Ağırlık önemli olduğunda tasarımcının başvurduğu malzeme alüminyumdur ve bu kararın arkasındaki sayı yoğunluktur: saf alüminyum için 2,70 g/cm³, çelik için 7,85 g/cm³ ve bakır için 8,96 g/cm³. Parça bazında çeliğin yaklaşık üçte biri, ancak parça bunun için tasarlandıysa; çünkü alüminyumun rijitliği de çeliğin üçte biri kadardır.
Alüminyumun yoğunluğu nedir?
Saf alüminyumun oda sıcaklığındaki yoğunluğu 2,70 g/cm³ (2.700 kg/m³ veya 0,098 lb/in³) değerindedir. Ticari alaşımlar katkı elemanlarına göre yaklaşık 2,63 ile 2,85 g/cm³ arasındadır: 5052 için 2,68, 6061 için 2,70, 3003 için 2,73 ve 7075 için 2,81. Bir parçanın ağırlığını bulmak için hacmi (cm³) yoğunlukla çarpın: 6061'den 1.000 cm³ bir parça 2,70 kg gelirken aynı parça çelikte 7,85 kg olur. Yoğunluk sıcaklıkla ve temperle hafifçe değişir, ancak parça ağırlığını, paketleme listesini veya navlun hesabını etkileyecek kadar değil.
Teknik resimlerde sık gördüğümüz alaşımların yoğunluğu
| Malzeme | Yoğunluk (g/cm³) | kg/m³ | Çeliğe göre |
|---|---|---|---|
| Alüminyum 1050 (saf) | 2,70 | 2.700 | 34% |
| Alüminyum 3003 | 2,73 | 2.730 | 35% |
| Alüminyum 5052 | 2,68 | 2.680 | 34% |
| Alüminyum 6061 | 2,70 | 2.700 | 34% |
| Alüminyum 6082 | 2,70 | 2.700 | 34% |
| Alüminyum 7075 | 2,81 | 2.810 | 36% |
| Çelik (yumuşak, DC01) | 7,85 | 7.850 | 100% |
| Paslanmaz 304 | 8,00 | 8.000 | 102% |
| Bakır C11000 | 8,96 | 8.960 | 114% |
| Pirinç (CuZn37) | 8,44 | 8.440 | 108% |
Bakır, pirinç ve çeliğin yoğunluğu: 8,96, 8,44 ve 7,85 g/cm³
Yukarıdaki tablo en sık işlediğimiz metaller için cevabın tamamıdır; pratikte önemli olan bu sayının sonrasında ne yaptığıdır. Bakır 8,96 g/cm³, pirinç 8,44 g/cm³, alüminyum ise 2,70 g/cm³. Aynı hacimde bakır 3,3 kat daha ağırdır. Yumuşak çelik 7,85, paslanmaz 304 ise 8,00 olduğundan çelik bir parça alüminyum parçanın yaklaşık 2,9 katıdır. Bunların hiçbiri bir metali kullanmamak için sebep değil; teknik resmi sabitlemeden önce yoğunluğu hesaba katmak için sebeptir.
- Bakır, C11000 - 8,96 g/cm³, alüminyumun 3,3 katı. Bakır parçalar genellikle ağırlık için değil iletkenlik veya yüzey için seçilir: 1.000 cm³ bir parça bakırda 8,96 kg iken alüminyumda 2,70 kg'dır ve bu fark her sevkiyatta navlun satırına yansır. bakır manyetik mi yazısına bakabilirsiniz.
- Pirinç, CuZn37 - 8,44 g/cm³, alüminyumun 3,1 katı. Pirinç, tornalanmış sensör rakorlarında ve altıgen somunlarda standart malzemedir ve bu parçalar çoğu zaman ağırlıkla satın alındığı için yoğunluk fiyatın bir parçasıdır. pirinç ile bronz karşılaştırması da ilgili olabilir.
- Yumuşak çelik, DC01 - 7,85 g/cm³. Çelik, yukarıdaki tablonun referans kolonudur: alüminyum satırları ona göre yüzde olarak verilir ve sac levhadaki her ağırlık hesabı 7,85 ile başlar.
- Paslanmaz 304 - 8,00 g/cm³. Yumuşak çelikten biraz ağırdır ve derin çekilmiş sensör gövdelerinin çoğunun yapıldığı kalitedir; bir gövdeyi alüminyumdan paslanmaza taşımak ağırlığını neredeyse üç katına çıkarır.
- Alüminyum alaşımları - 2,68 ile 2,81 g/cm³ arası. Ağırlıkla sınırlı bir parçada bu aralık önemlidir: aynı geometri 7075'te 6061'e göre yaklaşık %4 daha ağırdır.
Farkın göründüğü yer navlun ve elleçlemedir. Hava navlunu hacimsel ağırlık üzerinden ücretlendirilir, dolayısıyla bakır veya pirinç bir parça her sevkiyatta yoğunluğunu öder: 500 g'lık bir alüminyum braket pirinçte 1,56 kg olur. Teknik resim daha hafif metale izin veriyorsa bu gerçek bir tasarruftur; izin vermiyorsa (iletkenlik, aşınma, manyetik gereklilik) yoğunluk yalnızca bir malzeme maliyetidir ve teklife girer.
