در دنیای متریال ها، چگالی مهم است. ما ممکن است زمان زیادی را صرف اندیشیدن به چگالی یک ماده نکنیم، اما متالورژی ها و مهندسان احتمالاً بیش از آن چیزی که اکثر مصرف کنندگان می دانند به چگالی فکر می کنند. در این مقاله سعی داریم در رابطه با چگالی فولاد ضد زنگ صحبت کنیم.
چگالی یک جسم تعیین می کند که شناور شود یا غرق شود. آیا می دانید چرا یک سنگریزه کوچک به ته یک لیوان آب می ریزد در حالی که یک کنده غول پیکر روی سطح یک رودخانه شناور می شود؟ تراکم. سنگریزه از آب متراکم تر است در حالی که تراکم درخت کمتر است.
مانند سنگریزه، فولاد نیز چگالی تر از آب است، اما کشتی هایی که از چندین تن فولاد ساخته می شوند، بارها و مسافران را همیشه در بالای اقیانوس حمل می کنند. چگالی چگونه آن را توضیح می دهد؟ و چرا ما در مورد تراکم بحث می کنیم؟
همانطور که محققان بیشتر در مورد چگالی یاد گرفتند، آنها همچنین کشف کردند که چگونه از این مفهوم برای پیشرفت فناوری استفاده کنند. برای بازگشت به مثال کشتی، می دانیم که هوای داخل محفظه های شناور کشتی نسبت به آب زیر آن چگالی کمتری دارد. به همین دلیل است که یک کشتی فولادی شناور می شود – و یک زیردریایی فولادی غرق می شود.
چگالی برای تولیدکنندگان مهم است زیرا به جرم و حجم محصول مرتبط است. این عوامل با هم اندازه و شناوری را تعیین می کنند که بر حمل و نقل، وزن و سودمندی یک محصول فلزی در یک محیط خاص تأثیر می گذارد.
چگالی چیست؟
به طور کلی، کلمه چگالی به مقدار چیزی در یک فضای تعریف شده اشاره دارد. وقتی می گوییم منهتن پرجمعیت است، منظور ما این است که افراد زیادی در داخل محدوده شهر زندگی می کنند.
به طور علمی تر، چگالی به عنوان جرم در واحد حجم تعریف می شود. با بیان جبری، فرمول به صورت زیر است:
p=m/V
در این محاسبه، چگالی (p) برابر است با جرم (m) تقسیم بر حجم (V).
چگالی نیز یک خاصیت فشرده است، به این معنی که چگالی یک جسم هرچقدر هم که وجود داشته باشد هرگز تغییر نمی کند.
این سوال قدیمی را در نظر بگیرید: وزن کدام یک بیشتر است، یک تن آجر یا یک تن پر؟ البته پاسخ این است که وزن هر دو یک تن است – یک تن. قدرت جوک در مفهوم چگالی نه وزن است. چگالی یک آجر 1.992 گرم بر سانتی متر مکعب است در حالی که چگالی پر حدود 0.0025 گرم بر سانتی متر مکعب است. به همین دلیل است که یک اینچ مربع آجر بیش از یک اینچ مربع پر وزن دارد که در واقع حدود 800 برابر بیشتر است.
در مورد واحدهای اندازه گیری، چگالی را می توان بر حسب کیلوگرم بر متر مکعب (کیلوگرم بر متر مکعب)، گرم بر سانتی متر مکعب (گرم بر سانتی متر مکعب)، گرم بر متر مکعب (گرم بر متر مکعب)، یا پوند بر اینچ مکعب (lb/in3) اندازه گیری کرد. ). برای محاسبه چگالی یک جسم فولادی ضد زنگ یا تبدیل چگالی از یک واحد اندازه گیری به واحد دیگر، می توانید با ماشین حساب فلزی ما وزن و چگالی فولاد ضد زنگ را محاسبه کنید.
چرا چگالی مهم است؟
طراحان صنعتی هنگامی که مفاهیم خود را توسعه می دهند چندین فاکتور را در مورد فلز در نظر می گیرند. تراکم یکی از این عوامل است. یک فلز ممکن است بسیار متراکم تر از دیگری باشد. به عنوان مثال، اگر در حال طراحی یک لامپ برای نشستن روی میز هستید، تراکم مواد استفاده شده ممکن است اهمیت زیادی نداشته باشد. اگر در حال طراحی هواپیمایی هستید که باید از زمین بلند شود و در هوا بماند، چگالی ناگهان بسیار مهم می شود.
هنگامی که متالورژیست ها یک فلز را با فلز دیگر برای ساختن آلیاژ ترکیب می کنند، چگالی نیز اهمیت دارد. فولاد آلیاژی از آهن، کربن و سایر مواد شیمیایی است. انواع مختلف فولاد از ترکیبات مختلفی از عناصر شیمیایی تشکیل شده است. به عنوان مثال، فولاد ضد زنگ حاوی حداقل 10.5٪ کروم است در حالی که فولاد کربن دارای محتوای کروم کمتری است. در نتیجه، چگالی فولاد ساده کمی با چگالی فولاد ضد زنگ متفاوت است.
