كثافة الفولاذ والألمنيوم والنحاس والستانلس: جدول

كثافة الفولاذ 7850 kg/m³ ‏(7.85 g/cm³): المتر المكعّب يزن 7.85 t، واللوح بسُمك 1 mm يزن 7.85 kg/m². الستانلس 304 كثافته 7900 kg/m³، و316 ‏8000، والألمنيوم 2700، والنحاس 8960، والنحاس الأصفر 8500، والحديد الزهر 7200، والتيتانيوم 4510. في الأسفل كل معدن بوحدات kg/m³ وg/cm³ (الرقم نفسه بوحدة kg/dm³)، وبالكيلوغرام لكل متر مربّع من لوح 1 mm، وبوحدتي kN/m³ وlb/in³؛ ودرجات الستانلس وسبائك الألمنيوم والنحاس في جداول مستقلة. وهي القيم نفسها التي تحسب بها حاسبات الوزن في الموقع.

إجابة مختصرة

الكتلة = الحجم × الكثافة. لوح سُمكه 1 mm يزن من الكيلوغرامات لكل متر مربّع ما يساوي كثافته بوحدة g/cm³: الفولاذ 7.85 kg/m²، والألمنيوم 2.70، والستانلس 304 ‏7.90. لذلك يزن لوح ⁦2000×1000×3 mm⁩ من الفولاذ 47.1 kg، ومن الألمنيوم 16.2 kg. أما الوزن النوعي فكمّية أخرى: للفولاذ 77.0 kN/m³، والتفصيل في قسم الكثافة والوزن النوعي.

اطبع هذا الجدول

كثافة المعادن: جدول جامع

تكرّر الأعمدة رقمًا واحدًا بوحدات مختلفة. فالوحدات g/cm³ وkg/dm³ وt/m³ متساوية عدديًا، ولذلك للفولاذ 7.85 فيها جميعًا، أما بوحدة kg/m³ فالرقم أكبر ألف مرة. وكتلة 1 m² من لوح سُمكه 1 mm بالكيلوغرام هي الرقم نفسه مرة أخرى، ولهذا يطابق عمود اللوح عمود g/cm³. أما kN/m³ فهو الوزن النوعي ρ·g ‏(g = 9.81 m/s²)، أي الحِمل الذي يُحدثه متر مكعّب من المعدن.

تستخدم حاسبات الموقع قيم الفولاذ الكربوني (7.85)، والستانلس حسب الدرجة (7.90 و8.00)، والألمنيوم (2.70)، والنحاس (8.96)، والنحاس الأصفر (8.50)، والتيتانيوم (4.51)، والحديد الزهر (7.20). وقيمة 7850 kg/m³ للفولاذ هي القيمة التصميمية في EN 1993-1-1. أما البرونز والزنك والرصاص فليست في أي حاسبة، ولذلك نذكر مصادرها: CuSn8 ‏8.80 من جدول EN 12167 وبطاقات المنتجين (⁦8.79–8.8⁩)؛ والزنك-تيتانيوم 7.20 من بيانات ألواح أحد المنتجين وفق EN 988؛ والرصاص 11.34 من جدول رموز ألواح EN 12588، حيث الرمز 4 يعني 1.80 mm و20.41 kg/m².

كثافة الستانلس حسب الدرجة (EN 10088-1)

عائلة 304 ‏(1.4301 و1.4307 و1.4541) كثافتها 7.90 g/cm³، ودرجات الموليبدنوم 316 و316L و316Ti ‏8.00، والفريتي 430 ‏7.70، والدوبلكس 2205 ‏7.80. والقيم مأخوذة من الخواص الفيزيائية المرجعية في EN 10088-1، ومطابَقة مع جدولين لموزّعين.

السبب عناصر السبك. فالنيكل (8.9 g/cm³) والموليبدنوم (10.2) أثقل من الحديد (7.87)، والكروم (7.2) أخفّ منه. ولذلك يكون الأوستنيتي 316، وفيه ⁦10–13 %⁩ Ni و⁦2–2.5 %⁩ Mo، هو الأثقل، ويكون الفريتي 430، وفيه ⁦16–18 %⁩ Cr بلا نيكل، أخفّ من الفولاذ الكربوني. وعمليًا يزن لوح 316L أكثر بنسبة 1.3 % من اللوح نفسه من 304، وأكثر بنسبة 1.9 % من لوح الفولاذ. وحاسبة وزن الستانلس تغيّر الكثافة مع الدرجة.

كثافة سبائك الألمنيوم

للألمنيوم النقي وسبائك القطاعات الشائعة ⁦6060/6082⁩ كثافة 2.70 g/cm³. المغنيسيوم يخفض الكثافة (5083 و5754)، والمنغنيز والنحاس والزنك ترفعها (3003 و7075). والتسميات وفق EN 573-3، والكثافات قيم نموذجية من بطاقات السبائك؛ ولا يتجاوز الفرق بين جدولين مستقلّين 0.01 g/cm³.

كل حاسبات الألمنيوم في الموقع تحسب على 2.70. فلوح ⁦1500×3000×3 mm⁩ ‏(13.5 dm³) يخرج 36.5 kg؛ ومن 5083 يزن اللوح نفسه 35.9 kg، ومن 7075 ‏37.9 kg. للتسعير تكفي 2.70، أما لوزن هيكل كبير من 7075 فخذ قيمة السبيكة نفسها. المقاسات وأوزان الألواح في حاسبة لوح الألمنيوم.

النحاس والنحاس الأصفر والبرونز

تأخذ الحاسبات للنحاس 8.96 g/cm³، وهي قيمة النحاس النقي، وللنحاس الأصفر 8.50. والدرجات التجارية أخفّ قليلًا:

للوح Cu-ETP تزيد الحاسبة الوزن بنسبة 0.3 %، وللنحاس الأصفر CuZn40 حتى 1.2 %. وأنابيب EN 1057 تُحسب على 8.90، وهي الكثافة التي بُني عليها جدول أوزان المواصفة نفسها: الأنبوب ⁦15×1⁩ يزن 0.391 kg/m. كثافات الدرجات من بطاقات Bikar وAalco وKipp وDiehl؛ وCuSn8 من EN 12167 وبطاقات Kemper وBikar. المقاسات والأوزان: حاسبة وزن النحاس وحاسبة وزن النحاس الأصفر.

مثال: لوح ⁦2000×1000×3 mm⁩ من الفولاذ ومن الألمنيوم

الحجم: 2 m × 1 m × 0.003 m = 0.006 m³ ‏(6 dm³). الفولاذ: ⁦0.006 × 7850⁩ = 47.1 kg. الألمنيوم: ⁦0.006 × 2700⁩ = 16.2 kg، أي أخفّ 2.9 مرة. والستانلس 304 يزن 47.4 kg، و316L ‏48.0 kg، والنحاس 53.8 kg.

وقاعدة الورشة تعطي النتيجة نفسها بلا أمتار مكعّبة: kg/m² = السُّمك بالمليمتر × الكثافة بوحدة g/cm³. لفولاذ سُمكه 3 mm: ‏⁦3 × 7.85 = 23.55 kg/m²⁩، وفي 2 m² ‏47.1 kg. وللقطاعات: kg/m = مساحة المقطع بوحدة mm² × الكثافة / 1000. ولمقاسات أخرى ودفعة كاملة استعمل حاسبة وزن اللوح.

الكثافة والوزن النوعي وkN/m³

الكثافة ρ هي كتلة وحدة الحجم بوحدة kg/m³. والوزن النوعي γ = ρ·g هو وزن هذا الحجم بوحدة N/m³: للفولاذ ⁦7850 × 9.81 = 77.0⁩ kN/m³. ويعطي EN 1991-1-1 (الملحق A) المعادن بوحدة kN/m³ لحساب الأحمال: الفولاذ ⁦77.0–78.5⁩، والألمنيوم 27.0، والنحاس ⁦87–89⁩، والنحاس الأصفر والبرونز ⁦83–85⁩، والحديد الزهر ⁦71.0–72.5⁩، والزنك ⁦71–72⁩، والرصاص ⁦112–114⁩. وقيمة 78.5 للفولاذ ليست إلا ⁦7850 × 10⁩ مع تقريب g إلى 10.

وتعطي الجداول القديمة الوزن النوعي بوحدة kgf/m³، ورقمه يساوي الكثافة بوحدة kg/m³، أي 7850؛ ومن هنا يكثر الخلط بين الكثافة والوزن النوعي. أما الكثافة النسبية فهي الكثافة مقسومة على كثافة الماء 1000 kg/m³، وهي بلا وحدة: للفولاذ 7.85.

• 1 g/cm³ = 1 kg/dm³ = 1 t/m³ = 1000 kg/m³
• lb/in³ = g/cm³ × 0.0361؛ lb/ft³ = kg/m³ × 0.0624 (الفولاذ 490 lb/ft³)
• kN/m³ = kg/m³ × 0.00981

أين تُستخدم هذه الكثافات: حاسبات الوزن

كل حاسبة أدناه تحسب بالكثافة نفسها التي في الجداول أعلاه، ولذلك يتطابق الرقم في هذه الصفحة مع نتيجة الحاسبة دائمًا:

• الفولاذ، 7.85 g/cm³: حاسبة وزن المعدن, وزن الألواح, الحديد المبسّط, القضيب الفولاذي الدائري والمربّع, وزن الأنابيب والقطاعات, وزن الكمرات, وزن قطاعات U, وزن الزوايا, حديد التسليح, وزن الصاج المضلّع
• الستانلس، 7.90 أو 8.00 g/cm³ حسب الدرجة: وزن الستانلس, لوح ستانلس, أنبوب ستانلس, قضيب ستانلس دائري
• الألمنيوم، 2.70 g/cm³: وزن الألومنيوم, لوح ألومنيوم, أنبوب ألومنيوم مربّع, أنبوب ألومنيوم دائري, زاوية ألومنيوم, شريط ألومنيوم مسطّح, قضيب ألومنيوم دائري
• النحاس 8.96 والنحاس الأصفر 8.50 g/cm³: وزن النحاس, وزن النحاس الأصفر
• سلك على بكرة: الفولاذ 7.85، والألمنيوم 2.70، والنحاس والبرونز 8.80: طول السلك على البكرة

الكاتب: Dmitry Frolov، لحّام ومصنّع هياكل معدنية آخر تحديث: 9 نوفمبر 2026