Плотность алюминия фунт/дюйм3: точные значения для чистого алюминия, сплавов 6061, 6063 и 7075.

Для североамериканских покупателей в повседневной практике важна британская цифра: заводы указывают цены за фунты, грузовые перевозчики оценивают цены за весовые категории, а цеха с ЧПУ оценивают время обработки на основе веса заготовки. В разделах ниже описаны точные значения сплавов, преобразования, которые стоит запомнить, а также то, как плотность превращается в вес рамы, который вы можете запланировать перед заказом.

Плотность алюминия в фунтах на дюйм3: точные цифры, которые используют инженеры

Чистый алюминий имеет плотность 0,0975 фунта/дюйм3, а коммерческие сплавы группируются в узком диапазоне примерно от 0,096 до 0,102 фунта/дюйм3. Значение чистого металла преобразуется из международного значения 2,70 г/см3, что соответствует 168,5 фунта/фут3. Гранецентрированная кубическая кристаллическая структура и легкие атомы делают алюминий одним из самых легких металлов, который до сих пор несет структурную нагрузку.

Две заметки сохраняют честность числа. Во-первых, легирование почти не меняет его: даже богатая цинком сталь 7075 с плотностью 0,102 фунта/дюйм3 находится лишь примерно на 5 процентов выше чистого алюминия. Во-вторых, обозначения состояния, такие как T5 или T6, меняют прочность за счет термообработки, а не плотности, поэтому профиль 6063-T5 и профиль 6063-T6 одинакового поперечного сечения весят одинаково на метр.

Как легирующие элементы меняют плотность с 0,096 до 0,102 фунта/дюйм3

Легирование приводит к сдвигу плотности примерно на 2–6 процентов, поскольку каждый растворенный элемент имеет разную атомную массу. Медь с плотностью 8,96 г/см3 и цинк с плотностью 7,14 г/см3 намного тяжелее алюминия и выдвигают 2024 и 7075 на вершину диапазона. Магний с плотностью 1,74 г/см3 и кремний с плотностью 2,33 г/см3 легче, поэтому марки 5xxx и 6xxx находятся на уровне базового уровня чистого металла или немного ниже него.

Для промышленного каркаса важным является ряд 6063 с плотностью 0,097 фунта/дюйм3, «рабочая лошадка», используемая в большинстве систем с Т-образными пазами. Выбор между 6061 и 6063 влияет на дизайн стен и качество поверхности гораздо больше, чем на вес. техническое сравнение выбора профиля 6061 и 6063 покрывает глубину.

Преобразование плотности алюминия между фунтами на дюйм3, г/см3 и кг/м3

Чтобы преобразовать плотность алюминия из г/см3 в фунты/дюйм3, умножьте это значение на 0,036127, так что 2,70 г/см3 станет 0,0975 фунта/дюйм3. Обратное преобразование умножает фунт/дюйм3 на 27,68. Эти факторы охватывают большинство перекрестных проверок между метрическими данными азиатских экструдеров и британскими котировками дистрибьюторов в Северной Америке.

1. г/см3 в фунт/дюйм3: умножьте на 0,036127 (2,70 станет 0,0975).
2. фунт/дюйм3 в г/см3: умножьте на 27,68 (0,098 станет 2,71).
3. кг/м3 в фунт/фут3: умножьте на 0,0624 (2700 станет 168,5).
4. кг/м в фунт/фут: умножьте на 0,672 (профиль 1,70 кг/м становится 1,14 фунта/фут).

Расчет веса профиля по плотности: формула и рабочий пример

Вес профиля равен объему, умноженному на плотность, а экструзия с постоянным поперечным сечением упрощает это: площадь поперечного сечения, умноженная на длину, умножается на 0,0975 фунта/дюйм3. Если даташит отсутствует, достаточно одного чертежа.

HS-8-3030N3 Алюминиевый профиль 3030 с Т-образным пазом, толщина стенки 2,0 мм, 1,02 кг/м Этот высокопрочный профиль 6063-T5 подходит для рам, где несущая способность имеет значение, несмотря на низкую плотность алюминия. Стенки толщиной 2,0 мм и Т-образный паз толщиной 8,2 мм позволяют выполнять модульную сборку без сварки рамок оборудования автоматизации и тяжелых стеллажей. Посмотреть продукт →

Алюминий против стали: что означает соотношение прочности к весу 0,098 фунта/дюйм3

Плотность алюминия составляет примерно треть плотности стали (0,098 против 0,284 фунта/дюйм3), поэтому хорошо спроектированная алюминиевая рама снижает вес конструкции на 40–50 процентов даже после компенсации за счет более толстых секций. Титан с 0,160 и медь с 0,321 ограничивают алюминиевую линию сверху, в то время как только магний с 0,063 находится легче.

