Чему равна плотность сплава

Плотность металлов и сплавов

В таблице представлена плотность металлов и сплавов, а также коэффициент К отношения их плотности к плотности стали. 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, вольфрам W, галлий Ga, гафний Hf, германий Ge, золото Au, индий In, кадмий Cd, кобальт Co, литий Li, марганец Mn, магний Mg, медь Cu, молибден Mo, натрий Na, никель Ni, олово Sn, палладий Pd, платина Pt, рений Re, родий Rh, ртуть Hg, рубидий Rb, рутений Ru, свинец Pb, серебро Ag, стронций Sr, сурьма Sb, таллий Tl, тантал Ta, теллур Te, титан Ti, хром Cr, цинк Zn, цирконий Zr.

Плотность алюминиевых сплавов и металлической стружки: алюминиевые сплавы: 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 (латуни) 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: бронзы 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: никелевые и медно-никелевые сплавы, 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: сталь конструкционная, 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 плотности воды — 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 платина и золото, соответственно равна 21,5 и 19,3 г/см 3 . Дополнительная информация по плотности и температуре плавления металлов представлена в этой таблице.

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.

Источник:
Цветные металлы и сплавы. Справочник. Издательство «Вента-2». НН., 2001 — 279 с.

Обучающая карточка для самостоятельного решения задач на тему: «Плотность вещества»

«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Самостоятельное решение задач на тему: «Плотность вещества»

Формулы для вычисления

Вспомним формулы , которые связывают плотность, массу и объем:

Не забываем , что решать задачи надо всегда в системе СИ!

Поэтому потренируемся в достаточно сложном переводе единиц измерения :

1 куб. см — это одна миллионная доля метра кубического,

1 куб. дм — это тысячная доля метра кубического,

Существует единица объема — 1 литр.
Эта единица не входит в систему СИ!
Переводим литры в метры кубические:

И не забудем о массе:

Примеры решения задач

Задачи для самостоятельного решения

Определить плотность серной кислоты, если бидон емкостью 35 литров вмещает 63 кг кислоты.

Определить плотность морковки, имеющей массу 42 г и объём 50см 3 .

Какую массу имеет стеклянная пластина объемом 15 куб. дм ?

Какую массу имеет стальная пластина объ ёмом 14 куб. дм?

Металлическая деталь массой 949 г имеет объем 130 куб. дм. Какой это металл?

Чтобы ответить на вопрос задачи, необходимо рассчитать плотность металла, а затем по справочной таблице плотностей (она есть в учебнике) определить, для какого металла характерна вычисленная плотность.

Металлическая деталь массой 8,9 кг и объемом1000 см3. Из какого металла она изготовлена?

Чугунный шар имеет массу 70 кг, а объем 10 куб. дм. Определить, спошной этот шар или полый (с пустотами).

Сплошной шар, т.е. целиком из чугуна, должен иметь плотность, равную плотности чугуна (посмотреть в таблице).

Если у шара внутри есть пустоты, то такой шар называется полым. В этом случае средняя плотность шара должна быть меньше табличной плотности чугуна. Ведь пустоты заполнены воздухом, а он очень легкий.

Рассчитаем по формуле плотность шара и сравним с расчетной!

Медный шар имеет массу 840 г при объеме 120 куб. см. Сплошной этот шар или полый?

Масса чугунной плиты — 64 кг. Определить массу мраморной плиты таких же размеров.

Если читать условия задачи внимательно, то ясно, что объем чугунной плиты равен объему мраморной плиты:

Масса медной чашки 0,6 кг. Определить массу стеклянной чаши таких же размеров.

Бутыль с керосином имеет массу 4 кг. Масса бутыли без керосина составляет 400 г.
Какая масса воды поместится в эту бутыль?

Обратите внимание:
объем бутыли = объему керосина, заполняющего бутыль = объему воды, заполняющей бутыль
Достаточно знать любой из этих объемов!

Банка с молоком имеет массу 1 кг. Масса банки без молока составляет 100 г. Какая масса воды поместится в эту банку?

Емкость цистерны молоковоза составляет 10 куб. м
Сколько рейсов должен сделать молоковоз, чтобы перевезти 30 тонн молока?

Емкость цистерны молоковоза составляет 15 куб. м
Сколько рейсов должен сделать молоковоз, чтобы перевезти 40 тонн молока?

