Формула веса металла: сталь, алюминий, нержавейка по профилю

Вес определяет стоимость доставки, выбор крана и бюджет материала. Одна формула покрывает любой металлический профиль — нужна только плотность.

Почему вес считается первым

Сталь продаётся на вес, грузоподъёмность кранов задаётся в тоннах, у грузовиков есть законные лимиты загрузки — так что прежде чем что-то поедет, кто-то умножает объём на плотность. Ошибка на 30% — не погрешность округления: это грузовик, который не может выехать со двора, или балка, которую не поднять.

Формула

Вес = площадь сечения × длина × плотность. Для круглого прутка площадь — π × r²; для трубы — внешний круг минус внутренний (π/4 × (OD² − ID²)); для листа и плиты — просто длина × ширина × толщина. Считайте в метрах и кг/м³ либо в дюймах и фунт/дюйм³ — никогда не смешивайте обе системы в одном расчёте.

Таблица плотности металлов (kg/m3)

Точка отсчёта — сталь: при 7,850 kg/m3 один кубический метр мягкой стали весит 7.85 тонны. Алюминий при 2,700 kg/m3 весит около трети этого, медь при 8,960 kg/m3 чуть тяжелее стали, а свинец при 11,340 kg/m3 — самый тяжёлый металл в этом списке. Полная таблица ниже перечисляет десять металлов, которые охватывает наш Вес металла, в метрических и в имперских единицах.

Металлkg/m3g/cm3lb/ft3к стали
Мягкая сталь7,8507.854901.00
Нержавеющая сталь8,0008.005001.02
Алюминий2,7002.701690.34
Медь8,9608.965591.14
Латунь8,5008.505311.08
Бронза8,8008.805491.12
Чугун7,2007.204490.92
Цинк7,1357.144450.91
Титан4,5004.502810.57
Свинец11,34011.347081.44

Какой металл самый тяжёлый? Какой самый лёгкий?

Свинец (11,340 kg/m3) — безусловно самый тяжёлый из ходовых конструкционных металлов: на 44% плотнее стали и более чем в четыре раза плотнее титана. Если оставить в стороне экзотику, алюминий (2,700 kg/m3) — самый лёгкий металл, который регулярно обрабатывают на станке или сваривают. Весовое соотношение стали и алюминия — примерно 2.9:1, поэтому стальная деталь, спроектированная заново в алюминии, теряет около двух третей веса — именно за это автостроители и авиастроители готовы доплачивать за алюминий.

Сталь, нержавеющая сталь и чугун

Нержавеющая сталь (8,000 kg/m3) плотнее мягкой стали (7,850 kg/m3) едва ли на 2% — коррозионная стойкость обходится почти без прибавки в весе. Чугун при 7,200 kg/m3 благодаря графиту в своём составе на самом деле легче стали в пересчёте на единицу объёма, но чугунная деталь той же формы на практике часто выходит тяжелее: материалу нужны более толстые сечения, чтобы достичь той же прочности.

Медь, латунь и бронза

Медь (8,960 kg/m3) плотнее стали, и многих это удивляет. Её два ходовых сплава стоят чуть ниже: латунь при 8,500 kg/m3 и бронза при 8,800 kg/m3. Если латунная деталь кажется легче стальной, это дизайн, а не физика — деталь просто сделана тоньше, потому что сам материал тяжелее в пересчёте на объём.

Вес на метр: краткая справка

Плотность становится практичной, когда её умножаешь на сечение. Круглый пруток 20 mm имеет сечение 314 mm2, поэтому один метр такого прутка весит 2.47 kg в стали, 2.51 kg в нержавеющей стали, 2.81 kg в меди, 0.85 kg в алюминии и 3.56 kg в свинце. Десять метров этого прутка в стали — это 24.7 kg: достаточно, чтобы спланировать переноску и отгрузку. Вес металла мгновенно считает любую комбинацию диаметра, толщины стенки и материала.

Быстрая проверка прикидкой

Метр стального сплошного прутка 50 мм весит π × 0.025² × 7,850 ≈ 15.4 кг. Лист стальной плиты 2 × 1 м толщиной 3 мм: 2 × 1 × 0.003 × 7,850 ≈ 47 кг. Если ваша цифра сильно расходится с такой прикидкой, проблема обычно в единицах, а не в металле.

Использование плотности для решений по стоимости материала

Умножьте плотность на объём, чтобы получить вес, затем вес на цену за килограмм, чтобы сравнить реальную стоимость материала — одна только плотность это лишь половина картины. Алюминий при вдвое большей цене за килограмм всё равно может выйти дешевле на уровне детали, стоит лишь применить весовое соотношение 2.9:1. Прогоните оба варианта через Вес металла и сравните общие веса до заказа; Таблица веса стали: kg/m для круглого прутка, квадратной трубы, полосы и трубы приводит вес на метр для стандартных размеров прутка, квадратной трубы и трубы.

Пропустите справочную арифметику

Вес металла считает вес прутка, трубы, листа, полосы и профилей в метрической или имперской системе, по всем ходовым металлам, с итогами, которые нужны для заказа и перевозки.

Вес металла Открыть калькулятор линейного раскроя