چگالی آهن چقدر است؟ نحوه محاسبه چگالی آهن و فولاد

آهن با فرمول شیمیایی Fe و عدد اتمی 36 در اولین سری انتقال و گروه 8 جدول تناوبی جای داشته و جزو چهارمین عنصر رایج زمین به‌شمار می‌آید. قابل ذکر است که بدانید فلز آهن جزو یکی از پرکاربردترین فلزات محسوب می‌شود، به‌همین خاطر موضوع چگالی آهن یا دانسیته آهن بسیار مهم تلقی می‌شود. چگالی آهن به‌طور کلی حدوداً 7.87 گرم بر سانتی‌متر مکعب است.

برای اینکه بتوانید سازه‌هایی مقاوم و در عین حال سبک بسازید، باید بتوانید وزن آهن و همچنین چگالی دیگر آلیاژهای مهم مانند فولاد و استیل را مشخص کنید؛ لازم است بدانید که چگالی استیل بیشتر از چگالی فولاد و آهن هم بیشتر از چگالی آهن بوده و درواقع چگالی آهن از همه کمتر است. برای یادگرفتن محاسبه چگالی آهن و کسب اطلاعات بیشتر در این زمینه، ما را تا انتها همراهی کنید.

چگالی آهن چگونه محاسبه می‌شود؟

در ابتدا باید با معنی چگالی آشنا شوید؛ چگالی درواقع نسبت جرم به حجم جسم را می‌گویند. جرم جسم را با ترازو اندازه‌گیری می‌کنند و واحد استاندارد آن هم کیلوگرم است؛ اما حجم جسم به مقدار فضایی مربوط است که از سمت جسم اشغال می‌شود. آهن یکی از پرکاربردترین عناصر موجود در پوسته زمین به‌حساب می‌آید که حدوداً 5 درصد آن را تشکیل داده است. این عنصر در حوزه‌های مختلفی مانند ساختمان‌سازی، خودروسازی و... استفاده می‌شود و بدون شک برای اینکه بتوانید از آن در صنایع مختلف استفاده کنید، باید بتوانید چگالی آهن یا دانسیته آن را محاسبه کنید.

برای به‌دست‌آوردن چگالی هر جسمی باید جرم آن را بر حجم تقسیم کنید که این موضوع درباره چگالی آهن نیز صدق می‌کند. چگالی آهن برابر است با 7860 کیلوگرم برمترمکعب؛ یعنی وزن یک مکعب یک متری از آهن 7874 کیلوگرم بوده که این مقدار بیش از 17000 پوند یا 9 تن است؛ به این نکته توجه داشته باشید که واحد چگالی هر جسمی معمولا کیلوگرم برمترمکعب است.

چگالی سنگ آهن چقدر است؟

بیشتر از 300 نوع کانی آهن در طبیعت وجود دارد که ازجمله مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به کنسانتره آهن اسفنجی و سنگ آهن مگنتیت اشاره کرد که هریک از آن‌ها چگالی متفاوتی نیز دارند. یک نوع سنگ هماتیت به نام الوژیست با فرمول شیمیایی Fe2o3 وجود دارد که مقداری آهن به‌اندازه 70% و مقداری آب در آن موجود است؛ چگالی آن برابر است با 26/5 که از چگالی سنگ هماتیت کمتر بوده و به همین خاطر خاصیت شکنندگی دارد؛ اما امروزه باوجود پیشرفت تکنولوژی در آزمایشگاه‌ها از طریق انواع آنالیزها و آزمایش‌ها می‌توانند میزان چگالی انواع سنگ‌های هماتیت و مگنتیت را مشخص کنند.

نحوه محاسبه چگالی آهن با آلیاژ

آلیاژ درواقع به فلزی گفته می‌شود که از ترکیب دو یا چند فلز دیگر تشکیل شده است. ازجمله مهم‌ترین آلیاژهای روز دنیا می‌توان به فولاد اشاره کرد که حاصل ترکیب آهن و کربن است. دلیل اهمیت آلیاژها به‌خاطر استحکام و دوام بسیار خوبی است که ارائه می‌کنند؛ برای مثال استحکام فولاد بیشتر از خود آهن است. به‌این‌ترتیب قابل‌ذکر است که بدانید چگالی فولاد به‌صورت تقریبی بین 7750 تا 8050 کیلوگرم برمترمکعب است.

مقایسه چگالی آهن، استیل و فولاد

همان‌طور که پیش‌تر هم اشاره کردیم، چگالی آهن برابر است با 7874 کیلوگرم برمترمکعب و این مقدار با 17000 پوند یا 9 تن نیز برابری می‌کند. استیل درواقع به فولادهای ضد زنگی می‌گویند که با اضافه‌کردن 10.5 تا 30 درصد کروم می‌توان فولاد کربنی را به‌وجود آورد. از آنجایی که این فولاد استحکام و مقاومت بسیار بالایی در برابر خوردگی دارد، بنابراین از آن به‌شکل گسترده در صنایع مختلف استفاده می‌شود و همین موضوع باعث شده تا چگالی استیل در مشخص کردن وزن قطعات ساخته شده از آن نقش ویژه‌ای داشته باشد. چگالی استیل در حالت کلی برابر است با 7982 گرم برسانتی‌مترمکعب؛ این مقدار در گریدهای مختلف تفاوت اندکی دارد که در استفاده‌های عمومی قابل چشم‌پوشی است.

فولاد درواقع به آلیاژ ترکیب شده کربن و آهن گفته می‌شود و طبیعتاً چگالی آن با آهن متفاوت است؛ البته باید توجه داشته باشید که مقدار کربن موجود در ترکیب آن بین 0.002 تا 2.1 درصد متفاوت بوده و همین موضوع باعث می‌شود تا فولادها در انواع و دسته‌بندی‌ها با چگالی‌های مختلف قرار بگیرند. چگالی فولاد در حالت کلی برابر است با 7.85 گرم بر سانتی‌مترمکعب که می‌توانید این مقدار را در زمان استفاده از آن مد نظر داشته باشید.