فولاد، بهعنوان یکی از پرکاربردترین فلزات در صنایع مختلف، نقشی حیاتی در ساختوساز و مهندسی ایفا میکند. در این میان، چگالی فولاد یا دانسیته آن بهعنوان پارامترهایی کلیدی، در محاسبات و برآوردهای فنی از اهمیت بالایی برخوردار است. البته در این میان دانستن چگالی آهن و فولاد ضدزنگ نیز به دلیل استفاده زیاد از آنها، اهمیت بالایی دارد.
دانستن چگالی فولاد و سایر آلیاژهای پرمصرف، به مهندسان و سازندگان کمک میکند تا وزن سازههای فلزی را بهدرستی تخمین بزنند. این امر در ساخت بناهایی سبک و مقاوم، که از لحاظ اقتصادی نیز مقرونبهصرفه باشند، نقشی اساسی دارد. بهطورکلی چگالی فولاد بین ۷۷۵۰ الی ۸۰۵۰ کیلوگرم بر مترمکعب برآورد میشود. در این مقاله، به بررسی چگالی فولاد، نحوه محاسبه چگالی فولاد و وزن مخصوص انواع فولاد میپردازیم.
محتوا
تفاوت وزن مخصوص فلزات با چگالی چیست؟
بسیاری تصور میکنند که وزن مخصوص فلزات با چگالی یکسان است؛ اما اینطور نیست! زمانی که از وزن مخصوص فلزات صحبت میکنیم، منظورمان نسبت بین وزن به حجم است. اما زمانی که از چگالی هر فلز صحبت میکنیم؛ منظورمان نسبت جرم به حجم است نه وزن به جرم.
فولاد چیست؟
فولاد، آلیاژی از آهن و کربن است که به دلیل استحکام، انعطافپذیری و مقاومت بالا در برابر خوردگی، یکی از پرمصرفترین فلزات در جهان به شمار میرود. سابقه استفاده از فولاد به دوران باستان بازمیگردد و از آن برای ساخت ابزارآلات، سلاح و ادوات جنگی استفاده میشده است.
امروزه از فولاد در صنایع مختلفی ازجمله ساختمانسازی، خودروسازی، لوازم خانگی و … استفاده میشود. تنوع گریدها و آلیاژهای مختلف فولاد، آن را به مادهای ایدهآل برای کاربردهای گوناگون تبدیل کرده است. اگر میخواهید بهطور کامل با این آلیاژ گرانبها و کاربردهایش آشنا شوید؛ حتماً سری به مقاله «فولاد چیست» بزنید.
چگالی فولاد چقدر است؟
برای محاسبه چگالی فولاد باید جرم آن را به حجم آن تقسیم کنیم. محاسبه حجم قطعات فولادی که شکل ظاهری خاصی مانند کره یا مکعب و… ندارند راحت نیست؛ برای همین با دانستن چگالی فولاد و اندازهگیری جرم قطعه فولاد ریختهگری شده، میتوانید حجم آن را به سادگی محاسبه نمایید.
چگالی فولاد بر اساس آلیاژهای بهکاررفته در آن، متفاوت است. اما بهطورکلی چگالی فولاد بین ۷۷۵۰ الی ۸۰۵۰ کیلوگرم بر مترمکعب برآورد شده است.
چگالی فولاد بیشتر است یا آهن؟
فولاد، آلیاژی از آهن است که با افزودن کربن به آن به دست میآید. مقدار کربن در فولاد بین ۰.۲ تا ۲.۱ درصد متغیر است که بهطور قابلتوجهی بر خواص آن مانند استحکام، سختی و شکلپذیری تأثیر میگذارد. در مقایسه با آهن، فولاد از استحکام و سختی بهمراتب بالاتری برخوردار است. همچنین قابلیت شکلپذیری بیشتری دارد که امکان فرمدهی و ساخت انواع قطعات و سازهها با استفاده از آن را فراهم میکند.
فولاد در طبیعت بهصورت مجزا یافت نمیشود و از طریق فرآوری سنگ آهن و افزودن کربن به آن به دست میآید. چگالی فولاد با توجه به نوع آلیاژ آن بین ۷۷۵۰ تا ۸۰۵۰ کیلوگرم بر متر مکعب متغیر است که کمی از چگالی آهن (۷۸۶۰ کیلوگرم بر متر مکعب) بیشتر است.
وزن مخصوص انواع فولاد
فولاد به دلیل تنوع و کاربردهای فراوان، در اشکال مختلفی مانند تیرآهن، نبشی، میلگرد، ورق و … عرضه میشود. هرکدام از این محصولات بر اساس استانداردهای مشخصی تولید میشوند و وزن مخصوص خاص خود را دارند. وزن مخصوص انواع فولاد در کیفیت و استحکام نهایی سازه تأثیرگذار بوده و از اهمیت بالایی برخوردار است.
