Что тяжелее золото или бронза
Удельный вес металла. Таблица плотности металлов и сплавов
Таблицы плотности металлов и сплавов
Удельным весом металла называется отношение веса однородного тела из этого вещества к объему металла, т.е. это плотность, в справочниках измеряется в кг/м3 или г/см3. Отсюда можно вычислить формулу как узнать вес металла. Чтобы это найти нужно умножить справочное значение плотности на объем.
− легкоплавкие металлы – цинк, олово, свинец.
Удельный вес цветных металлов
Таблица. Удельный вес металлов, свойства, обозначения металлов, температура плавления
При прокате заготовок из цветных металлов необходимо еще точно знать их химический состав, поскольку от него зависят их физические свойства.
Например, если в алюминии присутствуют примеси (хотя бы и в пределах 1%) кремния или железа, то пластические характеристики у такого металла будут гораздо хуже.
Другое требование к горячему прокату цветных металлов – это предельно точная выдержка температуры металла. К примеру, цинк требует при прокатке температуры строго 180 градусов — если она будет чуть выше или чуть ниже, капризный металл резко утратит пластичность.
Медь более «лояльна» к температуре (ее можно прокатывать при 850 – 900 градусах), но зато требует, чтобы в плавильной печи непременно была окислительная (с повышенным содержанием кислорода) атмосфера — иначе она становится хрупкой.
Таблица удельного веса сплавов металлов
Удельный вес металлов определяют чаще всего в лабораторных условиях, но в чистом виде они весьма редко применяются в строительстве. Значительно чаще находится применение сплавам цветных металлов и сплавам черных металлов, которые по удельному весу подразделяют на легкие и тяжелые.
Легкие сплавы активно используются современной промышленностью, из-за их высокой прочности и хороших высокотемпературных механических свойств. Основными металлами подобных сплавов выступают титан, алюминий, магний и бериллий. Но сплавы, созданные на основе магния и алюминия, не могут использоваться в агрессивных средах и в условиях высокой температуры.
В основе тяжелых сплавов лежит медь, олово, цинк, свинец. Среди тяжелых сплавов во многих сферах промышленности применяют бронзу (сплав меди с алюминием, сплав меди с оловом, марганцем или железом) и латунь (сплав цинка и меди). Из этих марок сплавов производятся архитектурные детали и санитарно-техническая арматура.
Ниже в справочной таблице приведены основные качественные характеристики и удельный вес наиболее распространенных сплавов металлов. В перечне представлены данные по плотности основных сплавов металлов при температуре среды 20°C.
Список сплавов металлов
Плотность сплавов (кг/м 3 )
Удельный вес металла
При проектировании деталей и металлоконструкций необходимо знать сколько будет весить готовое изделие или сооружение. Эта характеристика важна для работы механизмов, расчетов нагрузок на опоры. Образцы одного объема и формы, выполненные из разных материалов имеют разные показатели массы, ускорения. Это же относится к сравнению металлических сплавов одной группы. Что такое удельный вес металла, как его определить?
Удельным называют вес абсолютно плотного вещества. Для измерения следует привести материал в такое состояние, в котором в структуре отсутствуют поры и посторонние включения. Расчет проводят по формуле:
где P — вес однородного тела, V — его объем
Принято несколько систем вычисления с разными единицами измерения.
Эти единицы измерения легко конвертировать: 0,1 дин/см³= 1 Н/м³= 0,102кГ/м³. Для удобства вычислений в металлургии используют обозначения в кубических сантиметрах и метрах. Это зависит от ценности и расхода сырья. Иногда Ƴ путают с плотностью. Действительно, их вычисляют по похожим формулам. Однако плотность (P=m/V) рассчитывают для любых тел и веществ, и даже пространств (межгалактические и межзвездные среды), а не только для абсолютно плотных.
