Kepadatan Logam Umum: Tabel Baja, Aluminium, Tembaga, Titanium & Kuningan
Untuk perkiraan cepat, gunakan 7,850 kg/m³ untuk baja karbon, 2,700 untuk aluminium 6061, 8,960 untuk tembaga murni, 4,510 untuk titanium Grade 2, dan 8,530 untuk kuningan C260. Gunakan paduan dan bentuk produk yang tepat ketika massa memengaruhi desain, harga, pengangkatan, atau pengiriman; hentikan dan verifikasi data produsen ketika nilai tersebut sangat penting untuk kontrak.
7,850 kg/m³ atau sekitar 0.284 lb/in³.
Sekitar 65.6% lebih ringan daripada baja dengan volume yang sama.
Sekitar 14.1% lebih berat daripada baja dengan volume yang sama.
Lebih ringan dari baja, tetapi lebih berat dari aluminium.
Biasanya lebih berat dari baja dan lebih ringan dari tembaga.
Bandingkan massa, inersia, dan perkiraan jumlah material sebelum gambar dirilis.
Sesuaikan paduan, perlakuan panas, bentuk produk, dan suhu dengan data atau spesifikasi produsen.
Termasuk proses pemesinan, pelapisan, perangkat keras, pengemasan, dan metode penimbangan yang sebenarnya.
Mintalah sertifikat, dasar kepadatan, atau verifikasi skala jika biaya atau keselamatan bergantung padanya.
Berapakah nilai kerapatan untuk logam-logam umum?
Nilai-nilai di bawah ini adalah nilai nominal mendekati suhu ruangan. Label baris penting: "baja" adalah konvensi estimasi praktis, sedangkan 6061, C11000, dan Ti-6Al-4V adalah material komersial yang telah ditentukan. Gunakan grade yang ditentukan untuk gambar yang telah dirilis atau pesanan pembelian.
| Bahan/kelas | kg / m³ | g / cm³ | pon/dalam³ | pon/kaki³ | Catatan praktis |
|---|---|---|---|---|---|
| Baja karbon atau baja strukturalPerkiraan umum | 7,850 | 7.85 | 0.284 | 490 | Berguna untuk pembuatan daftar material awal dan pengecekan berat per bagian. |
| Baja tahan karat 304/304LBasis Outokumpu pada suhu 20°C | 7,900 | 7.90 | 0.285 | 493 | Sedikit lebih rendah dari 316/316L. |
| Baja tahan karat 316/316LBasis Outokumpu pada suhu 20°C | 8,000 | 8.00 | 0.289 | 499 | Pilihan nilai penting di antara kelompok besar siswa. |
| Aluminium 6061Nilai nominal Kaiser pada suhu 20°C | 2,700 | 2.70 | 0.098 | 169 | Paduan struktural ringan umum. |
| Aluminium 7075Nilai nominal Kaiser pada suhu 20°C | 2,800 | 2.80 | 0.101 | 175 | Sekitar 3.7% lebih padat daripada 6061 dengan volume yang sama. |
| Tembaga murniReferensi unsur | 8,960 | 8.96 | 0.324 | 559 | Jangan digunakan sebagai pengganti paduan tembaga komersial bermerek. |
| Tembaga C11000 ETPCDA nominal pada 68°F | 8,910 | 8.91 | 0.322 | 556 | Tembaga komersial berkonduktivitas tinggi yang umum. |
| Titanium Kelas 2Tingkat kemurnian komersial | 4,510 | 4.51 | 0.163 | 282 | Tahan korosi dan mudah dibentuk; tidak seringan aluminium. |
| Ti-6Al-4V Kelas 5Nilai TIMET pada suhu 22°C | 4,420 | 4.42 | 0.160 | 276 | Kekuatan spesifik tinggi; sedikit lebih ringan dari Grade 2. |
| Kuningan C26000Selongsong peluru kuningan | 8,530 | 8.53 | 0.308 | 533 | Referensi kuningan yang berguna, bukan nilai yang berlaku untuk setiap jenis kuningan. |
| Kuningan C36000Kuningan yang mudah dipotong | 8,500 | 8.50 | 0.307 | 531 | Sering dipilih karena performa pemesinan yang baik. |
Nilai yang dibulatkan paling baik untuk estimasi rutin. Penambahan angka desimal tidak membuat nilai perkiraan keluarga menjadi lebih akurat.
