وزن مخصوص آلومینیوم

همان ‌طور که می ‌دانید آلومینیوم یکی از فلزات بسیار پرمصرف در صنایع مختلف می‌ باشد. خواص منحصر به ‌فرد این فلز، آن را به یکی از بهترین مواد اولیه در ساخت انواع وسایل و حتی اتومبیل‌ های بسیار لوکس و صنایع بزرگ قرار داده است. اولین استفاده ‌های آلومینیوم در ساخت وسایل آشپزخانه بود که هنوز هم وسایلی که از این جنس باشند به‌ عنوان مرغوب ‌ترین ابزار شناخته می‌ شوند و طول عمرشان بسیار بالاست. در حال حاضر استفاده از فلز آلومینیوم به حدی در دنیا رواج پیدا کرده است و جزء اولین و بهترین فلزات به شمار می ‌آید. بنابراین هر طرف را که نگاه کنید آلومینیوم نقشی در زندگی مدرن امروزی ما بازی می ‌کند. می ‌توان گفت علت اصلی کاربرد فراوان آلومینیوم ویژگی ‌های منحصر به ‌فرد آن است که یکی از این ویژگی ‌ها وزن مخصوص آلومینیوم است.

محاسبه وزن مخصوص آلومینیوم

ویژگی ‌های عنصر آلومینیوم

وزن مخصوص یکی از ویژگی ‌های منحصر به ‌فرد عناصر شیمیایی است و مانند شناسنامه این عناصر عمل می‌ کند. هر عنصر شیمیایی در جدول مندلیف دارای یک عدد اتمی مخصوص است که از آن در محاسبات وزنی استفاده می ‌کنند. فلز آلومینیوم نیز دارای عدد اتمی 13 می ‌باشد و با نماد AL نمایش داده می ‌شود. این فلز دارای رنگ نقره ‌ای بوده و از سنگ معدنی به نام بوکسیت استخراج می‌ گردد. مهم‌ ترین علت محبوبیت این فلز وزن پایین آن و مقاومت بالای آلومینیوم در برابر واکنش شیمیایی اکسیداسیون است. آلومینیوم خالص بسیار نرم و منعطف می‌ باشد و نمی ‌توان به ‌تنهایی از آن در ساخت انواع وسایل در صنایع استفاده کرد. به همین دلیل مهندسین مواد معمولاً آن را با توجه به نوع کاربردی که دارد با آلیاژهایی از جنس مس، منیزیم، منگنز، سیلیکون و موارد دیگر ترکیب می‌ کنند تا علاوه بر سبکی و مقاومت، استحکام و انعطاف ‌پذیری بالایی هم داشته باشد.

محاسبه وزن مخصوص آلومینیوم

به‌ طور کلی وزن مخصوص هر ماده‌ ای برابر است با نسبت وزن آن ماده بر حجم آن که طبق استانداردهای جهانی با نماد γ در فرمول ‌های شیمی نمایش داده می ‌شود. اگر بخواهیم از یک فرمول خاص اثبات‌ شده وزن مخصوص را محاسبه کنیم به شکل زیر می‌ باشد:

فرمول محاسبه وزن مخصوص آلومینیوم

در این فرمول، γ پارامتر وزن مخصوص ماده مورد نظر، ƿ پارامتر جرم واحد حجم یا همان چگالی ماده و g پارامتر شتاب جاذبه زمین می ‌باشد که به دلیل ثابت بودن، معمولاً برای راحتی محاسبات معادل 9.8 در نظر گرفته می‌ شود.