Величина меняется в зависимости от температуры среды. Определение “весит” указывает на силу, с которой тело воздействует на подвес или поверхность, она имеет направленный вектор: Р (в ньютонах)=mg (масса в кг*ускорение свободного падения м/с²). Там, где важна высокая точность, значение g варьируется от 9,780 на экваторе Земли до 9,82 на полюсах. Во всех остальных случаях допускается округление до 10. Масса тел постоянна.
Удельный вес цветных металлов
Цветмет — ограниченное и ценное сырье, каждый материал обладает уникальными свойствами: свинец и олово смягчают трение механизмов, алюминий легкий и безопасный, из его сплавов делают самолеты и упаковку для пищи. Величину Ƴ вычисляют в лабораторных условиях. Она соотносится с температурой плавления — фазовым переходом из твердого состояния в жидкое под воздействием нагрева и давления. В этом же терморежиме происходит и обратный процесс.
Таким образом, t плавления = t кристаллизации.
Это совпадение возможно только для идеально чистых однородных веществ, не содержащих примесей. Именно эти цифры указывают в справочниках.
Таблица удельного веса цветных металлов
| Наименование цветного металла | Химическое обозначение | Атомный вес | Температура плавления, °C | Удельный вес, г/куб.см |
| Цинк (Zinc) | Zn | 65,37 | 419,5 | 7,13 |
| Алюминий (Aluminium) | Al | 26,9815 | 659 | 2,69808 |
| Свинец (Lead) | Pb | 207,19 | 327,4 | 11,337 |
| Олово (Tin) | Sn | 118,69 | 231,9 | 7,29 |
| Медь (Сopper) | Cu | 63,54 | 1083 | 8,93 |
| Титан (Titanium) | Ti | 47,90 | 1668 | 4,505 |
| Никель (Nickel) | Ni | 58,71 | 1455 | 8,91 |
| Магний (Magnesium) | Mg | 24 | 650 | 1,74 |
| Ванадий (Vanadium) | V | 6 | 1900 | 6,11 |
| Вольфрам (Wolframium) | W | 184 | 3422 | 19,3 |
| Хром (Chromium) | Cr | 51,996 | 1765 | 7,19 |
| Молибден (Molybdaenum) | Mo | 92 | 2622 | 10,22 |
| Серебро (Argentum) | Ag | 107,9 | 1000 | 10,5 |
| Тантал (Tantal) | Ta | 180 | 3269 | 16,65 |
| Золото (Aurum) | Au | 197 | 1095 | 19,32 |
| Платина (Platina) | Pt | 194,8 | 1760 | 21,45 |
Таблица удельного веса сплавов
Адмиралтейская латунь — Admiralty Brass (30% цинка, и 1% олова)
Алюминиевая бронза — Aluminum Bronze (3-10% алюминия)
Баббит — Antifriction metal
Бериллиевая бронза (бериллиевая медь) — Beryllium Copper
Дельта металл — Delta metal
Желтая латунь — Yellow Brass
Фосфористые бронзы — Bronze — phosphorous
Обычные бронзы — Bronze (8-14% Sn)
Ковкий чугун — Wrought Iron
Красная латунь (мало цинка) — Red Brass
Латунь, литье — Brass — casting
Латунь, прокат — Brass — rolled and drawn
Легкие сплавы алюминия — Light alloy based on Al
Легкие сплавы магния — Light alloy based on Mg
Марганцовистая бронза — Manganese Bronze
Нержавеющая сталь — Stainless Steel
Нейзильбер — Nickel silver
Припой 50% олово/ 50% свинец — Solder 50/50 Sn Pb
Светлый антифрикционный сплав для заливки подшипников =штейн с содержанием 72-78% Cu — White metal
Свинцовые бронзы, Bronze — lead
Углеродистая сталь — Steel
Электрум (сплав золота с серебром, 20% Au) — Electrum
Все вещества имеют разную молекулярную структуру и межатомное расстояние, поэтому вес атома не всегда точно соотносится с удельным. Человечество научилось применять эти свойства во благо. Тяжесть золота относительно минералов позволила золотоискателям отмывать песчинки в ручье, в то время как легкие титан и алюминий дали возможность подняться в небо.
