ما هي كثافة الفولاذ المقاوم للصدأ؟

تتراوح كثافة الفولاذ المقاوم للصدأ من 7.5 إلى 8.0 جم/سم3 (0.27 إلى 0.29 رطل/بوصة مكعبة)، وذلك حسب السبائك. تؤثر الكثافة بشكل كبير على استخدام وأداء الفولاذ المقاوم للصدأ. نقدم لك معلومات مفصلة حول كثافة الفولاذ المقاوم للصدأ، وكيفية قياس الكثافة، وكيف تؤثر الكثافة على خصائص المادة لتسهيل اختيار الفولاذ المقاوم للصدأ.

ما هي الكثافة؟

الكثافة هي خاصية فيزيائية تصف كمية الكتلة الموجودة داخل حجم معين من مادة ما. صيغة كثافة الفولاذ المقاوم للصدأ هي:

Density = mass / volume

تؤثر الكثافة على وزن المادة واستقرارها وسلامتها البنيوية، وعادة ما يتم التعبير عنها بالجرام لكل سنتيمتر مكعب (جم/سم³) أو بالكيلوجرام لكل متر مكعب (كجم/م³). تعني الكثافة الأعلى أن المادة أثقل بالنسبة لحجم معين، مما يشير عادةً إلى بنية أكثر إحكامًا وتماسكًا.

كيفية قياس كثافة الفولاذ المقاوم للصدأ؟

يمكن تحديد كثافة الفولاذ المقاوم للصدأ باستخدام طرق مختلفة، اعتمادًا على شكل وتركيب المادة. فيما يلي أكثر التقنيات شيوعًا:

الأشكال المنتظمة

بالنسبة للأشياء ذات الأشكال المنتظمة مثل المكعبات أو الأسطوانات، يمكن حساب الحجم باستخدام الصيغ الهندسية. 

الأشكال غير المنتظمة

بالنسبة للفولاذ المقاوم للصدأ ذو الشكل غير المنتظم، فإننا غالبًا ما نستخدم طريقة الإزاحة لتحديد حجمه. تتضمن هذه الطريقة غمر عينة من الفولاذ المقاوم للصدأ في الماء وقياس التغير في مستوى الماء. يكون حجم السائل الذي أزاحه الفولاذ المقاوم للصدأ مساويًا لحجمه، مما يسمح بحساب الكثافة.

أجهزة قياس الكثافة الإلكترونية

تستطيع الأجهزة الإلكترونية المتقدمة قياس كثافة المواد بشكل مباشر عن طريق تطبيق ترددات متذبذبة وتحليل الاستجابة، وهو أمر مفيد بشكل خاص للقياسات الدقيقة في الإعدادات المختبرية.

كثافة الفولاذ المقاوم للصدأ

تختلف كثافة الفولاذ المقاوم للصدأ حسب نوعه وتركيبه. 

كثافة الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي

الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي has a high nickel content, which is a dense metal, so austenitic stainless steel has a relatively high density of 7.9 g/cm³, making it the densest type of stainless steel.

كثافة الفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي

الفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي has a relatively low carbon content and does not contain particularly dense materials, so its density is 7.7 g/cm³, which is relatively light.

كثافة الفولاذ المقاوم للصدأ المارتنسيتي

Martensitic stainless steel has a high carbon content, which gives it hard and rigid properties, but also makes it more brittle. Like ferritic stainless steel, the density of martensitic stainless steel also is 7.7 g/cm³.

كثافة الفولاذ المقاوم للصدأ دوبلكس

As a combination of austenitic stainless steel and ferritic stainless steel, the density of دوبلكس الفولاذ المقاوم للصدأ is between the two, reaching 7.8g/cm³, while having some characteristics of both.

مخطط كثافة الفولاذ المقاوم للصدأ

يوضح الجدول التالي ملخص كثافات بعض الدرجات الشائعة من الفولاذ المقاوم للصدأ.