هنگام ایجاد درجه جدیدی از فولاد یا جوشکاری یک نوع فولاد به نوع دیگر، چگالی بر استحکام، سختی و چکش‌خواری مواد تولید شده تأثیر می‌گذارد.
چگالی فولاد ضد زنگ چقدر است؟
در مقایسه با بسیاری از فلزات دیگر، فولاد یک ماده بسیار متراکم است. به عنوان مثال، تیتانیوم تقریباً نصف چگالی فولاد و آلومینیوم حدود یک سوم چگالی دارد.
چگالی فولاد ساده حدود 490 پوند بر فوت مکعب است که می تواند به صورت 7.85 گرم بر سانتی متر مکعب نیز بیان شود. چگالی فولاد کربن حدود 7.84 گرم بر سانتی متر مکعب، چگالی آهن خالص حدود 7.86 گرم بر سانتی متر مکعب و فولاد ضد زنگ حدود 8.03 گرم بر سانتی متر مکعب است. عیار خاص و ترکیب شیمیایی فولاد باعث می شود که چگالی آن کمی متفاوت باشد.
فولاد ضد زنگ متراکم ترین نوع فولاد است، اما چگالی چگونه در بین انواع مختلف فولاد ضد زنگ متفاوت است؟
بیایید به دو گرید متداول فولاد ضد زنگ نگاه کنیم – فولاد ضد زنگ 304 و فولاد ضد زنگ 316. چگالی گرید 304 7930 کیلوگرم بر متر مکعب است در حالی که چگالی گرید 316 حدود 7980 کیلوگرم بر متر مکعب است. ترکیب شیمیایی و محتوای متفاوت دو گرید، تفاوت در چگالی آنها را تعیین می کند. فولاد ضد زنگ 304 چگالی کمتری نسبت به 316 دارد، اما چگالی کمی بالاتر از فولاد ضد زنگ 430 در 7750 گرم بر متر مکعب دارد.
تراکم بر وزن تاثیر می گذارد. (مثال آجر و پرها را به خاطر دارید؟) بنابراین، وزن یک اقلام فولادی ضد زنگ بیشتر از یک اقلام فولاد کربنی با همان اندازه است و یک محصول فولاد ضد زنگ درجه 316 وزن بیشتری از همان محصول ساخته شده با فولاد ضد زنگ درجه 304 دارد.
با این حال، به طور کلی، یک فوت مکعب فولاد ضد زنگ حدود 490 پوند وزن دارد.
چگونه از دانش خود در مورد چگالی در هنگام انتخاب مواد استفاده کنید
هنگام انتخاب متریال برای ساخت یا ساخت چه چیزی را باید در مورد چگالی در نظر داشته باشید؟
هنگام تعیین فلزی که برای پروژه شما مناسب است، چندین فاکتور را در نظر بگیرید. شما باید در مورد هر دو ویژگی فیزیکی فلز فکر کنید – نقطه ذوب، رسانایی، و (بله) چگالی آن. همچنین باید خواص مکانیکی آن مانند استحکام، شکل پذیری و مقاومت را در نظر بگیرید.
مهندسان هنگام ساخت اختراعات خود، مزایای نسبی هر ویژگی را می سنجند زیرا تعیین می کنند که چه موادی باید محصول جدید آنها را تشکیل دهند.
تراکم به ویژه برای پروژه هایی که وزن در آن ها یک ملاحظات حیاتی است، مهم است. مهندسان در صورت نیاز به کنترل وزن جسم، سعی خواهند کرد محصولی با چگالی کم پیدا کنند. گفته می شود، آنها همچنین باید نسبت استحکام به وزن را در نظر بگیرند تا مواد محصول برای انجام کار به اندازه کافی قوی باشد.
یک آلیاژ بسیار متراکم مانند فولاد بسیار قوی تر از بسیاری از فلزات دیگر است. و از آنجایی که فولاد ضد زنگ نیز در برابر خوردگی مقاوم است و برای چشم جذاب است، انتخاب محبوب برای همه چیز از ظروف آشپزخانه گرفته تا لوازم جراحی است.
با توجه به نسبت استحکام نسبی بالای فولاد ضد زنگ، مهندسان می‌توانند از نسخه‌های نازک‌تر این ماده برای طراحی محصولات مختلف استفاده کنند. به همین دلیل است که یک تیغ جراحی می تواند بسیار نازک و به طور همزمان بسیار قوی باشد.
برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد ترکیب و کاربرد فولاد ضد زنگ، از مقالات دیگر در سایت ما دیدن کنید.
برای اطلاعات بیشتر با تیم ما تماس بگیرید. شماره تماس: 47951 021
