金属重量計算
計算結果
重量（キログラム）
- 重量（ポンド）
- 653.4 lb
- 重量（メートルトン、1,000 kg）
- 0.296 t
- 密度
- 7,850 kg/m³
金属重量計算は、荷物をトラックに載せる前に知りたいことに答える道具です。この鋼材は実際に何キロあるのか。長さと幅と厚さを入れて合金を選ぶと、キログラム、ポンド、メートルトンの3つが返ります。扱うのは矩形の断面をもつもの、つまり鉄板、薄板、平鋼、角鋼、帯鋼です。これらは幾何学的には同じ形で、商売の上でもひとまとまりとして扱われます。同じ寸法でも合金で重さは大きく変わり、4 × 8フィートの半インチ板は、鋼なら296キログラム、アルミなら102キログラムです。この差は、二人で持てるか、クレーンが要るかを決めます。使う場面は4つあります。吊り荷の重さを確かめるとき、トラックやパレットが耐えられるか見るとき、運賃を出すとき、そして二人で運べるかどうかを判断するときです。密度は代表的な牌号の手引きの値であって、その一炉の実測値ではありません。ですからここで出した数は、見積もりの根拠にはなりますが、証明には使えません。
6種類の金属の密度と、そこから出る板の重量
| 金属 | 1立方メートルあたりのキログラム | 1平方メートル・1ミリメートルあたりのキログラム |
|---|---|---|
| 炭素鋼 | 7850 | 7.85 |
| ステンレス鋼 | 7930 | 7.93 |
| アルミニウム | 2700 | 2.7 |
| 銅 | 8960 | 8.96 |
| 黄銅 | 8500 | 8.5 |
| 鋳鉄 | 7200 | 7.2 |
2列目が密度そのもので、3列目はそれを1,000で割った値です。1平方メートルで1ミリ厚の板はちょうど0.001立方メートルなので、この割り算で単位重量が出ます。3列目は日本の鋼材の手引きに載っている7.85にあたり、鋼の密度7,850を1,000で割ったものです。この2列はどちらも、ある1枚の板の重量ではありません。計算機が出すのは、あなたが入れた板まるごとの重さです。既定の板なら296.38キログラム、653.4ポンドで、3列目の7.85の38倍に当たります。この小さな数の使い道は、まだ入力していない材料を見積もることです。1平方メートル、10ミリ厚の鋼板なら78.5キログラムで、ほかの厚さは比例で出せます。密度は各金属の代表的な牌号についての手引きの値で、特定の一炉に対して証明された数ではありません。
公式
重量（キログラム） = 長さ（フィート） × 幅（フィート） × 厚さ（インチ） ÷ 12 × 0.0283168（立方メートル毎立方フィート） × 密度（キログラム毎立方メートル）
- 長さ（フィート）
- 材料の長さ。メートルやミリを選んでも、ページはまずフィートに直してから計算します。
- 幅（フィート）
- 材料の幅。基準はフィートです。
- 厚さ（インチ）
- 厚さ。鋼材はインチで呼ぶことが多く、ミリに切り替えることもできます。日本の鋼材はミリで呼ぶのが普通ですから、ミリのほうが読みやすいはずです。
- ÷ 12
- 1フィートは12インチ。3つの寸法のうち2つがフィートで1つがインチなので、ここでそろえます。
- 0.0283168
- 1立方フィートが何立方メートルか。体積を、密度が使っている単位に合わせるための手順です。
- ρ
- 合金の密度。鋼が7,850キログラム毎立方メートル、ステンレス鋼が7,930、アルミニウムが2,700、銅が8,960、黄銅が8,500、鋳鉄が7,200です。
吊り荷の重さを確かめたいとき、トラックやパレットがその重さに耐えられるか見たいとき、運賃を出したいとき、あるいは二人で運べるかどうかを判断したいときに使います。合金を比べるのにも向いています。同じ寸法でも鋼、アルミニウム、銅では3倍以上違いますから、重さが制約になっているかどうかは数秒で分かります。たとえば鉄板の重量を鋼で出してから合金だけアルミニウムに変えると、同じ板が102キログラムになり、手で持てる範囲に入るかもしれません。平鋼の重量も角鋼の重量も、この3つの寸法で同じように出ます。ただし円柱はこの形に当てはまりません。丸鋼の重量は下のよくある質問に書いた係数で出してください。また、鋳造品や鍛造品でも、それが本当に直方体であれば同じ3つの寸法で出せます。テーパー、リブ、孔、削り込みのあるものは、ここで出た数より軽くなります。密度は材料の手引きの値ですから、証明が必要な場面では製造者の検査証明書の値を使ってください。
