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.
| Металл | kg/m3 | g/cm3 | lb/ft3 | к стали |
|---|---|---|---|---|
| Мягкая сталь | 7,850 | 7.85 | 490 | 1.00 |
| Нержавеющая сталь | 8,000 | 8.00 | 500 | 1.02 |
| Алюминий | 2,700 | 2.70 | 169 | 0.34 |
| Медь | 8,960 | 8.96 | 559 | 1.14 |
| Латунь | 8,500 | 8.50 | 531 | 1.08 |
| Бронза | 8,800 | 8.80 | 549 | 1.12 |
| Чугун | 7,200 | 7.20 | 449 | 0.92 |
| Цинк | 7,135 | 7.14 | 445 | 0.91 |
| Титан | 4,500 | 4.50 | 281 | 0.57 |
| Свинец | 11,340 | 11.34 | 708 | 1.44 |
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.