ما هي كثافة الفولاذ المقاوم للصدأ 304؟

كثافة 304 الفولاذ المقاوم للصدأ تقريبا 8.00 جرام/سم3 (جرام لكل سنتيمتر مكعب) أو 8000 كجم/م³ (كيلوجرام لكل متر مكعب).

ما هي كثافة الفولاذ المقاوم للصدأ T304؟

كثافة الفولاذ المقاوم للصدأ T 304 تقريبا 8.00 جرام/سم3 (8000 كجم/م³).

What is the density of SS 316?

كثافة ss 316 تقريبا 7.98 جرام/سم3 (جرام لكل سنتيمتر مكعب) أو 7980 كجم/م³ (كيلوجرام لكل متر مكعب).

ما هي كثافة 316L بالكيلوجرام/م³؟

تبلغ كثافة الفولاذ المقاوم للصدأ 316L حوالي 7,980 كجم/م³. هذه القيمة قياسية إلى حد ما بالنسبة لـ 316L، على الرغم من أنه قد تحدث اختلافات طفيفة اعتمادًا على التركيب الدقيق ومعالجة الفولاذ.

ما هي كثافة الفولاذ المقاوم للصدأ 18-8؟

كثافة 18-8 الفولاذ المقاوم للصدأ (وهو اسم آخر لـ 304 الفولاذ المقاوم للصدأ) تقريبًا 8.00 جرام/سم3 (8000 كجم/م³). يشير مصطلح "18-8" إلى تركيبة السبائك، التي تحتوي على ما يقرب من الكروم 18% والنيكل 8%.

ما هي العوامل المؤثرة على كثافة الفولاذ المقاوم للصدأ؟

هناك العديد من العوامل التي تؤثر على كثافة الفولاذ المقاوم للصدأ:

تعبير

عناصر السبائك: تتأثر كثافة الفولاذ المقاوم للصدأ بعناصر السبائك الخاصة به. على سبيل المثال، تميل الفولاذ المقاوم للصدأ التي تحتوي على نسبة أعلى من النيكل إلى أن تكون أكثر كثافة لأن النيكل له وزن ذري أعلى مقارنة بعناصر أخرى مثل الكروم أو المنغنيز. وعلى العكس من ذلك، تعمل عناصر مثل الألومنيوم على تقليل الكثافة الكلية.

عملية التصنيع

المسامية: يمكن لعملية التصنيع أن تؤدي إلى ظهور المسامية، مما يقلل من كثافة المادة. تحدث المسامية بسبب الغازات المحاصرة أو المخالفات أثناء التصلب.

بنية الحبيبات: تتأثر الكثافة أيضًا ببنية حبيبات الفولاذ. فالحبيبات الأصغر والأكثر تجانسًا تؤدي عمومًا إلى كثافة أعلى بسبب تجميع الذرات بشكل أفضل.

درجة الحرارة والضغط

درجة حرارة: يؤدي ارتفاع درجة الحرارة إلى اهتزاز ذرات الفولاذ بشكل أكثر قوة، مما يؤدي إلى التمدد وانخفاض الكثافة. وعلى العكس من ذلك، يؤدي تبريد الفولاذ إلى الانكماش وزيادة الكثافة.

ضغط: يؤدي تطبيق الضغط إلى تقريب الذرات من بعضها البعض، مما يزيد من الكثافة. ويؤدي تقليل الضغط إلى ابتعاد الذرات عن بعضها البعض، مما يقلل من الكثافة.

أهمية الكثافة

إن فهم كثافة الفولاذ المقاوم للصدأ أمر بالغ الأهمية لعدة أسباب.

اختيار المواد

متطلبات التصميم: بالنسبة للتطبيقات الهيكلية، مثل البناء أو الفضاء، فإن اختيار الكثافة الصحيحة يمكن أن يضمن أن المادة تلبي متطلبات القوة والوزن.