計算例
4 × 8フィート、厚さ0.5インチの鋼板
- 面積：8 × 4 = 32平方フィート（2.97平方メートル）
- 厚さ：0.5インチ = 12.7ミリ = 0.0127メートル
- 体積：2.97 × 0.0127 = 0.037756立方メートル（1.3333立方フィート）
- 重量：0.037756 × 7,850 = 296.38キログラム
- ポンドに直す：296.38 × 2.2046 = 653.4ポンド
- メートルトンに直す：296.38 ÷ 1,000 = 0.296メートルトン
これはこのページの既定値そのものです。296.38キログラムと653.4ポンドは同じ重さを2つの単位で言ったもので、足してはいけません。日本の鉄鋼店はキログラムで、あるいはトンで値を出しますから、現場で使うなら296.38キログラム、注文するなら0.296メートルトンのほうを読んでください。厚さは答えにそのまま掛かります。0.25インチなら148キログラム、0.125インチなら74キログラムです。
同じ板をアルミニウムで
- 面積：8 × 4 = 32平方フィート（2.97平方メートル）
- 厚さ：0.5インチ = 12.7ミリ = 0.0127メートル
- 体積：2.97 × 0.0127 = 0.037756立方メートル（1.3333立方フィート）
- 重量：0.037756 × 2,700 = 101.94キログラム
- ポンドに直す：101.94 × 2.2046 = 224.7ポンド
- メートルトンに直す：101.94 ÷ 1,000 = 0.102メートルトン
寸法は1つ目の例とまったく同じで、合金だけを変えています。体積は0.037756立方メートルで変わらず、密度が7,850から2,700になったので、重さはおよそ3分の1になりました。アルミの重量が鋼の3分の1と言われるのはこのためです。ただし軽いことと強いことは別の話です。同じ荷重を支えるには断面を厚くする必要があり、単純に置き換えられるものではありません。
20 × 10フィート、厚さ2インチの鋳鉄板
- 面積：20 × 10 = 200平方フィート（18.58平方メートル）
- 厚さ：2インチ = 50.8ミリ = 0.0508メートル
- 体積：18.58 × 0.0508 = 0.943884立方メートル（33.333立方フィート）
- 重量：0.943884 × 7,200 = 6,796.04キログラム
- ポンドに直す：6,796.04 × 2.2046 = 14,982.7ポンド
- メートルトンに直す：6,796.04 ÷ 1,000 = 6.796メートルトン
鋳鉄は名前のわりに鋼より軽く、密度は7,200キログラム毎立方メートルです。それでもこの大きさになると6.8トンあり、フォークリフトでは足りません。鋳鉄は鋳造品として使うことが多く、その場合は形が直方体から離れていくので、この数は上限だと考えてください。中子で抜いた孔や、断面の変化している部分は、ここで出した重さから引かれます。
適用限界
このページが扱うのは矩形の断面をもつものだけです。鉄板、薄板、平鋼、角鋼、帯鋼がそれにあたり、丸鋼、鋼管、アングル、チャンネル、形鋼その他のプロファイルは範囲の外です。理由は描画の都合であって、どれが大事かという判断ではありません。この計算機には、一部の形のときだけ入力欄を隠す仕組みがありません。形の選択欄を付けると、丸鋼には意味のない幅の欄が画面に残り、そこに入れた値は黙って無視されることになります。それがいちばんたちの悪い誤りです。画面は正常に見えるからです。丸鋼はよくある抜けなので、係数をよくある質問に書いてあります。次に、密度は展伸材と1つの鋳鉄についての手引きの値で、その一炉に対して証明された値ではありません。ステンレス鋼は牌号で動き、黄銅は含まれる銅の量で動きます。アルミニウムも牌号で多少動きますが、このページの精度では表に出ません。3つ目に、この計算は中身の詰まった直方体を前提にしています。テーパー、リブ、孔、削り込みのあるものは、同じ外形でも軽くなります。このページにはそれを引く手段がありません。最後に、出てくるのは質量であって、耐荷重ではありません。材料が何キロあるかと、その構造が何を支えられるかは別の問いです。ここで出した数を、断面の検定の代わりにしないでください。