Ни один металлический элемент таблицы Менделеева невозможно получить в чистом состоянии: чистота электротехнической бескислородной меди 99,999%.
Ее применяют только в высокоточной аппаратуре, так как удаление примесей требует использования сложных технологий. Для производства проводников достаточно 99,9. Многие цветные металлы используются исключительно в сплавах: дюраль, мельхиор, бронза, латунь и др.
Марочные сплавы не имеют точной температуры плавления, только переходные диапазоны. При расчетах и проектировании показатель Ƴ= P/V не используют, но устанавливается плотность, присущая каждой марке. Например у латуни ЛМцА57-3-1 она равна 8100 кг/м³. Из этой марки производят детали для морских судов. Благодаря значению можно вычислить сколько сырья потребуется для производства партии и каждой детали в отдельности. Слитки с недостаточным соотношением массы и объема будут низкого качества, вероятно в их структуре присутствуют включения газов и оксидов.
Удельный вес чугуна
Железо — один из самых распространенных элементов в земной коре. Это важнейший конструкционный материал, стойкий к механическим нагрузкам. Из железных руд выплавляют чугун — сплав на основе железа и углерода. Если уменьшить углеродную составляющую — получится сталь.
Чистое железо, синтезированное лабораторным путем, весит 7,874 г/см³ или 7874 кг/м³. Его t плавления 1538⁰, но предварительно оно претерпевает ряд превращений по кристаллическому признаку, поэтому при выплавке чугуна достигать этого нагрева не требуется.
Ƴ чугуна вычислить невозможно, так как его физические свойства зависят от массовой доли углерода и его состояния: формирование включений графита или карбидных соединений. Для обозначения параметра используют диапазон величин, присущий типу.
В результате изменения режимов охлаждения получают промежуточные варианты. Благодаря легирующим добавкам на рынке представлены жаростойкие, антифрикционные, износостойкие, коррозионностойкие и другие чугуны. Самые легкие из применяемых марок имеют показатель P=m/V равный 6,8 г/см³, у быстрорежущих сталей он достигает 8.
Типичные физические свойства и удельный вес чугуна
Вывод
Удельный вес — это сила воздействия на подвес или поверхность, рассчитанная в ньютонах для тела из абсолютно плотного вещества, не имеющего в своем составе посторонних включений.
На практике такого состояния достичь невозможно. Лабораторная величина соотносится со строением атома, типом кристаллической решетки.
При создании марок черных и цветных металлов знание Ƴ помогает заранее вычислить плотность новой разработки. Значение необходимо в научных и промышленных отраслях, в точном конструировании, компьютерном моделировании. Установленные показатели в килограммах на кубический метр представлены в стандартах ГОСТ, для удобства расчета закупок и распределения металлопроката можно использовать специальные онлайн-калькуляторы, или зная форму полуфабриката, посчитать объем затраченного сырья по геометрической формуле. Так, при продаже арматуры применяют тоннаж, для ювелирных изделий указывают граммы.
Для удобства воспользуйтесь нашим марочником стали.
Три простых способа, как отличить золото от латуни
На сегодняшний день остро встал вопрос о том, как отличить золото от подделки в домашних условиях. Это связано с тем, что добыча драгоценных металлов сократилась, но количество ювелирных салонов, наоборот, растёт. Поэтому умение отличать золото от фальшивки очень важно, чтобы не стать жертвой мошенников и не оказаться владельцем поддельного ювелирного украшения.
Особенности драгоценного металла
Чистое золото обладает насыщенным желтым цветом и отличается от других металлов мягкостью и пластичностью. И чтобы придать прочность ювелирным изделиям, в него всегда добавляют медь или серебро, а также другие вещества. Так что ни одно ювелирное украшение не может быть из «чистого золота». Проба – это как раз процент чистого металла. К примеру, в изделии 585 пробы должно быть 58,5% золота, а остальное – примеси. «Чистыми» можно назвать только банковские слитки, имеющие пробу 999. Но такое золото не используется в изготовлении украшений. Так что если на бирке изделия присутствует проба 999, то это явная ложь.