Logam manakah yang paling berat?
Untuk volume padat yang sama, tembaga dan kuningan lebih berat daripada baja. Titanium berada di antara baja dan aluminium. Batang-batang tersebut menggunakan baja karbon 100%.
Bagaimana cara menghitung berat logam dari densitas dan dimensinya?
Pilih material dan bentuk, lalu masukkan dimensinya. Hasilnya adalah massa teoretis berdasarkan kepadatan nominal dan geometri—bukan berat pengiriman atau pengangkatan yang bersertifikat.
Satu lembar aluminium 6061 berukuran 1,000 × 500 × 10 mm.
Periksa revisi gambar, lubang, toleransi, lapisan, logam las, oli, dan kemasan. Verifikasi berat kotor kritis pada timbangan yang sesuai.
Apa yang dimaksud dengan kepadatan logam?
Kepadatan menunjukkan berapa banyak massa yang dapat masuk ke dalam volume tertentu. Balok tembaga kecil bisa lebih berat daripada balok aluminium yang lebih besar karena tembaga memuat lebih banyak massa ke dalam setiap sentimeter kubik.
Dalam bidang teknik, massa jenis ditulis sebagai ρ (rho). Satuan SI-nya adalah kg/m³. Gambar produk dan data pemasok juga menggunakan g/cm³, kg/dm³, lb/in³ dan lb/ft³.
Massa dan berat: para insinyur membedakan massa dari gaya berat. Dalam pekerjaan pembelian dan pengiriman barang sehari-hari, "berat dalam kg" biasanya berarti massa. Gunakan densitas untuk perhitungan massa; sertakan gravitasi hanya jika Anda membutuhkan gaya.
- ρ = kepadatan
- m = massa
- V = volume material bersih
Susun ulang persamaannya untuk estimasi berat: m = ρ × V.
Satuan apa yang sebaiknya Anda gunakan untuk kepadatan dan berat logam?
| Konversi dari | Ubah ke | Operasi | Contoh baja |
|---|---|---|---|
| g / cm³ | kg / m³ | Kalikan dengan 1,000 | 7.85 × 1,000 = 7,850 kg/m³ |
| g / cm³ | pon/dalam³ | Kalikan dengan 0.0361273 | 7.85 ≈ 0.2836 lb/in³ |
| g / cm³ | pon/kaki³ | Kalikan dengan 62.428 | 7.85 ≈ 490.1 lb/ft³ |
| pon/dalam³ | kg / m³ | Kalikan dengan 27,679.90 | 0.2836 ≈ 7,850 kg/m³ |
Untuk gambar dalam milimeter, gunakan rumus: massa (kg) = densitas (g/cm³) × volume (mm³) ÷ 1,000,000.
Mengapa nilai densitas logam berbeda antara berbagai jenis paduan?
Baja, aluminium, titanium, dan kuningan adalah keluarga paduan. Komposisi kimianya mengubah massa di dalam volume tertentu. Suhu, pori-pori, dan metode pengukuran juga dapat memengaruhi hasilnya.
Baja
Gunakan 7.85 g/cm³ untuk perkiraan baja karbon awal. Baja tahan karat 304 sekitar 7.90 dan 316/316L sekitar 8.00. Untuk balok dan profil, tabel massa per panjang dari produsen seringkali lebih baik.
Cara kerja komposisi baja →Aluminium
6061 memiliki kepadatan sekitar 2.70 g/cm³; 7075 sekitar 2.80. Aluminium memiliki kepadatan mendekati sepertiga dari baja pada volume yang sama, tetapi desain pengganti mungkin memerlukan penampang yang berbeda.
Bandingkan 6061 dan 7075 →Tembaga
Tembaga murni memiliki massa jenis sekitar 8.96 g/cm³. C11000 ETP memiliki massa jenis sekitar 8.91. Nyatakan apakah bagian tersebut adalah OFHC, ETP, deoksidasi fosfor, atau paduan tembaga lainnya.
OFHC vs tembaga ETP →titanium
Titanium grade 2 memiliki massa jenis sekitar 4.51 g/cm³; sedangkan Ti-6Al-4V sekitar 4.42 g/cm³. Titanium lebih berat daripada aluminium tetapi jauh lebih ringan daripada baja untuk volume yang sama.