اهمیت وزن مخصوص آلومینیوم

شاید برایتان این سؤال پیش آمده باشد که وزن مخصوص آلومینیوم چه فایده ‌ای دارد؟ در واقع وزن مخصوص آلومینیوم برای محاسبه دقیق وزن ورق‌ های آلومینیومی در زمان خرید استفاده می ‌شود تا بتوان قیمت میزان آلومینیوم مورد نیاز را محاسبه کرد؛ این عدد برای کارفرمایان و پیمانکاران عدد بسیار مهمی به حساب می آید و نقش زیادی در هزینه ‌های یک پروژه دارد. همچنین در صنایعی مثل اتومبیل که آلومینیوم به‌ عنوان مواد اولیه استفاده می‌ شود از وزن مخصوص آلومینیوم برای محاسبه ورق مورد نیاز و وزنی که برای اتومبیل ایجاد می ‌کند، بهره می‌ گیرند؛ زیرا این وزن در میزان شتاب و سرعت ماشین تأثیر زیادی دارد.

اگر وزن مخصوص آلومینیوم را برابر با 2.7 گرم بر سانتی‌ متر مکعب در نظر بگیریم میزان وزن ورق مورد نیاز از جنس آلومینیوم به شکل زیر محاسبه می ‌شود:

فرمول محاسبه وزن ورق آلومینیوم

بنابراین اگر بخواهید وزن یک مترمربع آلومینیوم را محاسبه کنید باید به ‌جای طول و عرض در فرمول بالا عدد یک را بگذارید و بعد با توجه به پارامتر متغیر ضخامت ورق‌ ها وزن یک متر به دست می ‌آید.

استاندارد ورق‌ های فلزی و جدول آنها

به‌ طور کلی امروزه از انواع ورق ‌های فلزی که آلومینیوم نیز یکی از پرمصرف ‌ترین آنهاست در صنایع مختلف و محصولات متنوع استفاده می ‌شود؛ می‌ توان گفت بنای مهندسی امروز بر اساس ورق‌ های فلزی است؛ بنابراین برای اینکه نتایج خوبی در هنگام استفاده از این مواد حاصل شود باید یک سری استانداردهای جهانی را برای آنها در نظر گرفت.

معمولاً برای نوشتن استانداردهای هر فلز، آن فلز را از چند جهت مورد بررسی قرار می‌ دهند. یکی از مهم ‌ترین موارد تأثیرگذار بر استاندارد یک فلز مانند آلومینیوم نوع فولادی است که با آن مثلاً ورق آلومینیوم را می‌ سازند؛ زیرا برای ساخت ورق ‌های مختلف مانند گالوانیزه، استیل، آلومینیوم و موارد دیگر که همگی بر پایه فولاد هستند از دماهای مختلفی استفاده می‌ شود و روند ساخت نیز یکسان نخواهد بود. ویژگی دیگر که معمولاً برای استانداردها مورد بررسی قرار می ‌گیرد ابعاد آن فلز مشخص است. معمولاً این ابعاد در یک جدول وزنی درج می ‌گردد و تولیدکنندگان ابعاد ورق ‌های فلزی مانند ورق ‌های آلومینیومی را طبق همان جدول استاندارد تولید می ‌کنند. این جدول استاندارد برای خریدار و فروشنده بسیار مهم است زیرا به‌ طور مستقیم در قیمت نهایی فلز تأثیر می‌ گذارد.

استاندارد ورق‌ های فلزی

جدول استاندارد ورق آلومینیوم

با توجه به اینکه در قسمت قبلی به ‌طور کامل توضیح دادیم که اصلاً استاندارد فلزات چیست برای آلومینیوم نیز استانداردهای خاصی وجود دارد. معمولاً ورق ‌های آلومینیومی از نظر ضخامت بسیار نازک و سبک هستند. بااین‌حال بسته به نوع کاربرد آلومینیوم از ضخامت‌های مختلفی برای تولید ورق‌های این فلز استفاده می‌شود. همچنین آلومینیوم را در انواع مختلفی به‌صورت زیر تولید می‌کنند:

  • ورق ‌های آلومینیوم آجدار
  • ورق ‌های آلومینیوم الکترواستاتیک
  • ورق ‌های آلومینیوم ذوزنقه ‌ای
  • ورق ‌های آلومینیوم رنگی
  • ورق‌ های آلومینیوم کامپوزیتی
  • ورق‌ های آلومینیوم امباس