Настоящее ли ты?
Самый лучший способ того, как отличить золото от подделки, – это отнести его на проверку специалисту. Но если нет возможности посетить ювелира, то можно воспользоваться несколькими советами от профессионалов. Прежде всего тщательно рассмотрите украшение. На нем должна быть специальная маркировка, отвечающая за подлинность металла. Кроме того, на золотом украшении должна быть выбита проба, если ее нет, то масса изделия в каратах. Облегчить осмотр вам поможет увеличительное стекло. Если проба имеет нечеткие и размытые очертания, то, скорей всего, это подделка. Конечно, это не касается антикварных украшений.
Но современные мошенники научились ставить пробу и на фальшивках, так что этот метод не всегда помогает. Как отличить подделку золота, если стоит проба? Прежде всего посмотрите на края и стыки украшения. Со временем верхний слой стирается, и если сквозь него просматривается другой металл, то перед вами украшение не из чистого золота.
Проверяем «на зуб»
Все мы часто наблюдали в кино одну и ту же сцену: человек проверяет золото «на зуб». Этот способ действительно работает, и таким образом можно распознать, настоящее перед вами украшение или подделка. Возьмите, к примеру, кольцо или сережку и прижмите его зубами. На настоящем золоте останутся следы, и чем они глубже, тем выше проба изделия. Однако есть еще один мягкий металл, на котором также останутся вмятины, – это свинец. Так что проверка «на зуб» не является достоверным способом того, как отличить настоящее золото от подделки. О других методах читайте далее.
Какое украшение не стоит покупать?
Если на поверхности украшения есть:
Драгоценности имеют характерный холодный блеск. Они должны быть ровными и гладкими, цвет изделия — одинаковым с переливами оттенка. Никаких темных разводов и полосок не допускается.
Чем выше пробы, тем качественнее изделие, но встретить в магазине чистое золото невозможно. Самые популярные пробы — это 585 и 750, эти драгоценности имеют высокое качество, но к драгоценному металлу примешивают серебро, медь и другие металлы, которые не имеют ценности. Все для того, чтобы повысить прочность украшения.
По мнению экспертов, золото из Турции чаще всего оказывается подделкой и имеет низкое качество. Турки могут поставить любую пробу на фальшивое золото на улице. Поэтому стоит внимательно относиться к покупке изделия из золота и избегать сомнительных продавцов и точек продажи. Недобросовестный торговец никогда не расскажет покупателю о том, как распознать драгоценность. Он просто будет расхваливать свой товар.
Керамика в помощь
Существует огромное количество способов, как отличить золото от подделки в домашних условиях, но сейчас речь пойдет о самом простом. Возьмите неглазурованную керамическую посуду и проведите по ней золотым изделием с небольшим нажимом. При этом будьте аккуратны, так как украшение можно легко поцарапать. Теперь посмотрите на результат ваших действий: если полоса, оставленная изделием, имеет черный цвет, то перед вами самая настоящая фальшивка. Золото при этом тесте оставляет желтую линию.
Проверка магнитом
Для следующего метода, как отличить золото от подделки в домашних условиях, потребуется небольшой магнит. Только не стоит думать, что подойдет и тот, который украшает ваш холодильник. Магнит должен быть самым настоящим, тяжелым и твердым. Только такой отлично взаимодействует со всеми металлами. Поднесите золотое изделие к магниту, и если они притянулись, значит, перед вами фальшивка. Но иногда в украшения добавляют компонент, который притягивается магнитом. В этом случае можно перепутать настоящее украшение с подделкой. Так что этот метод не самый правильный, поэтому стоит попробовать и другие способы проверки.
Латунь магнитится или нет, состав сплава, использование
Коллекционеры и нумизматы нередко задаются вопросом: латунь магнитится или нет? Дело в том, что этот сплав часто используется при изготовлении монет. Но оценивать с помощью магнита найденные экземпляры довольно затруднительно, ведь далеко не всякая латунь магнитится.