متالکست بهعنوان مرجعی تخصصی در زمینه آهن و فولاد، با ارائه جدول وزن مخصوص انواع فولاد، به شما در انتخاب مصالحی متناسب با نیازتان یاری میرساند. همچنین با عرضه محصولات فولادی در کارگاه ریختهگری با بالاترین کیفیت و مطابق با استانداردهای جهانی، ساخت و سازی ایمن و مطمئن را برای شما رقم میزند.
وزن مخصوص انواع فولاد کربنی
وزن مخصوص انواع فولاد کربنی به شرح زیر است:
| وزن مخصوص فولاد نرم | حدود ۷.۸۵ گرم بر سانتیمتر مکعب |
| فولاد کربنی متوسط | حدود ۷.۸۵ گرم بر سانتیمتر مکعب |
| فولاد کربنی بالا | حدود ۷.۸۵ گرم بر سانتیمتر مکعب |
وزن مخصوص انواع فولاد ضد زنگ
وزن مخصوص فولاد ضد زنگ به شرح زیر است:
| سری ۳۰۰ | حدود ۸.۰۰ گرم بر سانتیمتر مکعب |
| سری ۴۰۰ | حدود ۷.۷۵ گرم بر سانتیمتر مکعب |
وزن مخصوص انواع فولاد آلیاژی
وزن مخصوص انواع فولاد آلیاژی به شرح زیر است:
| فولاد کروم-مولیبدن | حدود ۷.۸۰ گرم بر سانتیمتر مکعب |
| فولاد نیکل-کروم | حدود ۷.۸۵ گرم بر سانتیمتر مکعب |
وزن مخصوص انواع فولاد ابزار
وزن مخصوص انواع فولاد ابزار به شرح زیر است:
| فولاد ابزار سرد کار | حدود ۷.۷۰ تا ۷.۸۵ گرم بر سانتیمتر مکعب |
| فولاد ابزار گرم کار | حدود ۷.۷۵ تا ۸.۰۰ گرم بر سانتیمتر مکعب |
| فولاد ابزار تندبر | حدود ۸.۰۰ تا ۸.۲۰ گرم بر سانتیمتر مکعب |
عوامل مؤثر در تعیین وزن مخصوص فولاد
- وزن مخصوص فولاد به شتاب گرانشی وابسته است و با تغییر مکان و عوض شدن شتاب گرانشی، ممکن است مقدار آن کاهش یا افزایش پیدا کند.
- از دیگر فاکتورهای دخیل در وزن مخصوص فلزات، دمای آنها است. با افزایش یا کاهش دما، وزن مخصوص فلزات نیز تغییر خواهد کرد.
- فشار نیز میتواند در مقدار وزن مخصوص فولاد دخیل باشد؛ اما تأثیر آن در مقایسه با سایر فاکتورها، بسیار جزئیتر و کمتر است.
- آلیاژهای بکار رفته برای ساخت فولاد و ریزساختارهای آن هم، یکی از مهمترین عوامل در تعیین وزن مخصوص هر فولاد است. شاید این سؤال برایتان پیش بیاید که چطور ریزساختهای یک فولاد را میتوان متوجه شد. «متالوگرافی فولاد» یک آزمایش مهم برای تشخیص خواص فولاد و ریزساختهای آن است.
اگر کنجکاو هستید که بدانید آزمایش متالوگرافی فولاد، چطور انجام میشود و چه مراحلی دارد؛ میتوانید مقاله «متالوگرافی فولاد» را بخوانید.
سخن پایانی
دانستن وزن مخصوص و چگالی فولاد، نقشی حیاتی در کیفیت نهایی قطعات ریختهگری شده ایفا میکند. با این حال، به دلیل تنوع ترکیبات در آلیاژها، محاسبه دقیق این پارامترها کار آسانی نبوده و نیازمند تخصص و دانش کافی است.
مجموعه متالکست با بهرهگیری از کارشناسان مجرب و متخصص در زمینه ریختهگری فلزات، آماده ارائه خدمات تخصصی و دقیق در این حوزه به شما عزیزان است. ما با محاسبه دقیق وزن مخصوص و چگالی آلیاژ مورد نظر شما، فرآیندی ایدهآل برای ریختهگری فولاد را رقمزده و کیفیتی بینظیر را به شما ارائه میدهیم. شما صنعتگران محترم میتوانید سفارشهای خود را از صفحه «کارگاه ریخته گری فولاد» ثبت نمایید.