На стройку самосвалом перевезли 400 куб. м песка. Определить грузоподъемность самосвала, если для перевозки всего песка самосвалу понадобилось сделать 50 рейсов.

На стройку самосвалом перевезли 300 куб. м песка. Определить грузоподъемность самосвала, если для перевозки всего песка самосвалу понадобилось сделать 40 рейсов.

Сосновые доски нагружены на платформу и имеют массу 12 тонн. Размер одной доски составляет 500 х 20 х 10 (куб. см). Сколько досок на платформе?

Сосновые доски нагружены на платформу и имеют массу 10 тонн. Размер одной доски составляет 500 х 30 х 10 (куб. см). Сколько досок на платформе?

Сплав состоит из олова массой 2,92 кг и свинца массой 1,13 кг. Какова плотность сплава, если считать, что объем сплава равен сумме объемов его составных частей?

Вычислить плотность сплава можно путем деления его суммы масс его составных частей на его объем. Для начала найдем объём сплава: Vсплава= Vсвинца + Vолова. Vсвинца= m/p, V= 1,12/11300= 0,0001 куб м. Vолова= 2,92/7300= 0,0004 куб. м, Vсплава = 0.0001+0.0004=0.0005 куб м. Плотность сплава = (2,92+1,13)/0.0005=8100 кг/куб.м

Сплав состоит из олова массой 3 кг и свинца массой 1 кг. Какова плотность сплава, если считать, что объем сплава равен сумме объемов его составных частей?

Определить объем оловянного бруска массой 146 г.

Какой объем земли плотностью 2000 кг/м 3 перерабатывает крот за год, если он выносит на поверхность за год до 10 т земли?

Обычная корова дает в год 3–5 тыс. л молока, но существуют и коровы-рекордсменки, от которых надаивают до 20 тыс. л. Мировой рекорд поставила в 1941 г. корова ярославской породы из Вологодской области. За сутки от нее получили 82,15 л молока.

Определите массу молока, надоенную у рекордсменки из Вологодской области за сутки. Плотность молока 1 028 кг/м 3 .

V = 82,15 л = 0,08215 м 3
= 1 028 кг/м 3
m – ?

m = · V
m = 1 028 кг/м 3 · 0,08215 м 3 = 84,45 кг

Ответ : 84,45 кг

Найдите массу стальной детали объёмом 0,002 м³.

Объемы керосина и воды одинаковы. Масса какой жидкости будет больше? Почему?

Воды, потому что ее плотность больше, чем керосина.

Объемы медного и стального бруска одинаковы. Масса какого бруска будет больше? Почему?

Определите массу деревянного бруска из сосны, если его длина 0,4 м, ширина 0,5 м, а высота 0,1 м.

с= 0,1 м
= 400 кг/м 3
m – ?

V =0,4*0,5*0,1=0,02 м 3

m = 400 кг/м 3 *0,02 м 3 = 8 кг

Ответ : 8 кг

Определите массу медного бруска, если его длина 0, 3 м, ширина 0, 4 м, а высота 0,1 м.

Плотность вещества 8,9 г/см 3 . Какова его плотность в кг/м 3 ?

8,9 г/см 3 *0,001/0,000001= 8,9 г/см 3 * 1000= 8900 кг/м 3

Плотность вещества 7,8 г/см 3 . Какова его плотность в кг/м 3 ?

Из какого металла может быть изготовлена деталь, если её масса 3,9 кг, а объем 0,0005 м 3 ?

V = 0,0005 м 3

= m /V
= 3,9 кг/0,0005 м 3 = 7800 кг/м 3

Ответ : 7800 кг/м 3 Из полученного результата следует, что деталь изготовлена из стали/железа.

Металлическая деталь имеет массу 17,8 кг, а объём 0,002 м 3 . Как называется металл, из которого изготовлена деталь?

Свойства металлов

Плотность. Это — одна из важнейших характеристик металлов и сплавов. по плотности металлы делятся на следующие группы:

легкие (плотность не более 5 г/см 3 ) — магний, алюминий, титан и др.:

тяжелые — (плотность от 5 до 10 г/см 3 ) — железо, никель, медь, цинк, олово и др. (это наиболее обширная группа);

очень тяжелые (плотность более 10 г/см 3 ) — молибден, вольфрам, золото, свинец и др.