ورق ‌های آلومینیومی به‌ صورت استاندارد در 8 گروه متفاوت قرار داده می‌ شوند که از 1000 شروع شده و به 8000 ختم خواهند شد. معمولاً آلومینیوم ‌هایی که در گروه 1000 قرار می‌ گیرند آلومینیوم ‌های خالص تجاری هستند اما آلومینیوم‌ های گروه‌ های دیگر با آلیاژهای مختلف بسته به نوع کاربرد و انتظار مشتری با آلیاژهایی که قبلاً گفتیم ترکیب می ‌شوند. ورق ‌های آلومینیوم 6061 و 7075 در ایران بیشترین کاربرد را دارند.

در جدول زیر استاندارد مکانیکی ورق‌ های آلومینیومی سری 6061 بر اساس نوع عملیات حرارتی آورده شده است:

ردیفنوع عملیات حرارتیحداکثر استحکام کششی (MPa)حداکثر تنش تسلیم (MPa)میزان انعطاف‌پذیری برحسب درصد
16061T01205525
2T4606121011016
3T660612902408
4T6T65157250311
5T7350343417

نوع عملیات حرارتی حداکثر استحکام کششی (MPa) حداکثر تنش تسلیم (MPa) میزان انعطاف ‌پذیری بر حسب درصد
جدول استاندارد وزن مخصوص آلومینیوم بر اساس ضخامت نیز به شکل زیر می ‌باشد که محاسبات شما را آسانتر می‌ کند:

ردیفطول برحسب میلی‌مترعرض برحسب میلی‌مترضخامت برحسب میلی‌متروزن مخصوص برحسب کیلوگرم
1200010000.42.2
2200010000.52.7
3200010000.63.3
4200010000.73.8
5200010000.84.4
6200010000.94.9
72000100015.4
8200010001.256.8
9200010001.58.1
1020001000211
1120001000316.5

نحوه محاسبه وزن مخصوص آلومینیوم

با توجه به همه مواردی که تا اینجا توضیح دادیم شما باید بتوانید قبل از خرید آلومینیوم مورد نیاز با توجه به وزن مخصوص آلومینیوم، وزن مورد نیاز خود از این فلز را محاسبه کنید. برای محاسبه وزن، پارامترهای مختلفی می ‌تواند تأثیرگذار باشد که در ادامه در مورد هر پارامتر توضیح مختصری خواهیم داد:

  • متریال

از آنجایی‌ که ورق ‌های آلومینیوم با آلیاژهای متفاوتی ساخته می ‌شود باید برای محاسبه وزن آن بدانید که از چه آلیاژی در آن استفاده‌ شده است. هر کدام از این آلیاژها یک وزن اسمی متفاوت دارند که روی وزن نهایی آلومینیوم تأثیر می‌ گذارد.

  • شکل مقطع

محصولات آلومینیوم شرکت ‌های فولاد در مقاطع مختلفی بر حسب نیاز مشتری تولید می ‌شوند. این مقاطع شامل گرد، چهار پهلو، تسمه‌ ای، شش ‌پر، هشت‌ پر، ورق، صفحه پلیت، تیوب، رینگ و لوله ‌ای می باشد که در فرمول ‌های تعیین وزن به نوع مقطع برای محاسبه مساحت مقطع و وزن آن نیاز خواهید داشت.

  • تعداد

باید مشخص باشد مثلاً اگر شما می ‌خواهید ورق آلومینیوم بخرید چند ورق می ‌خواهید یا اگر می‌ خواهید آلومینیوم را به‌ صورت لوله ‌ای تهیه کنید به چه تعداد شاخه آلومینیوم نیاز دارید.