HS-8-4040L Легкий алюминиевый профиль 4040 с Т-образным пазом, 0,90 кг/м При толщине стенки 1,5 мм и весе единицы 0,90 кг/м этот профиль 40x40 уделяет первоочередное внимание экономии веса. Он хорошо соответствует обсуждению плотности, обсуждаемому в статье, предлагая практичный вариант для перегородок чистых помещений, ограждений и легких модульных рабочих станций. Посмотреть продукт →

Составление бюджета по весу для Т-образного каркаса: от сметы до грузового класса

Рассматривайте вес, обусловленный плотностью, как одну бюджетную статью, охватывающую конструкцию, оборудование и доставку, поскольку одна и та же константа 0,0975 фунта/дюйм3 влияет на все три.

• Класс груза: перевозчики LTL переоценивают груз, когда фактический вес пересекает скобку, поэтому 10-процентная ошибка в оценке может изменить счет.
• Номинальная нагрузка: ролики, регулируемые ножки и потолочные крепления оцениваются в фунтах, а собственный вес рамы поглощает часть этой нагрузки без учета полезной нагрузки.
• Прогиб: тонкостенные профили экономят вес, но больше провисают на пролетах более 1,5 метров, поэтому экономия веса прекращается там, где начинается жесткость.
• Время обработки: часы ЧПУ зависят от веса стружки, а более тяжелые заготовки удаляют больше алюминия на деталь.

Толщина стенки — самый большой рычаг внутри одной серии. В одном семействе 40x40 варианты обычно имеют толщину стенок от 1,2 мм в версиях с оптимизированным весом до стенок 4,5 мм в версиях для сверхтяжелых условий, что составляет более 50 процентов по весу на метр при той же внешней занимаемой площади. Такие поставщики, как Shanghai Huishuo Aluminium Industry Technology Co., Ltd., публикуют вес на метр для каждого варианта, который представляет собой просто плотность, умноженную на измеренное поперечное сечение, и вы можете сравнить, как каждая серия соотносит вес с номинальной нагрузкой по всему объему. промышленные алюминиевые профили экструзии диапазон.

Проработанный пример доставки: 18 метров профиля с квадратными пазами 30x60 при плотности 1,70 кг/м составляют 30,6 кг или 67,5 фунтов чистого профиля. Добавление пластин и крепежа в размере 7 процентов приводит к тому, что рама весит около 72 фунтов, что удерживает ее ниже порога в 150 фунтов, при котором многие перевозчики взимают дополнительные сборы за обработку.

HS-6-3060GB Алюминиевый профиль с квадратными пазами 30x60, 1,70 кг/м Асимметричный профиль 30x60 мм с квадратными прорезями 6,5 мм для специальных разъемов, рассчитанный на средние и тяжелые рамы. Его вес 1,70 кг/м и стенки толщиной 2,0 мм подходят для полок, опор сборочных линий и ограждений мастерских. Посмотреть продукт →

Часто задаваемые вопросы о плотности алюминия в фунтах на дюйм3

Какова точная плотность чистого алюминия в фунтах на дюйм3?

Принятое значение составляет 0,0975 фунта/дюйм3 при комнатной температуре, преобразованное из эталонной плотности 2,70 г/см3, или 2700 кг/м3. В ежедневных расчетах 0,098 фунта/дюйм3 является общепринятой округленной цифрой и находится в пределах 1 процента от точного значения.

Изменяет ли термообработка, например отпуск Т6, плотность алюминия?

Отпуски T4, T5 и T6 изменяют прочность за счет структуры выделений, а сдвиг плотности составляет менее половины процента. Нагревание металла во время эксплуатации слегка расширяет его, поэтому плотность падает примерно на 1 процент при температуре 200 градусов по Фаренгейту, но значения в технических характеристиках предполагают комнатную температуру.

Как преобразовать значение метрической таблицы в фунты на дюйм3?

Умножьте любое значение г/см3 на 0,036127. Для 6063 при 2,69 г/см3 это дает 0,097 фунта/дюйм3; для 7075 при 2,81 г/см3 это дает 0,102 фунта/дюйм3. Если в таблице данных указано кг/м3, умножьте вместо этого на 0,0000361.

Почему два профиля 40х40 от разных поставщиков весят разную сумму?

Геометрия, а не металл. Все сплавы 6xxx имеют плотность от 0,097 до 0,0975 фунта/дюйм3, поэтому разница в весе в 15 процентов между двумя профилями 40x40 обусловлена ​​толщиной стенок и конструкцией внутренних ребер. Всегда сравнивайте опубликованные значения в кг/м или фунтах/футах, а не предполагайте одинаковый вес при одинаковой занимаемой площади.