Что это за сплав?
Латунные сплавы и соединения, подобные им, использовались для чеканки монет еще со времен Древнего Рима. Материал также был популярен в Китае, Болгарии и Германской Демократической Республике.
Латунь относится к диамагнетикам – сплавам, которые выталкиваются из магнитного поля. Она создается на основе меди (56-67%) с добавлением цинка. В качестве лигатуры также могут быть использованы:
Не стоит путать латунь с другими медно-цинковыми сплавами. Латунью считается только соединение с указанными выше пропорциями основных металлов. Если же соотношение легирующих и базовых компонентов будет иным, сплав называется медно-цинковым, не латунным. Например, подобное соединение использовалось для чеканки советских монет номиналом 1, 3 и 5 копеек с 1961 по 1991 год.
Оценщик антиквариата, нумизмат
Латунь, содержащая в составе железо (ЛАЖМц, ЛЖМц) или никель (ЛАН), обладает слабо выраженными магнитными свойствами. Однако для проверки этих свойств необходим мощный неодимовый магнит, и даже его применение не гарантирует точного результата. Доля легирующих компонентов зачастую не превышает 1-3%, что значительно затрудняет подобный способ идентификации.
Если же в составе латуни нет ферромагнитной лигатуры, магнититься она не будет: ни медь, ни цинк не обладают такими свойствами. Однако латунная монета все же может реагировать на магнит – в исключительных случаях:
Магнитными свойствами могут обладать и другие сплавы на основе меди, не относящиеся к латунным. Эта характеристика зависит от того, были ли добавлены в их состав черные металлы.
Никелевая латунь
Латунь никельсодержащая (ЛНЖ) была разработана для электрических разъемов, на замену дорогостоящему серебрению. Она устойчива к коррозии, истиранию, имеет малое переходное сопротивление. Сплав обладает повышенными механическими свойствами, но хорошо обрабатывается давлением в холодном и горячем состоянии.
Никелевая латунь применяется для чеканки современных монет во многих странах. Кроме того, к основным сферам ее применения относится изготовление:
Внешне никелевую латунь можно спутать с железистой бронзой (БРАЖ). Именно эти два сплава обычно пытаются различить с помощью проверки магнитом. Такой метод не имеет научных обоснований, так как магнитные свойства зависят не от базовых компонентов сплава (медь с цинком у латуни или медь с оловом у бронзы), а от легирующих добавок (никеля, железа) и их пропорций. Лигатура же варьируется в зависимости от конкретной марки.
Советы и предупреждения
Опытные специалисты отличают никелевую латунь от железистой бронзы по цвету стружки под прямыми лучами солнца: у латуни будет зеленоватый оттенок, у бронзы – желтовато-красноватый. Еще более точный результат дает спектральный анализ химических соединений. Все остальное – мифы и домыслы.
Азотная кислота
Этот химический раствор без труда поможет выявить фальшивку. Как отличить золото от подделки с его помощью? Для опыта нам потребуется небольшая металлическая посуда, в которую мы поместим украшение. Теперь из пипетки капаем раствором на изделие и наблюдаем за реакцией: если украшение изменило цвет и приобрело зеленоватый оттенок, то вы имеете дело с самым обычным металлом. Позолота в этом испытании приобретет молочный оттенок, и только настоящее золото не изменится в цвете. На сегодняшний день это самый достоверный способ выявления фальшивого металла! Но нельзя сказать, что азотная кислота имеется в каждом доме, так что стоит узнать и о других методах проверки.
Никелевая латунь
Никелевая латунь — это медно-цинковый сплав, основным легирующим элементом в котором является никель. Последний обладает свойствами, которые значительно улучшают характеристики латуни. Он делает сплав менее подверженным коррозии и измельчает зерно.