  • مقادیر ابعادی

ابعاد ورق‌ های مورد نیاز شما یا انواع دیگر آلومینیوم در وزن آن ورق تأثیر دارد و کاملاً یک پارامتر بدیهی است؛ یعنی مشخص است که مثلاً 2 متر آلومینیوم وزن بیشتری از 1 متر آلومینیوم خواهد داشت. با این‌ حال در محاسبه دقیق شما باید مشخص باشد که این ابعاد چند هستند.

  • محاسبه

در نهایت می ‌توانید با توجه به همه این موارد وزن مورد نیاز خود برای یک پروژه را با توجه به جدولی که در قسمت قبلی برایتان آورده شد محاسبه کنید.

دو ویژگی مهم آلومینیوم

اگر بخواهیم ویژگی ‌های فیزیکی و مهم آلومینیوم که باعث محبوبیت این فلز و کاربرد فراوان آن شده است را نام ببریم می ‌توانیم به موارد زیر اشاره کنیم، اما دو ویژگی آن که بسیار حائز اهمیت است وزن سبک و مقاومت بالای آلومینیوم در برابر زنگ زدگی و خوردگی می باشد.

  • وزن سبک
  • قیمت مناسب
  • انعطاف ‌پذیری بسیار بالا و در نتیجه شکل‌ پذیری خیلی خوب
  • سطح براق، یکدست و بسیار صاف
  • مقاومت بالا در برابر خوردگی و زنگ‌ زدگی
  • استحکام بالا به دلیل ترکیب با برخی از آلیاژهای دیگر
  • قابلیت ماشین ‌کاری و جوشکاری بالا
  • دوستدار محیط‌ زیست و قابلیت استفاده برای بسته ‌بندی مواد غذایی
  • عدم وجود میدان مغناطیسی در آن
  • رسانایی ویژه آلومینیوم
  • گرمای ویژه آلومینیوم

کاربرد آلومینیوم در صنعت و زندگی روزمره

کاربرد آلومینیوم در صنعت و زندگی روزمره

همان‌ طور که ملاحظه کردید وزن مخصوص آلومینیوم نسبتاً پایین بوده و همین امر موجب سبکی آن شده است. به ‌علاوه قیمت و سایر ویژگی‌ های این فلز که در قسمت‌ های قبلی به آن اشاره کردیم باعث شده که آلومینیوم کاربردهای بسیار وسیعی در ساختمان سازی، صنعت خودرو و زندگی روزمره داشته باشد. برخی از کاربردهای متداول این فلز عبارتند از:

  • ساخت درب و پنجره ‌های تک جداره ، دوجداره و سه جداره
  • کاربرد آلومینیوم در ساختمان ‌سازی
  • کاربرد آلومینیوم در صنعت خودرو
  • استفاده در وسایل حمل ‌و نقل
  • بسته‌ بندی مواد غذایی
  • ساخت انواع لوازم ‌خانگی با کیفیت و بادوام
  • استفاده در خطوط انتقال الکتریسیته
  • ساخت پوسته جت
  • ساخت مخزن‌ های هوافضا
  • ساخت مخزن ‌های محافظ سوخت در دماهای پایین
  • استفاده در صنایع نظامی
  • تولید انواع پلاک
  • استفاده در داروسازی
  • ساخت ریل‌ های راه ‌آهن

سخن آخر

فلز آلومینیوم یکی از فلزات بسیار عالی و با وزن پایین است. یکی از ایرادات بزرگ انواع فولاد و محصولات فولادی وزن زیاد آنها می‌ باشد که در برخی مسائل مانند شتاب و سرعت اتومبیل اشکالات زیادی ایجاد می ‌کند که آلومینیوم این مشکلات را حل کرده است. به‌ علاوه به دلیل فراوانی آن در محیط‌ زیست و اینکه دوستدار محیط ‌زیست است انتظار می‌ رود در آینده ‌ای نه‌ چندان دور جایگزین بسیاری از فلزات در صنایع قرار گیرد.

تماس 03135155000 03135156000 0