よくある質問
- 4 × 8フィートの鉄板は何キロですか
- 厚さ0.5インチで296キログラムです。これはこのページの既定値です。鋼の密度は7,850キログラム毎立方メートルで、この板の体積は1.3333立方フィート、0.037756立方メートルです。厚さは答えにそのまま掛かるので、0.25インチなら148キログラム、0.125インチなら74キログラム、1インチなら593キログラムになります。同じ板をアルミニウムにすると102キログラムです。
- 丸鋼の重量はどうやって出しますか
- 直径の2乗に0.00617を掛けると、1メートルあたりのキログラムが出ます。25ミリの丸鋼なら0.00617 × 625 = 3.86キログラム毎メートルです。一般形は円周率 ÷ 4 × 直径の2乗 × 密度で、断面の面積が幅×厚さではなく円の面積になっただけで、このページと同じ計算です。丸鋼や鋼管はこのページの形の外ですから、この式を使ってください。鋼管なら内側の径のぶんを引きます。
- アルミは鋼よりどのくらい軽いですか
- およそ3分の1です。アルミニウムは2,700キログラム毎立方メートル、鋼は7,850キログラム毎立方メートルで、比でいうと0.34倍になります。これは密度の比だけの話で、強さの話ではありません。アルミで作り直した部品は、同じ荷重を支えるために肉厚にする必要があるのが普通ですから、単純に置き換わるものではありません。ここに並べた6つの金属では、銅の8,960が最も重く、黄銅の8,500がそれに続き、鋳鉄の7,200がアルミの次に軽い順です。
- 1平方メートル・1ミリあたりの重量はどう出しますか
- 密度を1,000で割ります。鋼なら7,850 ÷ 1,000 = 7.85キログラム毎平方メートル毎ミリです。日本の鋼材の手引きに載っている7.85がこれで、同じ7,850から出ています。この数を使うと、面積に厚さを掛けて7.85倍すれば重さが出ます。たとえば1平方メートル、10ミリ厚の鋼板なら78.5キログラムです。ポンドで言うなら、1立方フィートあたり490ポンドを12で割った40.8が同じ役目をします。
- 形の選択欄がないのはなぜですか
- この計算機には入力欄を隠す仕組みがないからです。欄はすべて同時に画面に出ます。ですから形の選択欄を付けると、丸鋼を選んだのに幅の欄が残り、鉄板を選んだのに直径の欄が残ることになります。そして当てはまらないほうの値は黙って無視されます。画面は正常に見えるので、これが一番たちの悪い誤りになります。扱う形を矩形のものに限れば、出ている欄はすべて意味を持ちます。丸鋼と鋼管は上の質問の式で扱えます。
- この重量はどのくらい正確ですか
- 本当に直方体である材料なら、1パーセント以内です。密度が公称値だからです。実際に効いてくる誤差は、厚さの圧延公差のほうで、数パーセントあります。公差の上限ぎりぎりで作られた板は、公称の数より重くなります。合金の取り違えも密度を動かします。ステンレス鋼でも牌号で少し違い、黄銅は銅の含有量で動きます。証明が必要な重さなら、この表ではなく製造者の検査証明書の密度を使ってください。
参考文献
- Approximate Conversions from U.S. Customary Measures to Metric — ポンド・ショートトン・立方フィートの換算表。このページの基準単位の根拠 — National Institute of Standards and Technology
- The International System of Units (SI Brochure) — キログラムとトン、このページが重さを報告する2つの質量単位 — Bureau International des Poids et Mesures