Плотность нержавеющей стали: таблица по маркам нержавейки
Плотность — базовая величина для расчёта массы любого металлопроката. У нержавеющих сталей она варьируется от 7,70 до 8,00 г/см³ в зависимости от химического состава и структурного класса.
Значения плотности по маркам нержавейки
| Марка AISI | Аналог ГОСТ | Плотность, г/см³ | Плотность, кг/м³ |
|---|---|---|---|
| 201 | — | 7,80 | 7 800 |
| 202 | 12Х17Г9АН4 | 7,80 | 7 800 |
| 301 | 07Х16Н6 | 7,90 | 7 900 |
| 302 | 12Х18Н9 | 7,90 | 7 900 |
| 303 | — | 7,90 | 7 900 |
| 304 | 08Х18Н10 | 7,90 | 7 900 |
| 304L | 03Х18Н11 | 7,90 | 7 900 |
| 309S | 20Х20Н14С2 | 7,90 | 7 900 |
| 310S | 20Х23Н18 | 7,98 | 7 980 |
| 316 | 10Х17Н13М2 | 7,98 | 7 980 |
| 316L | 03Х17Н14М3 | 7,98 | 7 980 |
| 316Ti | 10Х17Н13М2Т | 8,00 | 8 000 |
| 317L | — | 7,98 | 7 980 |
| 321 | 12Х18Н10Т | 7,90 | 7 900 |
| 347 | 08Х18Н12Б | 7,96 | 7 960 |
| 409 | 08Х13 | 7,75 | 7 750 |
| 410 | 12Х13 | 7,75 | 7 750 |
| 420 | 20Х13 | 7,75 | 7 750 |
| 430 | 12Х17 | 7,70 | 7 700 |
| 439 | 08Х17Т | 7,70 | 7 700 |
| 440C | 95Х18 | 7,70 | 7 700 |
| 446 | 15Х25Т | 7,60 | 7 600 |
| 904L | 06ХН28МДТ | 7,95 | 7 950 |
| 2205 | 03Х22Н5АМ3 | 7,80 | 7 800 |
| 2507 | — | 7,80 | 7 800 |
Плотность по классам стали
| Класс | Диапазон, г/см³ | Типичное значение |
|---|---|---|
| Аустенитные без молибдена | 7,90–7,93 | 7,90 |
| Аустенитные с молибденом | 7,95–8,00 | 7,98 |
| Аустенитные марганцовистые | 7,78–7,82 | 7,80 |
| Ферритные | 7,60–7,75 | 7,70 |
| Мартенситные | 7,70–7,80 | 7,75 |
| Дуплексные | 7,78–7,85 | 7,80 |
Закономерность простая: никель и молибден увеличивают плотность, хром — снижает. Отсюда ферритные хромистые марки легче аустенитных примерно на 3 %.
Сравнение с другими металлами
| Материал | Плотность, г/см³ | Отношение к стали 304 |
|---|---|---|
| Магний | 1,74 | 0,22 |
| Алюминий | 2,70 | 0,34 |
| Титан | 4,51 | 0,57 |
| Цинк | 7,13 | 0,90 |
| Чугун | 7,20 | 0,91 |
| Олово | 7,29 | 0,92 |
| Углеродистая сталь | 7,85 | 0,99 |
| Нержавеющая сталь 304 | 7,90 | 1,00 |
| Латунь | 8,50 | 1,08 |
| Никель | 8,90 | 1,13 |
| Медь | 8,96 | 1,13 |
| Свинец | 11,34 | 1,44 |
Нержавеющая сталь тяжелее углеродистой всего на 0,6 % — при пересчёте конструкций разница обычно несущественна.
Влияние температуры
Плотность снижается при нагреве за счёт теплового расширения. Значения для стали AISI 304:
| Температура, °C | Плотность, г/см³ | Изменение |
|---|---|---|
| 20 | 7,90 | — |
| 100 | 7,88 | −0,25 % |
| 200 | 7,85 | −0,63 % |
| 300 | 7,81 | −1,14 % |
| 400 | 7,77 | −1,65 % |
| 500 | 7,73 | −2,15 % |
| 600 | 7,69 | −2,66 % |
| 800 | 7,60 | −3,80 % |
Для инженерных расчётов при температурах до 200 °C изменением плотности обычно пренебрегают.
