Плотность стали, алюминия, меди и нержавейки: таблица
Плотность стали — 7850 кг/м³ (7,85 г/см³): кубометр весит 7,85 т, лист толщиной 1 мм — 7,85 кг/м². Нержавейка 304 — 7900 кг/м³, 316 — 8000, алюминий — 2700, медь — 8960, латунь — 8500, чугун — 7200, титан — 4510. Ниже каждый металл дан в кг/м³, г/см³ (то же число, что в кг/дм³), в килограммах на квадратный метр листа 1 мм, в кН/м³ и lb/in³; марки нержавейки, сплавы алюминия и меди — отдельными таблицами. Это те же числа, по которым считают калькуляторы массы на сайте.
Короткий ответ
Масса = объём × плотность. Лист 1 мм весит столько килограммов на квадратный метр, какова плотность в г/см³: сталь — 7,85 кг/м², алюминий — 2,70, нержавейка 304 — 7,90. Поэтому лист 2000×1000×3 мм из стали весит 47,1 кг, из алюминия — 16,2 кг. Удельный вес — другая величина: у стали 77,0 кН/м³, подробнее — в разделе плотность и удельный вес.
Плотность металлов: сводная таблица
Столбцы повторяют одно число в разных единицах. г/см³, кг/дм³ и т/м³ численно равны, поэтому у стали во всех трёх 7,85; в кг/м³ число в тысячу раз больше. Масса 1 м² листа толщиной 1 мм в килограммах — опять то же число, поэтому столбец листа совпадает со столбцом г/см³. кН/м³ — удельный вес ρ·g (g = 9,81 м/с²), то есть нагрузка от кубометра металла.
| Металл | Марка, норма | кг/м³ | г/см³ = кг/дм³ | Лист 1 мм, кг/м² | кН/м³ | lb/in³ |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Углеродистая сталь | S235–S355, Ст3, EN 1993-1-1 | 7850 | 7,85 | 7,85 | 77,0 | 0,284 |
| Нержавейка 304 | 1.4301, 1.4307, 1.4541 | 7900 | 7,90 | 7,90 | 77,5 | 0,285 |
| Нержавейка 316 | 1.4401, 1.4404, 1.4571 | 8000 | 8,00 | 8,00 | 78,5 | 0,289 |
| Нержавейка 430 (ферритная) | 1.4016 | 7700 | 7,70 | 7,70 | 75,5 | 0,278 |
| Чугун | серый чугун | 7200 | 7,20 | 7,20 | 70,6 | 0,260 |
| Алюминий | 1050A, 6060, 6082 | 2700 | 2,70 | 2,70 | 26,5 | 0,098 |
| Медь | чистая медь | 8960 | 8,96 | 8,96 | 87,9 | 0,324 |
| Латунь | значение калькулятора | 8500 | 8,50 | 8,50 | 83,4 | 0,307 |
| Оловянная бронза | CuSn8 (CW453K) | 8800 | 8,80 | 8,80 | 86,3 | 0,318 |
| Титан | Grade 2 | 4510 | 4,51 | 4,51 | 44,2 | 0,163 |
| Цинк | титан-цинк, EN 988 | 7200 | 7,20 | 7,20 | 70,6 | 0,260 |
| Свинец | листовой, EN 12588 | 11 340 | 11,34 | 11,34 | 111,2 | 0,410 |
Калькуляторы сайта берут значения для углеродистой стали (7,85), нержавейки по марке (7,90 и 8,00), алюминия (2,70), меди (8,96), латуни (8,50), титана (4,51) и чугуна (7,20). Сталь 7850 кг/м³ — расчётное значение EN 1993-1-1. Бронзы, цинка и свинца в калькуляторах нет, поэтому источники названы: CuSn8 8,80 — по таблице EN 12167 и карточкам производителей (8,79–8,8); титан-цинк 7,20 — по данным производителя листа EN 988; свинец 11,34 — из таблицы кодов листа EN 12588, где код 4 — это 1,80 мм и 20,41 кг/м².
Плотность нержавейки по маркам (EN 10088-1)
Семейство 304 (1.4301, 1.4307, 1.4541) — 7,90 г/см³, молибденовые 316, 316L и 316Ti — 8,00, ферритная 430 — 7,70, дуплекс 2205 — 7,80. Значения — из справочных физических свойств EN 10088-1, сверены по двум таблицам поставщиков.
