青銅は銅からなる金属合金で、その密度は合金元素によって異なります。一般的に、青銅の密度は約7.4～9.3グラム/立方センチメートル（g/cm³）、または約0.267～0.336ポンド/立方インチ（lbm/in³）の範囲です。
青銅合金の密度
次の表は、エンジニアリング アプリケーションで一般的に指定される、統一番号システム (UNS) 指定のいくつかの青銅合金の公称密度を示しています。
| 学年 | 詳細説明 | 合金元素 | 密度（g /cm³） | 密度 (lbm/in³) |
| 51000 | リン青銅 | 銅、スズ、リン | 8.86 | 0.320 |
| 63000 | ニッケルアルミニウム青銅 | 銅、アルミニウム、ニッケル、鉄 | 7.58 | 0.274 |
| 65500 | 高シリコンブロンズA | 銅、ケイ素、マンガン | 8.53 | 0.308 |
| 86300 | マンガン青銅 | 銅、亜鉛、マンガン、アルミニウム、鉄 | 7.60 | 0.275 |
| 90700 | 錫青銅 | 銅、スズ | 8.78 | 0.317 |
| 93200 | 鉛入り錫青銅 | 銅、錫、鉛、亜鉛 | 8.91 | 0.322 |
| 95400 | アルミニウムブロンズ | 銅、アルミニウム、鉄、ニッケル | 7.50 | 0.271 |
青銅の密度を計算するにはどうすればいいですか?
青銅は人類が開発した最も古い金属合金の一つです。銅の合金で、通常は錫が主な添加物として使用されます。しかし、青銅合金には、リン、マンガン、アルミニウム、亜鉛などの他の元素が含まれることもあり、強度、硬度、耐食性といった特定の特性を高めるために添加されます。これらの異なる元素の添加が、青銅の密度に変化をもたらします。スムージーに例えてみましょう。プロテインパウダーのような重い材料を加えると、軽い果物だけを加える場合よりも密度が高くなります。同様に、銅ベースに鉛のような重い元素を加えると青銅の密度は高まり、アルミニウムやシリコンのような軽い元素を加えると密度は低くなります。
ご存知のとおり、密度の一般的な公式は次のとおりです。 r=m/Vここで、ρ は密度、m は質量、V は体積です。
青銅のような多成分合金の場合、混合しても体積が大きく変化しない完全な固溶体を仮定すると、混合則によって嵩密度を近似することができます。
ここで、wi は質量分率、ρi はi番目の構成元素の密度です。これは理論的な基準値となりますが、実際に測定される密度は、相分布や気孔率の可能性など、結果として生じる微細構造の影響を受けます。
青銅合金の密度の主な決定要因は、構成元素の原子量と原子半径です。ベースメタルである銅の密度は8.96 g/cm³です。
より重い元素の添加。銅よりも原子量が大きい元素、例えば錫（Sn、ρ≈7.31 g/cm³）、特に鉛（Pb、ρ=11.34 g/cm³）は、最終的な密度を変化させます。錫は銅よりも密度が低いですが、格子構造における錫の結合と他の元素の典型的な混入により、しばしば高密度の合金が形成されます。鉛は銅よりもはるかに密度が高いため、合金の比重が著しく増加します。
より軽い元素の添加。原子質量の低い元素、特にアルミニウム（Al、ρ=2.70 g/cm³）とシリコン（Si、ρ=2.33 g/cm³）は、得られる青銅合金の密度を大幅に低下させます。
結論
青銅の密度は変動する特性であり、合金元素の種類と割合に直接相関し、製造方法によっても影響を受けます。アルミニウムを多く含む合金では約7.5 g/cm³ですが、高鉛錫青銅では8.9 g/cm³を超えます。技術者にとって、密度は単なる物理定数ではなく、質量特性や構造要件に影響を与える重要な設計パラメータです。この特性を徹底的に理解することは、高品質な製品の開発に不可欠です。 ブロンズCNC加工.