Perbandingan sifat titanium →kuningan
Kuningan kartrid C260 memiliki berat jenis sekitar 8.53 g/cm³; sedangkan jenis kuningan umum lainnya berkisar antara 8.39–8.75. Sebutkan jenis UNS sebelum memesan atau menghitung jumlah besar.
Perbedaan kuningan dan perunggu →Suhu juga berpengaruh. Suatu benda padat biasanya memuai saat suhunya meningkat. Massa yang sama kemudian mengisi volume yang lebih besar, sehingga densitasnya menurun. Nilai pada suhu ruangan saja tidak cukup untuk pekerjaan kriogenik, layanan suhu tinggi, atau metrologi presisi.
Apa perbedaan antara rumus pelat, batang bundar, dan tabung?
Pertama, hitung volume bersih. Kemudian kalikan dengan densitas yang dipilih. Pertahankan setiap dimensi dalam satu sistem satuan, dan kurangi lubang atau rongga sebelum perkalian akhir.
Volume = length × width × thicknessContoh: 1,000 × 500 × 10 mm aluminium 6061 = 13.50 kg.
Volume = π × diameter² × length ÷ 4Jangan gunakan jari-jari jika rumus meminta diameter.
Volume = π × (OD² − ID²) × length ÷ 4Massa tabung sensitif terhadap toleransi dinding dan ovalitas.
Berapakah berat material sebuah pelat seluas 1 m²?
Sebuah pelat padat berukuran 1,000 × 1,000 × 10 mm memiliki volume 0.010 m³. Massa berubah seiring perubahan material meskipun setiap dimensi luar tetap sama.
Penting: volume yang sama tidak berarti kinerja yang sama. Penggantian yang sebenarnya mungkin memerlukan ketebalan, pola rusuk, sambungan, atau penyangga yang baru.
Mengapa berat logam sebenarnya bisa berbeda dari berat teoritis?
Perhitungan densitas biasanya memberikan massa logam bersih nominal. Skala dapat menunjukkan angka yang berbeda karena bagian dan kemasan sebenarnya mencakup lebih banyak—atau lebih sedikit—daripada model sederhana.
Sesuaikan densitas dengan paduan, bentuk produk, dan suhu referensi.
Gunakan dimensi CAD yang telah dirilis atau dimensi yang mempertimbangkan toleransi. Kurangi lubang dan rongga.
Sertakan bahan baku pemesinan, logam las, pelapis, sisipan, oli, dan lapisan pelindung sesuai kebutuhan.
Termasuk palet, peti, tali pengikat, pengencang, lapisan film pembatas, dan bahan pengisi.
Gunakan timbangan yang sesuai sebelum mengangkat barang, memesan pengiriman, atau menerbitkan dokumen penting.
Toleransi dimensi dapat menjadi faktor dominan.
Perbedaan ketebalan atau diameter yang kecil dapat menjadi perubahan massa yang besar pada lembaran lebar, batangan panjang, atau satu batch produksi. Hitung kasus minimum dan maksimum ketika muatan atau penagihan menjadi sensitif.
Sebuah model masih bisa salah.
Periksa satuan, revisi gambar, penugasan material, lubang yang disembunyikan, badan yang diduplikasi, stok permesinan, dan perangkat keras yang disertakan. Bandingkan massa CAD dengan perhitungan manual sederhana.
Pelapisan dan perakitan menambah massa.
Pelapisan, penyelubungan, endapan las, pengencang, sisipan, toleransi korosi, dan media proses yang terperangkap mungkin kecil per bagian, tetapi material di seluruh pesanan.
Nilai bersih bukan nilai kotor.
Pengemasan menambah berat tara. Perencanaan pengiriman barang juga membutuhkan ukuran kemasan, pusat gravitasi, beban lantai, titik pengangkatan, dan aturan muatan rute.
Kapan Anda harus menggunakan densitas padat, densitas curah, atau densitas semu?