В промышленности часто используется латунь марки ЛН65-5. В ней содержится 64–67 % меди и 5-6 % никеля, остальное — цинк. Допускаются примеси, сумма которых не должна превышать 0,3 %. Она обладает повышенными механическими свойствами, износостойкостью, и подвергается обработке. Из нее делают конденсаторные трубки для морских судов, манометров и так далее. Существует еще и другой распространенный сплав, который содержит 12–14 % никеля, 26–30 % цинка и 56–62 % меди.
Еще несколько способов
Как отличить золото от подделки позолоты или меди
Все вышеперечисленные способы актуальны в случаях откровенной фальшивки. Но как распознать, не скрывается ли под тонким слоем золота другой металл и не выдают ли позолоту за «чистое» изделие? Наличие пробы уже давно не является показателем истинности металла, так что переходим к практическим проверкам.
Прежде всего присмотритесь к украшению, на нем не должно быть царапин, а обработка должна быть идеально гладкой. Если вы заметили небольшие повреждения, то, скорей всего, украшение покрыто позолотой, а из настоящего металла у него только замочек. Если все чисто, то поскоблите украшение на незаметном участке. При таком испытании золото останется неповрежденным, а вот позолота слегка отстанет, и обнажится другой металл.
Отличным способом того, как отличить золото от подделки, является ляписный карандаш. Это медицинское средство отлично взаимодействует и окисляет металлы, а купить его можно в любой аптеке. Немного поскоблите изделие и намочите это место водой. Теперь необходимо провести по соскобу карандашом. Все металлы, кроме золота, потемнеют.
Выявление латуни и бронзы термической обработкой
При наличии оборудования или приборов, способных выдать температуру в пределах 600-650 o C, можно попробовать определить сплав путем нагревания металлов. Метод применим для латуни, поскольку в ней содержится цинк. При воздействии указанной температурой, цинк подвергается окислению. В результате процесса, на поверхности латунного изделия образуется окись (налет пепельного оттенка). Также сам латунный сплав станет более пластичным, поэтому не сломается под воздействием больших нагрузок, а просто согнется. Бронза при температуре до 650 o C просто нагреется без изменения физических свойств. Способ также применим только для латунных сплавов, в которых легирующий компонент – цинк, поэтому легко ошибиться, если в составе его нет.
Как отличить золото от подделки и латуни
Самым распространенным методом обмана на рынке ювелирных украшений является выдача за «чистое» золото сплавов из латуни, которые внешне очень похожи.
В некоторых случаях отличить подделку сможет только профессионал, но избежать мошенничества можно и самостоятельно:
Способы визуального определения сплава
Латунь изготавливается с использованием легирующего компонента – цинка или олова. Их содержание находится в пределах 4-45%. Бронза – многокомпонентный сплав, включающий большое количество неметаллических составляющих. Легирующим элементом бронзовых сплавов могут выступать сразу несколько веществ: магний, алюминий, кремний, бериллий или марганец. В обоих сплавах количество меди ограничивается 60-90%, поэтому внешне отличить бронзу и латунь сложно. Опираясь на внешние свойства, стоит отметить следующие признаки конкретных сплавов:
А может, это серебро?
Белое золото в последнее время приобрело бешеную популярность. Это обусловлено тем, что изделия из такого металла отличаются особенной изысканностью и утонченностью. Неудивительно, что рынок заполонили подделки из менее благородного металла. Как отличить белое золото от подделки? Прежде всего присмотритесь к цвету изделия. У серебра более холодный оттенок. Хорошим методом проверки является тест с бумагой. Если провести по ней изделием из серебра, то останется почти незаметный след, белое золото его не оставит вовсе. Кроме того, помогут отличить благородный металл тесты с йодом, уксусом, магнитом и ляписным карандашом, о которых говорилось выше.
Приобретать настоящие украшения лучше всего в известных ювелирных магазинах, дорожащих своей репутацией. И что особенно важно – старайтесь избегать покупок на стихийных рынках, в ларьках, переходах или у незнакомцев. Это поможет вам не разочароваться и не стать жертвой мошенников. Не старайтесь сэкономить — и тогда украшение будет долго радовать своим теплым цветом и ярким блеском.