كفاءة التكلفة: إن معرفة الكثافة تساعد في حساب تكاليف المواد وتحسين استخدام الموارد.

خصائص الأداء

القوة والمتانة: غالبًا ما ترتبط الكثافة العالية بقوة ومتانة أفضل. يمكن للمواد الأكثر كثافة أن تتحمل قوى أكبر دون تشوه.

مقاومة التآكل: يتمتع الفولاذ المقاوم للصدأ الأكثر كثافة بشكل عام بمقاومة أفضل للتآكل بسبب بنيته الجزيئية المدمجة، مما يحد من اختراق العوامل المسببة للتآكل.

تأثير الكثافة على الخصائص الأخرى

تؤثر كثافة الفولاذ المقاوم للصدأ على خصائصه المختلفة.

قوة الشد

• ترتبط قوة الشد بشكل مباشر بأداء السلامة للمواد تحت الشد. بشكل عام، يمكن للمواد ذات الكثافة العالية أن تتحمل إجهادًا أكبر ولا يسهل كسرها أثناء عملية التمدد بسبب بنيتها الداخلية الأكثر كثافة وقوة الترابط الجزيئية الأقوى، وبالتالي تظهر قوة شد أعلى.

صلابة

• تعكس الصلابة صلابة سطح المادة. بالنسبة للمواد المعدنية مثل الفولاذ المقاوم للصدأ، فإن المواد ذات الكثافة الأعلى تميل إلى أن تكون ذات صلابة أعلى لأن بنيتها الذرية محكمة ويمكنها مقاومة الانبعاج والخدوش.

اللدونة

• تعكس اللدونة صلابة ومرونة المادة أثناء التشوه. ولأن البنية الداخلية للمواد منخفضة الكثافة فضفاضة نسبيًا، فإنها عادةً ما تتمتع بلدونة أفضل ويمكنها تحمل تشوهات أكبر دون أن تنكسر بسهولة.

مقاومة التآكل

• مقاومة التآكل is one of the important indicators for measuring the durability of stainless steel. Generally speaking, materials with higher density can better resist the penetration and erosion of corrosive substances due to the compactness and density of their internal structure, so they usually have better corrosion resistance.

تطبيقات كثافة الفولاذ المقاوم للصدأ

تؤثر كثافة الفولاذ المقاوم للصدأ بشكل كبير على مدى ملاءمته لمجموعة متنوعة من التطبيقات.

الفضاء: ونظرًا للحاجة إلى تقليل الوزن الإجمالي للطائرات والمركبات الفضائية لتحسين كفاءة الوقود والأداء، يتم تفضيل سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ منخفضة الكثافة، مثل هياكل الطائرات ومكونات المحرك.

السيارات: بالنسبة للأجزاء التي تتطلب المتانة ومقاومة الصدمات، مثل أنظمة العادم والمكونات الهيكلية وميزات السلامة، يتم تفضيل الفولاذ المقاوم للصدأ عالي الكثافة بسبب قوته الممتازة.

المعدات الطبية: اعتمادًا على احتياجات الجهاز المحدد، يمكن استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ عالي الكثافة أو منخفض الكثافة. بشكل عام، يعد الفولاذ المقاوم للصدأ منخفض الكثافة أكثر ملاءمة للأجهزة التي تتطلب قابلية النقل، بينما يتم اختيار الفولاذ المقاوم للصدأ عالي الكثافة للمناسبات التي تتطلب قوة أعلى. يتم اختيار الأدوات الجراحية والغرسات بناءً على درجات مختلفة من الفولاذ المقاوم للصدأ.

صناعة البناء: نظرًا للحاجة إلى القوة والاستقرار الممتازين، يتم استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ عالي الكثافة على نطاق واسع في تطبيقات البناء الهيكلي، مثل إطارات المباني والجسور والهياكل الداعمة. هذه المادة القوية من الفولاذ المقاوم للصدأ مطلوبة.