Bagan ini menggambarkan logam padat. Bagan ini tidak boleh diterapkan langsung pada bubuk, serpihan, potongan logam, coran berpori, bagian yang disinter, struktur kisi, atau busa logam.
| Basis kepadatan | Volume berapa yang dihitung? | Bahan khas | Jangan bingung dengan |
|---|---|---|---|
| Secara teoritis atau tanpa pori | Material padat tanpa pori-pori. | Referensi komposisi atau paduan tempa. | Kepadatan sebenarnya dari bagian berpori pada selubung. |
| Jumlah besar atau amplop | Volume eksternal termasuk rongga internal. | Bagian yang disinter, dicetak, atau dibuat dengan metode aditif. | Nilai paduan tempa dengan kepadatan penuh. |
| Kepadatan semu bubuk | Massa bubuk dibagi dengan volume curah lepas. | Bubuk logam yang mudah mengalir. | Kepadatan paduan padat. |
| Kepadatan curah besi tua lepas | Massa sisa dibagi dengan volume wadah. | Serpihan, potongan sisa, dan sisa potongan. | Batang padat dengan kotak luar yang sama. |
Laporkan metodenya beserta nomornya. Kepadatan semu bubuk, kepadatan bagian yang disinter, dan kepadatan paduan bebas pori menjawab pertanyaan yang berbeda. Nilai tanpa dasar pengujian atau volume mudah disalahgunakan.
Bagaimana kepadatan memengaruhi desain, biaya, dan pengadaan material?
Kepadatan sangat penting, tetapi bukan merupakan penilaian material yang lengkap. Balok dengan volume sama yang paling ringan mungkin tidak menghasilkan bagian yang paling lentur dan ringan.
Massa mengubah beban dan gerakan.
Kepadatan memengaruhi beban gravitasi, gaya percepatan, pusat massa, inersia, energi tumbukan, keseimbangan, dan frekuensi alami. Verifikasi sistem satuan pemecah masalah dengan blok sederhana sebelum mempercayai model yang kompleks.
Ubah ukuran sebelum membandingkan.
Material dengan kepadatan rendah mungkin memerlukan penampang yang lebih dalam, dinding yang lebih tebal, atau lebih banyak penyangga. Bandingkan desain yang memenuhi persyaratan kekuatan, defleksi, kelelahan, tekuk, suhu, dan korosi yang sama.
Harga per kilogram bukan merupakan bagian dari biaya.
Termasuk stok yang dibeli, hasil pemotongan, waktu pemesinan, penyambungan, perlakuan panas, inspeksi, pelapisan, pengiriman, kredit barang rusak, dan masa pakai. Kepadatan hanya salah satu input.
Muatan padat dan besar akan mengalami kegagalan dengan cara yang berbeda.
Tembaga mungkin mencapai batas muatan atau batas beban lantai sebelum menggunakan volume yang tersedia. Fabrikasi aluminium ringan mungkin menggunakan paket kubus terlebih dahulu. Periksa massa dan dimensinya.
Pertanyaan yang bermanfaat: Tingkat mutu, bentuk produk, dan jalur manufaktur mana yang memenuhi fungsi tersebut dengan total risiko dan biaya siklus hidup terendah yang dapat diterima?
Apa saja yang harus Anda sertakan dalam RFQ (Permintaan Penawaran) untuk berat logam?
- Paduan atau mutu yang tepat dan standar yang berlaku
- Lembaran, pelat, batangan, tabung, coran, tempa atau bagian bubuk
- Kondisi temper, anil, atau perlakuan panas.
- Revisi dan kuantitas gambar/CAD yang telah dirilis
- Dimensi nominal, toleransi, dan kelonggaran pemesinan.
- Bahan baku awal, suku cadang jadi, berat bersih, berat tara, atau berat kotor
- Sumber kepadatan dan suhu jika kontrak sangat penting
- Pelapisan, penyepuhan, logam las, sisipan atau oli termasuk
- Dasar penagihan teoritis versus dasar penagihan berdasarkan berat timbangan.
- Akurasi skala dan toleransi penerimaan yang dibutuhkan
- Sertifikat kesesuaian atau sertifikat uji material
- Ketertelusuran panas/lot dan identifikasi material yang tepat.
- Inspeksi, pengambilan sampel, dan kebutuhan saksi independen
- Metode densitas atau porositas untuk komponen bubuk/sinter
- Prioritas diberikan jika hasil pemasok dan penerima berbeda.
- Berat per satuan, bundel, palet, peti, dan pengiriman
- Tujuan dan moda pengiriman
- Ukuran kemasan, pusat gravitasi, dan titik pengangkatan
- Batasan untuk forklift, derek, rak, lantai, dan pengangkut.
- Pengurangan kerugian, sampel, suku cadang, dan kepemilikan barang rongsokan
Pertanyaan apa saja yang diajukan pembeli terkait kepadatan logam?
