الصلب في كل مكان حولك. من بناء البنية التحتية إلى الأدوات الجراحية ، يمكنك فهم الكثير إذا تعرفت على مجموعة واسعة من الأغراض الخاصة بالصلب. تنبثق خصائص الفولاذ من كيفية بنائه لهذه الأغراض ، ويمكن أن يكون للتركيب المحدد تأثير كبير على كتلة الفولاذ ، وبالتالي وزنه. أفضل طريقة لحساب كتلة الفولاذ ووزنه تعتمد على كثافته وحجمه.
وزن الصلب بالحجم
يمكنك حساب وزن الفولاذ باستخدام معادلة الوزن W = m_g للوزن _W بالنيوتن ، الكتلة م بالكيلوغرام وثابت تسارع الجاذبية 9.8 م / ث2. تقيس كتلة الجسم كمية المادة التي يحتويها الجسم بينما الوزن هو القوة التي يبذلها الجسم على الأرض بسبب الجاذبية. باستخدام معادلة الوزن ، إذا كنت تعرف كتلة جسم ما ، فيمكنك استخدامها لحساب الوزن. نيوتن واحد يساوي حوالي 0.224809 رطل من القوة.
يمكنك أيضًا استخدام كثافة الفولاذ لحساب الكتلة. كثافة الجسم هي الكتلة مقسومة على الحجم ، لذا يمكنك ضرب الكثافة في الحجم للحصول على الكتلة. تأكد من تتبع وحدات هذه الحسابات. إذا كان لديك 10 سم3 من الفولاذ بكثافة 7.85 جم / سم3ستكون الكتلة 78.5 جم أو 0.0785 كجم. يمكنك تحويل الكتلة إلى وزن بضربها في 9.8 م / ث2 للحصول على 0.77 نيوتن من الفولاذ.
يمكنك أيضًا تحديد كثافة الفولاذ باستخدام جاذبيتها النوعية. الجاذبية النوعية أو الكثافة النسبية هي نسبة كثافة المادة الفيزيائية إلى كثافة الماء. الثقل النوعي للفولاذ الكربوني هو 7.8. هذا الرقم ليس له وحدات لأنه نسبة واحد الكثافة إلى كثافة أخرى: بمعنى آخر ، يتم إلغاء الوحدات المستخدمة في الكثافة لكل من الفولاذ والماء خارج.
قيم كثافة الصلب المختلفة
تعتمد كثافة الفولاذ على كيفية صنعه. يمكن أن تعني الطرق المختلفة لقياس كثافة الفولاذ أنه يمكنك معرفة أفضل طريقة تناسب احتياجاتك.
تختلف كثافة الفولاذ حسب طريقة صنعه. المعدن الصلب المستخدم في الأدوات 7.715 جم / سم3، المعدن المشغول 7.75 جم / سم3، الأدوات المصنوعة من الصلب الكربوني 7.82 جم / سم3الحديد النقي المعدني 7.86 جم / سم3 والصلب المعدني اللين (مع القليل من الكربون) 7.87 جم / سم3. تتناسب قيم كثافة الفولاذ المختلفة هذه مع أغراضها المختلفة.
في بعض الأحيان ، يُعطى وزن الفولاذ بالنسبة إلى سمك الفولاذ. 40.80 رطل / قدم2 من الفولاذ بسماكة 1 بوصة ، وفقًا لـ Engineering Toolbox. اضرب هذا الوزن بالجنيه لكل قدم مربع في عدد الأقدام المربعة من الفولاذ التي يجب أن تحدد الوزن بالجنيه.
أنواع الحديد
الطرق الأساسية الأربعة لتقسيم أنواع مختلفة من الفولاذ هي الفولاذ الكربوني ، وسبائك الفولاذ المقاوم للصدأ ، وفولاذ الأدوات بخصائص فولاذية مختلفة. الفولاذ الكربوني صلب وهش للاستخدام في آلات التصنيع. تحتوي سبائك الفولاذ على عناصر أخرى مثل الفاناديوم والموليبدينوم والنحاس بحيث يمكن استخدامها في السكاكين والتروس.
يمكنك استخدام فولاذ السبائك المنخفضة عالي القوة (HSLA) في الهياكل الفولاذية وكذلك خطوط أنابيب الغاز والنفط. هذه الأنواع هي في الواقع نوع من الفولاذ الكربوني مع عناصر أخرى مضافة لزيادة المتانة ومقاومة التآكل والاستجابة للحرارة. تحتوي منتجات الفولاذ المقاوم للصدأ على عناصر ضئيلة من الكروم والنيكل للسماح لها بالاحتفاظ بلونها وهيكلها في الأنابيب والأدوات الجراحية والبناء. إنها تتحمل التآكل ودرجات الحرارة المرتفعة.
فولاذ الأدوات مصنوع من التنجستن والموليبدينوم ، وهو أصعب بكثير. إنها تستخدم للأدوات التي تقطع المعادن. يستخدم الفولاذ المصنوع بكميات عالية من الكربون بشكل عام في صناعة السيارات. على الرغم من أن هذه الأنواع المختلفة من الفولاذ لها خصائص فولاذية مختلفة ، إلا أنه يمكنك قياس وزنها وكتلتها بنفس الطريقة باستخدام الكثافة والحجم.