Как использовать в расчетах
Пруток круглый
m = π × D² / 4 × L × ρ / 1000
Круг диаметром 20 мм, длиной 1 м из стали 304: 3,14 × 400 / 4 × 1 × 7,9 / 1000 = 2,48 кг
Лист
m = L × B × S × ρ / 1000
Лист 1250 × 2500 × 2 мм: 1,25 × 2,5 × 2 × 7,9 = 49,38 кг
Труба круглая
m = π × (D − S) × S × L × ρ / 1000
Труба 25×2, длина 1 м: 3,14 × 23 × 2 × 7,9 / 1000 = 1,14 кг
Квадрат
m = A² × L × ρ / 1000
Квадрат 20×20 мм, 1 м: 400 × 1 × 7,9 / 1000 = 3,16 кг
Шестигранник
m = 0,866 × S² × L × ρ / 1000
где S — размер под ключ. Шестигранник 22 мм, 1 м: 0,866 × 484 × 7,9 / 1000 = 3,31 кг
Удельный вес и плотность
Термины часто смешивают, хотя физически это разные величины.
Плотность — масса единицы объёма, измеряется в г/см³ или кг/м³. Величина постоянная для материала.
Удельный вес — вес единицы объёма, измеряется в Н/м³. Зависит от ускорения свободного падения:
γ = ρ × g
Для стали 304: 7900 × 9,81 = 77 499 Н/м³
В практике металлоторговли под «удельным весом» почти всегда подразумевают плотность — расхождение терминологии не влияет на расчёты массы.
Частые вопросы
Какая плотность у нержавейки в кг/м³?
Для наиболее распространённой марки AISI 304 — 7900 кг/м³. Для 316L — 7980 кг/м³, для ферритной 430 — 7700 кг/м³.
Почему у разных марок плотность отличается?
Из-за химического состава. Никель (8,9 г/см³) и молибден (10,2 г/см³) плотнее железа, хром (7,19 г/см³) — легче. Соотношение легирующих элементов и определяет итоговое значение.
Какое значение брать, если марка неизвестна?
Используйте 7,9 г/см³ — это средневзвешенное для наиболее ходовых аустенитных марок. Погрешность не превысит 1,5 % для любой стандартной нержавеющей стали.
Отличается ли плотность холоднокатаного и горячекатаного проката?
Нет, плотность определяется составом, а не способом обработки. Наклёп при холодной прокатке меняет структуру, но не плотность.
Какой удельный вес у стали в кг/м3?
Удельный вес (плотность) стали зависит от ее марки и легирующих элементов. Для большинства марок нержавеющей стали плотность колеблется в диапазоне от 7700 до 7900 кг/м³. Точное значение зависит от химического состава конкретной марки и может незначительно меняться в зависимости от температуры измерения.
Какая плотность у стали AISI 304?
Плотность нержавеющей стали AISI 304 составляет около 7900 кг/м³ при температуре 20°C. Это одна из самых распространенных аустенитных марок, и ее плотность является справочным значением при расчете массы металлопроката — листов, труб, круга.
Какая плотность у нержавеющей стали 12Х18Н10Т?
Плотность стали 12Х18Н10Т составляет 7900 кг/м³. Это значение используется при расчетах массы металлопроката — листов, труб и прутков из данной марки, а также при подборе оборудования и расчете нагрузок в конструкциях.
Какая плотность у нержавейки 304?
Плотность нержавеющей стали марки 304 (аналог российской 08Х18Н10) составляет порядка 7900 кг/м³ при нормальных условиях (температура 20°C). Показатель применяется при расчете веса металлопроката для планирования логистики и закупки материала.
Как определить объемный вес нержавеющей стали?
Объемный вес (плотность) нержавеющей стали в среднем составляет 7700–7900 кг/м³ в зависимости от марки и легирующих добавок. Для расчета массы конкретного изделия объемный вес умножается на объем детали — например, для листа это произведение длины, ширины и толщины на плотность материала.
Влияет ли полировка на плотность?
Нет. Обработка поверхности снимает микрослой металла, изменяя массу изделия, но не плотность материала.
Как плотность связана с магнитными свойствами?
Прямой связи нет. Ферритные марки одновременно магнитны и менее плотны, но причина в химсоставе — высокое содержание хрома при отсутствии никеля.