В таблице 2 приведен значения плотности металлов. (Это и последующие таблицы характеризуют свойства тех металлов, которые составляют основу сплавов для художественного литья).

Таблица 2. Плотность металла.

Температура плавления. В зависимости от температуры плавления металл подразделяют на следующие группы:

легкоплавкие (температура плавления не превышает 600 o С) — цинк, олово, свинец, висмут и др.;

среднеплавкие (от 600 o С до 1600 o С) — к ним относятся почти половина металлов, в том числе магний, алюминий, железо, никель, медь, золото;

тугоплавкие ( более 1600 o С) — вольфрам, молибден, титан, хром и др.

Ртуть относится к жидкостям.

При изготовлении художественных отливок температура плавления металла или сплава определяет выбор плавильного агрегата и огнеупорного формовочного материала. При введении в металл добавок температура плавления, как правило, понижается.

Таблица 3. Температура плавления и кипения металлов.

Удельная теплоемкость. Это количество энергии, необходимое для повышения температуры единицы массы на один градус. Удельная теплоемкость уменьшается с увеличением порядкового номера элемента в таблице Менделеева. Зависимость удельной теплоемкости элемента в твердом состоянии от атомной массы описывается приближенно законом Дюлонга и Пти:

где, m_a — атомная масса; c_m — удельная теплоемкость (Дж/кг * o С).

В таблице 4 приведены значения удельной теплоемкости некоторых металлов.

Таблица 4. Удельная теплоемкость металлов.

Скрытая теплота плавления металлов. Это характеристика (таблица 5 ) наряду с удельной теплоемкости металлов в значительной степени определяет необходимую мощность плавильного агрегата. Для расплавления легкоплавкого металла иногда требуется больше тепловой энергии, чем для тугоплавкого. Например, для нагревания меди от 20 до 1133 o С потребуется в полтора раза меньше тепловой энергии, чем для нагревания такого же количества алюминия от 20 до 710 o C.

Таблица 5. Скрытая теплота металла

Теплоемкость. Теплоемкость характеризует передачу тепловой энергии от оной части тела к другой, а точнее, молекулярной перенос теплоты в сплошной среде, обусловленный наличием градиента температуры. (таблица 6)

Таблица 6. Коэффициент теплопроводности металлов при 20 o С

Качество художественного литья тесно связано с теплопроводностью металла. В процессе выплавке важно не только обеспечить достаточно высокую температуру металла, но и добиться равномерного распределения температуры во всем объеме жидкой ванны. Чем выше теплопроводность, тем равномернее распределена температура. При электродуговой плавке, несмотря на высокую теплопроводность большинства металлов, перепад температуры по сечению ванны достигает 70-80 o С, а для металла с низкой теплопроводностью этот перепад может достигать 200 o С и более.

Благоприятные условия для выравнивания температуры создаются при индукционной плавке.

Коэффициент теплового расширения. Эта величина, характеризующая изменение размеров образца длиной 1 м при нагревании на 1 o С, имеет важное значение при эмальерных работах (таблица 7)

Коэффициенты теплового расширения металлической основы и эмали должны иметь по возможности близкие значения, чтобы после обжига эмаль не растрескивалась. Большинство эмалей, представляющих твердый коэффициент оксидов кремния и других элементов, имеют низкий коэффициент теплового расширения. Как показала практика, эмали очень хорошо держаться на железе, золоте, менее прочно — на меди и серебре. Можно полагать, что титан — весьма подходящий материал для эмалирования.

Таблица 7. Коэффициент теплового расширения металлов.

Отражательная способность. Это — способность металла отражать световые волны определенной длины, которая воспринимает человеческим глазом как цвет (таблице 8). Цвета металла указаны в таблице 9.

Таблица 8. Соответствие между цветом и длиной волны.

Таблица 9. Цвета металлов.

Чистые металлы в декоративно-прикладном искусстве практически не применяются. Для изготовления различных изделий используют сплавы, цветовые характеристики которых значительно отличаются от цвета основного металла.

В течении долгого времени накапливался огромный опыт применения различных литейных сплавов для изготовления украшений, бытовых предметов, скульптур и многих других видов художественного литья. Однако до сих пор еще не раскрыта взаимосвязь между строением сплава и его отражательной способностью.