صناعة تجهيز الأغذية والمشروبات: لتسهيل التعامل والمعالجة للمعدات، يفضل عمومًا استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ منخفض الكثافة، وغالبًا ما تستخدم معدات المعالجة والخزانات خيارات الفولاذ المقاوم للصدأ الأخف وزنًا.

المعالجة الكيميائية: نظرًا للحاجة إلى التعامل مع المواد الكيميائية المسببة للتآكل، فإن الفولاذ المقاوم للصدأ عالي الكثافة مفضل في هذه الصناعة لمقاومته الكيميائية الممتازة. غالبًا ما تكون أوعية التفاعل والأنابيب وخزانات التخزين مصنوعة من هذا الفولاذ المقاوم للصدأ عالي الكثافة.

بناء السفن: من أجل تقليل الوزن الإجمالي للسفينة وتحسين كفاءة الوقود، يتم تفضيل سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ منخفضة الكثافة لتصنيع هياكل السفن ومعدات السفن.

مخطط كثافة المعادن

لفهم الكثافة النسبية للفولاذ المقاوم للصدأ، من المفيد مقارنته بالمعادن الأخرى:

ما هي كثافة الفولاذ المعتدل؟

كثافة فولاذ خفيف تقريبا 7.85 جرام/سم3 (7850 كجم/م³). هذه القيمة نموذجية للصلب منخفض الكربون، والذي يستخدم غالبًا في البناء والتصنيع بسبب قوته وقابليته للطرق.

ما هي كثافة الفولاذ الكربوني؟

كثافة الفولاذ الكربوني عادة ما يكون حول 7.85 جرام/سم3 (7850 كجم/م³). ينطبق هذا على معظم أنواع الفولاذ الكربوني، بما في ذلك الفولاذ منخفض ومتوسط وعالي الكربون، مع اختلافات طفيفة فقط اعتمادًا على التركيب المحدد ومحتوى الكربون.

كثافة التيتانيوم مقابل كثافة الفولاذ المقاوم للصدأ:

• التيتانيوم: تقريبًا 4.51 جرام/سم3 (4510 كجم/م³).
• الفولاذ المقاوم للصدأ (على سبيل المثال، 304): تقريبًا 8.00 جرام/سم3 (8000 كجم/م³).
• مقارنة:يعتبر التيتانيوم أخف وزناً بشكل ملحوظ من الفولاذ المقاوم للصدأ، بحوالي ولاعة 44%.

كثافة الفولاذ الكربوني مقابل كثافة الفولاذ المقاوم للصدأ:

• الفولاذ الكربوني: تقريبًا 7.85 جرام/سم3 (7850 كجم/م³).
• الفولاذ المقاوم للصدأ (على سبيل المثال، 304): تقريبًا 8.00 جرام/سم3 (8000 كجم/م³).
• مقارنة:الفولاذ الكربوني أخف قليلاً من الفولاذ المقاوم للصدأ، مع وجود فقط الفرق 2% في الكثافة.

كثافة الألومنيوم مقابل كثافة الفولاذ المقاوم للصدأ:

• مقارنة:الألومنيوم أخف وزناً بشكل ملحوظ من الفولاذ المقاوم للصدأ، حوالي ولاعة 66%.
• الألومنيوم: تقريبًا 2.70 جرام/سم3 (2700 كجم/م³).
• الفولاذ المقاوم للصدأ (على سبيل المثال، 304): تقريبًا 8.00 جرام/سم3 (8000 كجم/م³).

احصل على الفولاذ المقاوم للصدأ المُرضي!

باعتبارنا موردًا محترفًا للصلب، يمكن لمجموعة SteelPRO مساعدتك في اختيار المنتج المناسب الفولاذ المقاوم للصدأ لتلبية احتياجاتك. إذا لم تكن متأكدًا من كثافة أو درجة الفولاذ المقاوم للصدأ الذي يجب عليك اختياره، فيرجى اتصل بنا وسوف نكون سعداء بمساعدتك.