Jawaban singkat untuk desain, penawaran harga, dan perbandingan material.
Berapakah massa jenis baja dalam kg/m³?
Massa jenis baja karbon dan baja struktural umumnya diperkirakan sebesar 7,850 kg/m³, setara dengan 7.85 g/cm³ atau sekitar 490 lb/ft³. Ini adalah nilai nominal praktis, bukan nilai pasti untuk setiap jenis baja. Baja tahan karat 304 umumnya sekitar 7,900 kg/m³ dan 316/316L sekitar 8,000 kg/m³.
Seberapa jauh lebih ringan aluminium dibandingkan baja?
Untuk volume padat yang sama, aluminium 6061 dengan massa jenis 2.70 g/cm³ memiliki sekitar 34.4% massa baja karbon dengan massa jenis 7.85 g/cm³. Dengan kata lain, aluminium 6061 sekitar 65.6% lebih ringan. Komponen sebenarnya mungkin memerlukan geometri yang berbeda, jadi bandingkan desain yang sudah jadi—bukan hanya blok dengan ukuran yang sama.
Apakah tembaga lebih berat daripada baja?
Ya, untuk volume yang sama. Tembaga murni dengan massa jenis sekitar 8.96 g/cm³ kira-kira 14.1% lebih berat daripada baja karbon dengan massa jenis 7.85 g/cm³. Tembaga C11000 ETP memiliki massa jenis sekitar 8.91 g/cm³.
Mengapa grafik kepadatan logam menunjukkan nilai yang berbeda?
Data tersebut mungkin merujuk pada paduan, kemurnian, suhu, kondisi produk, definisi volume pori, atau aturan pembulatan yang berbeda. Periksa label baris, sumber, satuan, dan dasar pengukuran sebelum memutuskan bahwa dua grafik saling bertentangan.
Bisakah kepadatan mengidentifikasi logam yang tidak dikenal?
Hal ini dapat mempersempit pilihan, tetapi jarang membuktikan suatu paduan. Berbagai tingkatan saling tumpang tindih, dan lapisan, pori-pori, cairan yang terperangkap, kesalahan volume, atau kesalahan skala dapat mengubah hasilnya. Gunakan sertifikat yang dapat dilacak, PMI, kimia, atau uji lain yang sesuai untuk identifikasi yang andal.
Apakah RFQ (Permintaan Penawaran) harus menggunakan berat teoritis atau berat aktual?
Gunakan massa teoritis untuk perkiraan awal atau ketika kontrak mengadopsi basis standar nominal. Gunakan massa bersih atau kotor yang terverifikasi untuk biaya pengiriman akhir, pengangkatan, bea cukai, inventaris, atau penagihan ketika risiko mengharuskannya. Nyatakan basis yang disepakati dengan jelas.
Sumber teknis mana yang mendukung nilai kepadatan ini?
- Panduan NIST untuk SI, Bab 8 — definisi massa jenis dan satuan SI kg/m³.
- Faktor konversi massa jenis NIST — konversi untuk g/cm³, kg/m³, lb/in³ dan lb/ft³.
- Data lembaran, gulungan, dan pelat Kaiser Aluminum 6061 — Kepadatan nominal 2.70 Mg/m³ pada suhu 20°C.
- Data rentang tahan karat Outokumpu Supra — Basis densitas 316/316L.
- Data Asosiasi Pengembangan Tembaga C11000 — Kepadatan dan berat jenis tembaga ETP.
- Data Asosiasi Pengembangan Tembaga C26000 — Kepadatan dan sifat fisik kuningan selongsong peluru.
- Lembar data TIMETAL 6-4 — Kepadatan Ti-6Al-4V pada suhu 22°C.
- Fakta hidrologi tentang aluminium — perbandingan praktis dengan volume yang sama dengan baja.
Nilai-nilai tersebut merupakan data referensi nominal untuk perencanaan. Konfirmasikan data produsen terkini, spesifikasi, dan persyaratan kontrak untuk mutu dan bentuk produk yang tepat.
Kirimkan jenis paduan logam, bentuk produk, dimensi, kondisi permukaan, tugas penyambungan atau pembersihan, jumlah, dan hasil yang diinginkan. Oceanplayer Laser dapat merekomendasikan jalur pembersihan, pengelasan, atau penandaan laser yang praktis serta pemeriksaan yang diperlukan sebelum produksi.