Hliník je materiál, po kterém konstruktér sáhne, když záleží na hmotnosti, a číslo za tímto rozhodnutím je hustota: 2,70 g/cm³ pro čistý hliník proti 7,85 g/cm³ pro ocel a 8,96 g/cm³ pro měď. Zhruba třetina oceli, objem za objem – ale jen když je díl na to navržen, protože hliník má také jen třetinu tuhosti.
Jaká je hustota hliníku?
Čistý hliník má při pokojové teplotě hustotu 2,70 g/cm³ (2 700 kg/m³). Běžné slitiny se pohybují mezi 2,63 a 2,85 g/cm³: 5052 na 2,68, 6061 na 2,70, 3003 na 2,73 a 7075 na 2,81. Hmotnost dílu získáte vynásobením objemu v cm³ hustotou: přířez 1 000 cm³ z 6061 váží 2,70 kg a stejný z oceli 7,85 kg. Hustota se mění mírně s teplotou a stavem, ale ne natolik, aby to mělo význam pro hmotnost dílu či náklady na dopravu.
Hustota slitin na výkresech
| Materiál | Hustota (g/cm³) | kg/m³ | Vůči oceli |
|---|---|---|---|
| Hliník 1050 (čistý) | 2,70 | 2 700 | 34 % |
| Hliník 3003 | 2,73 | 2 730 | 35 % |
| Hliník 5052 | 2,68 | 2 680 | 34 % |
| Hliník 6061 | 2,70 | 2 700 | 34 % |
| Hliník 6082 | 2,70 | 2 700 | 34 % |
| Hliník 7075 | 2,81 | 2 810 | 36 % |
| Ocel (uhlíková, DC01) | 7,85 | 7 850 | 100 % |
| Nerez 304 | 8,00 | 8 000 | 102 % |
| Měď C11000 | 8,96 | 8 960 | 114 % |
| Mosaz (CuZn37) | 8,44 | 8 440 | 108 % |
Převod hustoty na hmotnost dílu
Hmotnost je objem krát hustota a u lisovaného či taženého dílu pochází objem z přířezu, ne z hotové geometrie: tloušťka plechu krát rozvinutá plocha, mínus odstřižený odpad. Proto je využití materiálu a hmotnost stejná debata. U taženého pouzdra se vyplatí počítat z přířezu, protože stěna se ztenčuje a příruba tloustne.
Co hustota hliníku přináší a co ne
- Hmotnost: ano – třetina hmoty při stejném objemu.
- Tuhost: ne – modul pružnosti je asi třetina oceli, takže díl řízený průhybem často potřebuje silnější průřez.
- Doprava a balení – lehčí díl se levněji posílá.
- Cena za kilogram – hliník je dražší na kilogram než ocel, takže úspora musí přijít z hmotnosti nebo odolnosti.
Časté převody
| Jednotka | Hliník | Ocel |
|---|---|---|
| g/cm³ | 2,70 | 7,85 |
| kg/m³ | 2 700 | 7 850 |
| kg na m² při 1 mm | 2,70 | 7,85 |
Klíčový bod
Pro první výpočet hmotnosti použijte 2,70 g/cm³ pro slitiny hliníku, 2,68 pro 5052 a 2,81 pro 7075, a 8,96, 8,44 a 7,85 pro měď, mosaz a ocel. U tažených dílů počítejte z přířezu.
Časté dotazy
Jaká je hustota hliníku v kg/m3?
2 700 kg/m³ pro čistý hliník. Běžné slitiny od 2 630 do 2 850 kg/m³.
Je hliník lehčí než ocel?
Ano, objemově: 2,70 proti 7,85 g/cm³, tedy asi třetina hmotnosti.
Jaká je hustota hliníku 6061?
2,70 g/cm³, prakticky stejně jako čistý hliník pro výpočty.
Jaká je hustota mědi?
8,96 g/cm³ pro čistou měď C11000, asi 3,3krát víc než hliník.
Normy a zdroje
- ČSN EN 573-3 – Hliník a slitiny hliníku: chemické složení a tvar výrobku.
- ASTM B209 – Standard Specification for Aluminum and Aluminum-Alloy Sheet and Plate.
- ČSN EN 10088-1 – Korozivzdorné oceli (pro srovnání).
- ČSN EN 10025-2 – Válcované výrobky z konstrukčních ocelí.
Hodnoty hustoty jsou materiálové konstanty při pokojové teplotě (20 °C); legující prvky je posouvají o několik procent.