selliste sulamite peamised metallid on titaan, alumiinium, magneesium ja berüllium. Kuid magneesiumil ja alumiiniumil põhinevaid sulameid ei saa kasutada agressiivses keskkonnas ja kõrgel temperatuuril.
Rasked sulamid põhinevad vasel, tinal, tsingil ja pliil. Rasketest sulamitest kasutatakse paljudes tööstusharudes pronksi (vasesulam alumiiniumiga, vase sulam tina, mangaani või rauaga) ja messingit (tsingi ja vase sulam). Nendest sulamitest toodetakse arhitektuurseid osi ja sanitaarseadmeid.
Allolev viitetabel näitab enamlevinud metallisulamite peamised kvaliteedinäitajad ja erikaal. Loetelu sisaldab andmeid peamiste metallisulamite tiheduse kohta ümbritseva õhu temperatuuril 20 °C.
Metallisulamite loetelu |
Sulamite tihedus |
Admiraliteedi messing – Admiraliteedi messing (30% tsinki ja 1% tina) |
8525 |
Alumiiniumpronks – Alumiiniumpronks (3-10% alumiiniumi) |
7700 - 8700 |
Babbitt – hõõrdumisvastane metall |
9130 -10600 |
Berüllium pronks (berüllium vask) - Berüllium vask |
8100 - 8250 |
Delta metall - Delta metall |
8600 |
Kollane messing – kollane messing |
8470 |
Fosforpronks - Pronks - fosfor |
8780 - 8920 |
Tavalised pronksid – pronks (8-14% Sn) |
7400 - 8900 |
Inconel – Inconel |
8497 |
Incoloy |
8027 |
Sepistatud raud |
7750 |
Punane messing (madala tsingisisaldusega) – punane messing |
8746 |
Messing, valamine - Messing - valamine |
8400 - 8700 |
Messing , rent - Messing - valtsitud ja tõmmatud |
8430 - 8730 |
Kopsud sulamid alumiinium – Al-põhine kergsulam |
2560 - 2800 |
Kopsud sulamid magneesium – Mg-põhine kergsulam |
1760 - 1870 |
Mangaani pronks |
8359 |
Cupronickel - Cupronickel |
8940 |
Monel |
8360 - 8840 |
Roostevaba teras |
7480 - 8000 |
Nikkelhõbe – niklihõbe |
8400 - 8900 |
Joote 50% tina/50% plii - Joote 50/50 Sn Pb |
8885 |
Kerge hõõrdumisvastane sulam valulaagrite jaoks = |
7100 |
Plii pronks, pronks - plii |
7700 - 8700 |
Süsinikteras – teras |
7850 |
Hastelloy – Hastelloy |
9245 |
Malm - malm |
6800 - 7800 |
Electrum (kulla-hõbeda sulam, 20% Au) - Electrum |
8400 - 8900 |
Tabelis toodud metallide ja sulamite tihedus aitab teil toote kaalu arvutada. Osa massi arvutamise meetod on selle ruumala arvutamine, mis seejärel korrutatakse materjali tihedusega, millest see on valmistatud. Tihedus on ühe kuupsentimeetri või kuupmeetri metalli või sulami mass. Valemite abil kalkulaatoris arvutatud massiväärtused võivad tegelikest mitme protsendi võrra erineda. Seda mitte sellepärast, et valemid poleks täpsed, vaid selles, et elus on kõik veidi keerulisem kui matemaatikas: täisnurgad pole päris õiged, ringid ja kerad ei ole ideaalsed, tooriku deformatsioon painutamisel, reljeefsel ja vasardamisel viib selle paksuse ebatasasused ja võite loetleda veel hulga kõrvalekaldeid ideaalsest. Viimase löögi meie täpsuse soovile annab lihvimine ja poleerimine, mis toob kaasa toote ettearvamatu kaalukaotuse. Seetõttu tuleks saadud väärtusi käsitleda soovituslikena.