| Номер EN | AISI | Структура | кг/м³ | г/см³ = кг/дм³ | Лист 1 мм, кг/м² | К 304, % |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1.4301 (X5CrNi18-10) | 304 | аустенитная | 7900 | 7,90 | 7,90 | 0 |
| 1.4307 (X2CrNi18-9) | 304L | аустенитная | 7900 | 7,90 | 7,90 | 0 |
| 1.4541 (X6CrNiTi18-10) | 321 | аустенитная | 7900 | 7,90 | 7,90 | 0 |
| 1.4401 (X5CrNiMo17-12-2) | 316 | аустенитная | 8000 | 8,00 | 8,00 | +1,3 |
| 1.4404 (X2CrNiMo17-12-2) | 316L | аустенитная | 8000 | 8,00 | 8,00 | +1,3 |
| 1.4571 (X6CrNiMoTi17-12-2) | 316Ti | аустенитная | 8000 | 8,00 | 8,00 | +1,3 |
| 1.4016 (X6Cr17) | 430 | ферритная | 7700 | 7,70 | 7,70 | −2,5 |
| 1.4462 (X2CrNiMoN22-5-3) | 2205 | дуплексная | 7800 | 7,80 | 7,80 | −1,3 |
Дело в легирующих элементах. Никель (8,9 г/см³) и молибден (10,2) тяжелее железа (7,87), хром (7,2) легче. Поэтому аустенитная 316 с 10–13 % Ni и 2–2,5 % Mo самая тяжёлая, а ферритная 430 с 16–18 % Cr и без никеля легче углеродистой стали. На практике лист 316L весит на 1,3 % больше такого же листа 304 и на 1,9 % больше стального. Калькулятор массы нержавейки меняет плотность вместе с маркой.
Плотность сплавов алюминия
Чистый алюминий и ходовые профильные сплавы 6060/6082 — 2,70 г/см³. Магний снижает плотность (5083, 5754), марганец, медь и цинк повышают (3003, 7075). Обозначения — по EN 573-3, плотности — типовые значения из карточек сплавов; две независимые таблицы расходятся не больше чем на 0,01 г/см³.
| Сплав | Где применяется | кг/м³ | г/см³ = кг/дм³ | Лист 1 мм, кг/м² | К 2,70, % |
|---|---|---|---|---|---|
| EN AW-1050A | Технический алюминий, лист, облицовка | 2700 | 2,70 | 2,70 | 0 |
| EN AW-3003 | Штампованный лист, теплообменники | 2730 | 2,73 | 2,73 | +1,1 |
| EN AW-5083 | Сварные конструкции, ёмкости, корпуса судов | 2660 | 2,66 | 2,66 | −1,5 |
| EN AW-5754 | Конструкционный лист, стойкость к коррозии | 2670 | 2,67 | 2,67 | −1,1 |
| EN AW-6060 | Прессованные профили, лёгкие конструкции | 2700 | 2,70 | 2,70 | 0 |
| EN AW-6082 | Конструкционные профили и плиты, прочнее | 2700 | 2,70 | 2,70 | 0 |
| EN AW-7075 | Авиация, нагруженные детали, не сваривается | 2810 | 2,81 | 2,81 | +4,1 |
Все алюминиевые калькуляторы сайта считают по 2,70. Лист 1500×3000×3 мм (13,5 дм³) выходит 36,5 кг; из 5083 тот же лист весит 35,9 кг, из 7075 — 37,9 кг. Для сметы 2,70 хватает; для массы большой конструкции из 7075 берите значение сплава. Форматы и массы листов — в калькуляторе алюминиевого листа.
Медь, латунь и бронза
Калькуляторы берут для меди 8,96 г/см³ — значение чистой меди — и для латуни 8,50. Промышленные марки немного легче:
| Сплав | Номер EN | Что это | кг/м³ | г/см³ = кг/дм³ | Лист 1 мм, кг/м² |
|---|---|---|---|---|---|
| Cu-ETP | CW004A | медь для электротехники: шины, лист | 8930 | 8,93 | 8,93 |
| Cu-DHP | CW024A | медь, раскислённая фосфором: трубы, лист под пайку и сварку | 8940 | 8,94 | 8,94 |
| Cu-DHP, EN 1057 | CW024A | трубы по EN 1057: плотность, на которой построена таблица масс нормы | 8900 | 8,90 | 8,90 |
| CuZn37 | CW508L | латунь для гибки и штамповки | 8440 | 8,44 | 8,44 |
| CuZn39Pb3 | CW614N | автоматная латунь, пруток под точение | 8470 | 8,47 | 8,47 |
| CuZn40 | CW509L | латунь Мунца: лист и пруток | 8400 | 8,40 | 8,40 |
| CuSn8 | CW453K | фосфористая бронза: пружины, втулки | 8800 | 8,80 | 8,80 |
Для листа Cu-ETP калькулятор завышает массу на 0,3 %, для латуни CuZn40 — до 1,2 %. Трубы EN 1057 считаются по 8,90: на этой плотности стоит таблица масс самой нормы, труба 15×1 весит 0,391 кг/м. Плотности марок — по карточкам Bikar, Aalco, Kipp и Diehl; CuSn8 — по EN 12167 и карточкам Kemper и Bikar. Размеры и массы — калькулятор массы меди и калькулятор массы латуни.