Yoğunluğu parça ağırlığına çevirmek
Ağırlık, hacmin yoğunlukla çarpımıdır ve preslenmiş ya da derin çekilmiş bir parçada hacim bitmiş geometriden değil parçadan (blank) gelir: sac kalınlığı çarpı açınım alanı, eksi kesilip atılan fire. Bu yüzden malzeme verimliliği ile ağırlık aynı konuşmadır. Düz bir parçada bu hızlı bir aritmetiktir; derin çekilmiş bir gövdede blanktan hesaplamakta fayda vardır, çünkü duvar incelir, flanş kalınlaşır ve bitmiş parça blankın ağırlığını birebir taşımaz. Teknik resim hâlâ kalınlık numarasıyla yazılmışsa kalınlık ve numara dönüşümü yazısına bakın.
Alüminyumun yoğunluğu neyi sağlar, neyi sağlamaz
- Ağırlık: evet - aynı hacimde kütlenin üçte biri; bu yüzden taşımacılıkta, elde taşınan cihazlarda ve sürekli kaldırılması gereken her şeyde kazanır.
- Rijitlik: hayır - Young modülü çeliğin yaklaşık üçte biri olduğundan sehimle sınırlı bir parça genellikle daha kalın kesit veya kaburga gerektirir ve ağırlık avantajı azalır.
- Navlun ve paketleme - daha hafif parça daha ucuza sevk edilir ve hava kargo kullanan bir programda navlun tasarrufu gerçek paradır.
- Isıl davranış - alüminyum ısıyı çelikten daha iyi iletir ve daha fazla genleşir; sensörü sıcaklıkta tutması gereken bir gövdede ikisi de önemlidir.
- Kilogram maliyeti - alüminyum kilogram başına çelikten pahalıdır; bu nedenle tasarruf malzeme fiyatından değil ağırlıktan, korozyon direncinden veya prosesten gelmelidir.
Sık kullanılan dönüşümler
| Birim | Alüminyum | Çelik |
|---|---|---|
| g/cm³ | 2,70 | 7,85 |
| kg/m³ | 2.700 | 7.850 |
| lb/in³ | 0,098 | 0,284 |
| lb/ft³ | 169 | 490 |
| 1 mm kalınlıkta m² başına kg | 2,70 | 7,85 |
Önemli nokta
İlk ağırlık hesabında alüminyum alaşımları için 2,70 g/cm³, teknik resimde alaşım belirtilmişse 5052 için 2,68 ve 7075 için 2,81 kullanın; bakır, pirinç ve çelik için 8,96, 8,44 ve 7,85. Derin çekilen parçalarda bitmiş parçadan değil blanktan hesaplayın ve çeliğin üçte biri ağırlığın çeliğin üçte biri rijitlikle geldiğini unutmayın.
Sık sorulan sorular
Alüminyumun yoğunluğu kg/m3 cinsinden nedir?
Saf alüminyum için 2.700 kg/m³. Ticari alaşımlar yaklaşık 2.630 ile 2.850 kg/m³ arasındadır.
Alüminyum çelikten hafif midir?
Evet, hacim bazında: yumuşak çeliğin 7,85 g/cm³ değerine karşı 2,70 g/cm³, dolayısıyla aynı dolu kesit yaklaşık üçte bir ağırlıktadır. Rijitlik sınırına göre tasarlanan bir parça, alüminyumun da daha az rijit olması nedeniyle ideal oranın önerdiğinden daha ağır çıkabilir.
6061 alüminyumun yoğunluğu nedir?
2,70 g/cm³; ağırlık hesabı açısından saf alüminyumla etkin biçimde aynıdır.
Bir alüminyum parçanın ağırlığını nasıl hesaplarım?
Hacmi (cm³) saf ya da 6061 alüminyum için 2,70 ile, teknik resimde belirtilen alaşım için o alaşımın yoğunluğuyla çarpın. Sac parçalarda blank alanı ile kalınlığı çarparak başlayın.
Bakırın yoğunluğu nedir?
Saf bakır C11000 için 8,96 g/cm³ (8.960 kg/m³); alüminyum yoğunluğunun yaklaşık 3,3 katı ve yumuşak çelikten %14 fazla.
Çeliğin yoğunluğu nedir?
DC01 gibi yumuşak çeliklerde 7,85 g/cm³, paslanmaz 304'te 8,00 g/cm³. Alaşımlı çelikler katkı elemanlarına göre yaklaşık 7,75 ile 8,05 arasındadır.
Bakır çelikten ağır mıdır?
Evet. Bakır 8,96 g/cm³ ile yumuşak çeliğin 7,85 değerinin üzerindedir, dolayısıyla aynı hacim yaklaşık %14 daha ağırdır; paslanmaz 304 ise 8,00 ile arada yer alır.
Pirincin yoğunluğu nedir?
CuZn37 için 8,44 g/cm³. Pirinçte yoğunluk çinko oranıyla artar ve yaygın kalitelerde yaklaşık 8,4 ile 8,7 g/cm³ arasındadır.