Пример: лист 2000×1000×3 мм из стали и алюминия
Объём: 2 м × 1 м × 0,003 м = 0,006 м³ (6 дм³). Сталь: 0,006 × 7850 = 47,1 кг. Алюминий: 0,006 × 2700 = 16,2 кг, в 2,9 раза легче. Нержавейка 304 — 47,4 кг, 316L — 48,0 кг, медь — 53,8 кг.
Цеховое правило даёт то же без кубометров: кг/м² = толщина в мм × плотность в г/см³. Для стали 3 мм это 3 × 7,85 = 23,55 кг/м², на 2 м² — 47,1 кг. Для проката правило такое: кг/м = площадь сечения в мм² × плотность / 1000. Другие форматы и вся партия — в калькуляторе массы листа.
Плотность, удельный вес и кН/м³
Плотность ρ — масса единицы объёма, кг/м³. Удельный вес γ = ρ·g — вес этого объёма, Н/м³: у стали 7850 × 9,81 = 77,0 кН/м³. EN 1991-1-1 (приложение A) даёт металлы в кН/м³ для сбора нагрузок: сталь 77,0–78,5, алюминий 27,0, медь 87–89, латунь и бронза 83–85, чугун 71,0–72,5, цинк 71–72, свинец 112–114. 78,5 у стали — это просто 7850 × 10, с g, округлённым до 10.
В старых справочниках удельный вес дан в кгс/м³, и число у него то же, что у плотности в кг/м³, — 7850. Отсюда привычка говорить «удельный вес стали 7850» там, где имеется в виду плотность. Относительная плотность — это плотность, делённая на плотность воды 1000 кг/м³, она безразмерна: у стали 7,85.
- 1 г/см³ = 1 кг/дм³ = 1 т/м³ = 1000 кг/м³
- lb/in³ = г/см³ × 0,0361; lb/ft³ = кг/м³ × 0,0624 (сталь — 490 lb/ft³)
- кН/м³ = кг/м³ × 0,00981
Где стоят эти плотности: калькуляторы массы
Каждый калькулятор ниже считает ровно по плотности из таблиц выше, поэтому число с этой страницы и результат калькулятора всегда совпадают:
- Сталь, 7,85 г/см³: Масса металлопроката, Масса листа, Полоса стальная, Круг и квадрат стальной, Масса трубы и профиля, Масса двутавра, Масса швеллера, Масса уголка, Арматура, Вес рифлёного листа
- Нержавейка, 7,90 или 8,00 г/см³ по марке: Вес нержавейки, Лист из нержавейки, Труба из нержавейки, Круг из нержавейки
- Алюминий, 2,70 г/см³: Масса алюминия, Алюминиевый лист, Алюминиевая профтруба, Алюминиевая труба, Алюминиевый уголок, Алюминиевая полоса, Алюминиевый круг
- Медь 8,96 и латунь 8,50 г/см³: Вес меди, Вес латуни
- Проволока на катушке: сталь 7,85, алюминий 2,70, медь и бронза 8,80: Длина проволоки на катушке
Частые вопросы
Какая плотность стали?
7850 кг/м³, или 7,85 г/см³, — расчётное значение EN 1993-1-1 для конструкционной стали. Кубометр стали весит 7,85 т, лист 1 мм — 7,85 кг/м².
Какая плотность алюминия?
2700 кг/м³ (2,70 г/см³) у чистого алюминия и сплавов 6060/6082. У 5083 — 2,66, у 5754 — 2,67, у 7075 — 2,81. Алюминий в 2,9 раза легче стали того же размера.
Почему нержавейка тяжелее обычной стали?
Из-за никеля (8,9 г/см³) и молибдена (10,2) — они тяжелее железа. У 304 плотность 7,90 г/см³, у 316 с молибденом — 8,00 против 7,85 у углеродистой стали. Ферритная 430 без никеля легче: 7,70.
Чем плотность отличается от удельного веса?
Плотность — масса единицы объёма (кг/м³), удельный вес — вес единицы объёма (кН/м³): γ = ρ·g. Стали с плотностью 7850 кг/м³ соответствует 77,0 кН/м³. В старых единицах кгс/м³ у удельного веса то же число, что у плотности, — 7850.
Как по плотности узнать массу листа?
Длина (м) × ширина (м) × толщина (мм) × плотность (г/см³) = кг. Лист 2000×1000×3: 2 × 1 × 3 × 7,85 = 47,1 кг из стали, 2 × 1 × 3 × 2,70 = 16,2 кг из алюминия.
Плотность стали 7,85 или 7,87 г/см³?
7,87 — это чистое железо; для углеродистой стали EN 1993-1-1 и таблицы масс проката берут 7,85. Разница 0,25 % — меньше допуска на толщину любого листа.
Обновлено: