机械设计普通材料

1、.常用数据：金属材料熔点、热导率及比热容名称熔点C热导率W/ (m-K)比热容J (kg K)名称熔点C热导率W/ (m-K)比热容J (kg K)灰铸铁120046.492.8544.3铝658203904.3铸钢1425489.9铅32734.8129.5低碳钢1400150046.4502.4锡23262.6234.5黄铜95092.8393.6锌419110393.6青铜99563.8385.2镍145259.2452.2材料线膨胀系数C)材料2090701002020102020020300204002060020700工程用铜黄铜16.617.青铜铸铝合金铝合金碳钢铬钢3Cr131

2、7.817.617.117.17.620.918.18.118.618.4424.22.024.10.612.18.817.918.224.025.1Cr18/Ni9T铸铁镍铬合金水泥、混凝胶木、硬橡11.210.216.68.711.19.5101414.523.424.11.31311.811.18.511.612.113.12.411.617.210.112.12.913.1311.917.511.512.13.514.13.612.317.912.913.14.7112.818.619.317.66477玻璃130411.5有机玻璃常用材料的密度密度密度材料名密度g(3)材料名称g(A

3、)称g丄）333cmmcmmcmm材料名碳钢合金钢球墨铸铁灰铸铁紫铜黄铜锡青铜无锡青铜碾压磷青铜冷拉青铜工业用铝7.87.85铅锡11.37无填料的电木赛璐珞1.27.9镁合金7.29酚醛层压板1.47.3硅钢片1.74尼龙61.31.457.0锡基轴承合金7.557.8尼龙661.41.148.9铅基轴承合金7.347.75尼龙10101.141.158.48.85胶木板、纤维9.3310.67纵纤维木材1.041.068.78.9板1.31.4横纤维木材0.70.97.58.2玻璃2.42.6石灰石、花岗0.70.98.8有机玻璃1.181.19石2.42.68.8矿物油0.92砌砖1.9

4、2.32.7橡胶石棉板1.52.0混凝土1.82.45名称灰、白口铸铁球墨铸铁碳钢合金铜铸钢轧制磷青轧制锰黄铜弹性模量EGPa切变模量GGPa泊松比卩名称弹性模量EGPa切变模量GGPa泊松比卩115160450.230.27铸铝青铜105420.25151160610.250.29硬铝合金7127200220810.240.28冷拔黄铜919935370.310.42210810.25-0.3轧制纯铜110400.310.3417570840.250.29轧制锌84320.27115420.320.35轧制铝6926370.320.36110400.35铅1770.42常用材料的弹性模量及泊

5、松比常用法定计量单位及换算关系量的名称法定计量单位非法定计量单位换算关系名称符号名称符号旋转速度转每分r/min1r/min=(1/60)r/s长度米m埃英寸?in1?=0.1nm=10-10m1in=0.0254m=25.4mm面积平方米m2公亩公顷a ha1a=10m21 ha=104m2体积容积立方米升m3L(1) (1=10-3m3)立方英尺英加仑美加仑ft3UkgalUSgal3331ft=0.0283168m=28.3168dm31Ukgal=4.54609cm 31Usgal=3.78541dm3质量千克（公斤）吨Kg t磅长吨（英吨）ebton1eb=0.45359237cm3

6、1ton=1016.05kg力重力牛（顿）N达因千克力，（公斤力）吨力dyn kgf tf1dyn=10"5N1kgf=9.80665N1tf=9.80665 W3N量的名称法定计量单位非法定计量单位换算关系名称符号名称符号压力压强帕（斯卡）pa巴标准大气压毫米汞柱 千克力每平方厘米（工程大气压）bar atm mmHg kgf/cm 2(at)521bar=0.1M pa=10 5p a(1 pa=1N/m2)1atm=101325pa1mmHg=133.3224pa1kgf/cm 2=9.80665 X04 pa应力M千克力每平方毫米Kgf/mm 21kgf/mm =9.8066

7、5 X06pa动力粘度帕斯卡秒Pas泊P1P=0。 1Pas运动粘度二次方米每秒m2/s斯托克斯St2-4 21St=1cm2/s=104m2/s能，功热量焦耳J千克力米尔格 卡热化学卡kgf m erg cal calth1kgf m=9.80665J-71erg=10 J1cal=4.1868J1calth=4.1840J功率瓦特W米制马力1米制马力=735.499W比热容焦耳每千 克开尔文J/ (kg K)千卡每千克开尔文kcal/(kg k)-1kcal/(kg k)=4.1868 W3J/(Kg K)传热系数瓦特每平 方米开尔文2W/(m2 K)卡每平方厘米秒开尔文2cal/(cm2

8、 s K)1cal/(cm2 s K)=4.1868 >104W/(m2 - K)热导率（导热系数）瓦特每米开尔文W/(m2 K)卡每厘米秒开尔文cal/cm s- k1cal/(cm s k)=4.1868 >02W/ (m - K)碳素结构钢（GB700-88）2751 265255245235225490610201918171615Q275优质碳素结构钢(GB699 88)牌号推荐热处理C试 件 毛 坯 尺 寸mm机械 性能钢材交货状态硬度HB应用举例抗拉强度a b屈服强度a S延伸率S 5收缩率书冲击功(值)Ak(ak)正火淬火回火MPa%Ykgf m、“丿不大于未热处理

9、退火钢不小于08F930252951753560131用于需塑性好的零件，如管子、垫片 垫圈；心部强度 要求不高的渗碳和 氰化零件，如套筒、短轴、挡块，支 架、靠模，离合器盘10930253352053155137用于制造拉杆、卡头、钢管垫片、垫 圈、铆钉。这种钢无回火脆性，焊接 性好，用来制造焊接零件。15920253752252755143用于受力不大韧性要求较高的零件， 渗碳零件、紧固件、冲模锻件及不需 要热处理的低负荷零件，如螺栓、螺 钉、拉条、法兰盘及化工贮器、蒸汽 锅炉。20910254102452555156用于不经受很大应力而要求很大韧 性的机械零件，如杠杆、轴套、螺钉、 起重

10、钩等。也用于制造压力 V6M pa、 温度V450C、在非腐蚀介质中使用的 零件，加管子、导管等。还可用于表 面硬高而心部强度要求不大的渗碳 与氰化零件。牌号推荐热处理C试 件 毛 坯 尺 寸mm机械 性能钢材交货状态硬度HB应用举例抗拉强度a b屈服强度a S延伸率S 5收缩率冲击功（值）Ak（ak）正火淬火回火MPa%J (kgf m、 丿不大于未热处理退火钢不小于2590087060025450275235071 (9)170用于制造焊接设备，以及经锻造、热 冲压和机械加工的不承受高应力的 零件，如轴、辊子、联接器、垫圈、 螺栓、螺钉及螺母358708506002553031520455

11、5(7)197用于制造曲轴，垫圈、螺钉、螺母。 这种钢多在正火和调质状态下使用， 一般不作焊接。4086084060025570335194547(6)217187用于制造辊子、轴、曲柄销、活赛杆、 圆盘4585084060025600355164039(5)229197用于制造齿轮、齿条、链轮、轴、键、 销、蒸发透平机的叶轮、压缩机及泵 的零件、轧辊等。可代替渗碳钢做齿 轮、轴、活塞销等，但要经高频或火 焰表面淬火。5083083060025630375144031241207用于制造齿轮、拉杆、轴辊、轴、圆 盘55820820600256453801335255217用于制造齿轮、连杆、轮

12、圈、轮缘、扁弹簧及轧辊等60810256754001235255229用于制造轧辊、轴、轮箍、弹簧圈、弹簧、弹簧垫圈、离合器、凸轮、钢绳等20Mn910254502752450197用于制造凸轮轴、齿轮、联轴器、铰 链、拖杆等30Mn88086060025540315204563(8)217187用于制造螺栓、螺母、螺钉、杠杆及刹车踏板等。40Mn86084060025590355174547(6)229207用以制造承受疲劳负荷的零件，如轴、万向联轴器、曲轴、连杆及在高应力下工作的螺栓、螺母等。50Mn83083060025645390134031255217用于制造耐磨性要求很高，在高负荷

13、 作用下的热处理零件，如齿轮、齿轮 轴、摩擦盘、凸轮和截面在80mm以 下的心轴等。60Mn810256954101135269229适于制造弹簧、弹簧垫圈，弹簧环和 片以及冷拔钢丝（W 7mm）和发条.弹簧钢(GB122 84)热处理制度657065Mn55Si2Mn55Si2MnB60Si2Mn60Sin2MnA55 CrMna60CrMnA60Si2CrA60Si2CrVA淬火温度C840830830870830860870850回火温度C500480540480440460510460520420410机械性能抗拉屈服延伸率收强度强度55缩率b bb s5101MPa981785103

14、0834353098178530127511771569137330122617651863交货状态硬度HB不大于热轧2853023021079(b0.2)2520321156916672020321321(热 轧+ 热处 理)合金结构钢(GB3077 82)、不锈钢棒(GB1220 84)热 处 理淬火回火温冷温冷截面尺 寸(试 样直拉+热八、处理321321321321321调压调速弹 簧、术赛弹簧、 测力弹簧、一 般机械的圆、 方螺旋弹簧 小尺寸的扁、 圆弹簧、座垫 弹簧、发条离 合器簧片、弹 簧环、刹车弹 簧汽车、拖拉机、 机车的减震板 簧和螺旋弹 簧、气缸安全 阀簧，止回阀 簧，25

15、0 C以下 使用的耐热弹 簧。用于车辆、拖 拉机上负荷较 重、应力较大 的板簧和直径 较大的螺旋弹 簧用于高应力及 温 度300350 下使用°C 的簧，如调速器、 破碎机、汽轮 机汽封用弹簧机械性 能硬 度抗拉 强度b b屈服 极限b s延伸率5 5收缩率1冲击值ak钢材退火或高温回火 供应状态的布氏硬度特性及应.20Mn2850880水、油 水、油200440水、空气 水、空气15785588104058.84.4187截面小时与21 于做渗碳小齿 钢套、链板等后 HRC566235Mn2840水500水25834686124568.74.2207对于截面较小 替40Cr，可做直

16、 的重要用途的 小轴等，HRC405045Mn2840油550水、油25883735104058.84.1217用于制造在较 损条件下的零< 60mm时，与可做万向联轴 齿轮轴、蜗杆 杆、花键轴和 表面淬火HRC35SiMn900水570水、油25883735154558.84.0229除了要求低温 及冲击韧性很 外，可全面代替 质钢，亦可部 rNi，可做中小 轮等零件以及 下工作的重要面淬人HRC4i42SiMn880水590水25883735154058.84.0229与35SiMn钢40Cr、 35CrM 圈。适于作表 表面淬火HRC20Mnv880水、油200水、空气157855

17、88104068.74.4187相当于20CrN渗碳淬火HRC20MVBSin900油200水、空气151177981104568.74.2207可代替 120CrMnTi 做高等零件渗HRC566240MnB850油500水、油25981785104558.84.2207可代替40Cr件，如齿轮、螺栓等37SiMn2MoV870水、油650水、空气25987834125078.53.7269可代替34CrN强度重负荷轴 轮、蜗杆等零火 HRC505520CrMnTi第一次880第二次870油200水、空气151079834104568.74.1217强度韧性均高 的代用品。用- 中等或重负荷

18、 损等的重要零 齿轮，凸轮等HRC566220CrMnMo850油200水、空气151177883104568.74.1217用于要求表面 磨、心部有较 性的零件、女n 曲轴等，HRC5662钢号度却度却径） mmMpa%J/cm2压痕直径HB*°C剂C剂>mm不小于不大于合金结构38CrMoA1940水、油640水、油30981834145088.34.0229用于要求高耐 劳强度和相当 且热处理变形 件，如镗杆、主 齿轮、套筒、 氮后，表面硬20Cr第一次880第二次800水、油200水、空气15834539104058.84.5179用于要求心部 承受磨损、尺 碳零件，如

19、齿轮 蜗杆、凸轮、 也用于速度较 击的调质零件HRC566240Cr850油520水、油2598178594558.84.5207用于承受交变 速度、中等负 损而无很大冲 件如重要的齿 轴、连杆、螺 零件；并用-400mm要求低 的轴与齿轮等HRC485520Cr Ni850水、油460水、油25785105885078.54.3197用于制造承受 渗碳零件，如 花键轴、活塞40CrNi820油500水、油25981785104568.73.9241用于制造要求 性高的零件，女 链条、连杆等棒1Cr139501000油700750快冷539343(b 0.2)255598.1200具有良好的耐

20、 加工性，用作水 热裂设备管路 机叶片2Cr13920980油600750快冷637441(b 0.2)205078223同上，淬火状高3Cr13920980油600750快冷735539(b 0.2)124029235同上，比2Cr 度高，作刃具 座阀门等0Cr19Ni910101150快 冷 （固溶处理）5202064060187（固溶处理）作为不锈钢使 食品设备，一;原子能工业用锈钢不40CrNiMOA注：1.表中合金结构钢 HB*系YB6 71规定的硬度值，不锈钢棒HB*为GB1220-84规定的硬度值。2.表中1Cr13、2Cr13、3Cr13钢和Cr19和Ni19钢的数据分别适用于

21、直径、边 长、内切圆直径厚度W75mm和w 180mm钢棒。一般工程用铸造碳钢（GB5676-85 ）牌号抗拉 强度b b屈服 强 度b s或b 0.2延 伸 率根据合同选择硬度应用举例收缩 率冲击功（值）Akv（ak）正火 回火HB表面淬火HRCMPaMPa%2J(kgf /cm )最小值ZG200-400400200254030(6.0)各种形状的机件，如机 座，变速箱壳等ZG230-450450230223225 (4.5)> 131铸造平坦的零件，如机 座、机盖、箱体、铁砧台， 工作温度在 450 C以下 的管路附件等。焊接性良 好。ZG270-500500270182522 (

22、3.5)> 1434045各种形状的机件，如飞 轮、机架、蒸汽锤、桩锤、 联轴器、水压机工作缸、 横梁等。焊接性尚可。ZG310570570310152115 (3)> 1534050各种形状的机件，如联轴 器，气缸、齿轮、齿轮圈 及重负荷机架等ZG340-640640340101810 (2)1692294555起重运输机中齿轮，联轴 器及重要的机件等牌号参考壁厚emm抗拉强 度b bMpa屈服强 度b 0.2MPa延伸率%冲击值(室温23C)2aK(J/cm )供参考布氏硬度HB最小值QT400-184002501814130180QT400-1540025015130180Q

23、T4501045031010160210QT500-75003207170230QT600-36003703190270QT700-27004202205305QT800-2>30603902501814130180QT400-18A>602003702401212QT400-15A>306039025015130180>6020037024012QT500-7A>30604503007170240>602004202905QT600-3A>30606003603180270>602005503401>30607004002QT700-2A

24、>6020065038012203201 .制造轧辊。不仅 在治金工业上应用， 造纸，玻璃、橡胶、 面粉等工业在不断 的改用球墨铸铁。2 .制造轴类零件， 如些油机曲轴（一般 采用 QT600-3 ）、凸 轮轴及水泵轴等。3 .投影造齿轮（一 般采用 QT400-18）, 合适的养的铸件壁 厚为1075mm。4 制造活赛环、摩 擦片、汽车后轿等零 件。5 .制造中压阀门、 低压阀门、轴承座、 千斤顶底座、球球磨 机及各种机床零件 和医疗器材等零件。球墨铸铁（GB1348 88）A，表注：牌号无后面字母 A，表示牌号系由单铸试块测定的机械性能。牌号后面具有字母 示牌号系由附铸试块测定的机械

25、性能，这些牌号适用于质量大于2000kg及壁厚在30200mm的球软件。灰铸铁(GB 9439 88)牌号铸件壁厚（mm）最小抗拉强度b bMPa硬度HB应用举例大 于至HT1002.510130110166盖、外罩、油盘、手轮、手把、支架等10201009313130508082-122HT1502.510175137-205端盖、汽轮泵体、轴承座、阀壳、管子及管路附 轮、一般机床底座、床身其他复杂零件，滑座、 等。1020145119-1792030130110-1663050120141-157HT2002.510220157-236气缸、齿轮、底架、机体、飞轮

26、、齿条、衬筒、 庆铸有导轨的庆身及中等压力( Mpa以下)油缸 泵和阀的南壳体等。1020195148-2222030170134-2003050160128-192HT2504.010270175-262阀壳、油缸、气缸、联轴器、机体、齿轮、齿轮飞轮、衬筒、凸轮、轴承座等1020240164-2462030220157-2363050200150-225HT3001020290182-272齿轮、凸轮、车床卡盘、剪床、压力机的机身、 六角自动车床及其他重负荷机床铸有导轨的床身 油缸、液压泵和滑阀的壳体等。2030250168-2513050230161-241HT3501020340199-

27、2992030290182-2723050260171-257注：灰铸铁的硬度，系由经验关系式计算，即，当一般取 O.80-1.20b b> 196Mpa 时，HB=RH（100+0.438 a b）。RH冷轧钢板和钢带(GB708-88)0.2,0.25,0.3,0.4,0.45,0.55,0.6,0.65,0.70,0.75,0.80,0.90,1.001.1,1.2,1.3,1.4,1.5,1.6,1.7,1.8, ,2.0,2.1,2.2,2.5,2.8,3.0,3.5,3.8,3.9,4.0,4.5,5.5,6.7,8.9热轧钢板(GB709-88 )0.35,050,0.55

28、,0.60,0.65,0.70,0.75,0.80,0.90厚度1.0,1.21.6（0.1 进位）,1.8,2.0,2.2,2.5,2.8,3.0,3.2,3.5,3.8,3.9,4.0,4.5,5,6,7.8,9, 1022（1 进位），25,2642（2 进位），45，48，50，52，5595（ 5 进位） 100,105,110,120,125,130-160（10 进位）,165,170,180-200（5 进位）注：钢板宽度系列为 600,650,700,710,7501000（ 50 进位），1250,1400,1420, 15003000（ 100 进位），3200380（2

29、00进位。热轧圆钢和方钢尺寸(GB702-86 )圆方5.566.578910*11121314151617钢钢18192021直边22*23242526*27*28*2930*3132*3334*35径长3638404245485053*55*56*586063*65*68707580859095100105110115120125130140150160170180190200220.注：1.本标准适用于直径为 5.5250mm的热轧圆钢和边长为 5.5200mm的热轧方钢。2. 各种直径优质钢的长度为 26m;普通钢的长度当直径或边长小于25mm时为410m.3. 表中带*者不推荐使用。

30、热轧等边角钢(GB9797 88)角钢号数尺寸截面面积cm2参考数值重心距离Zocm角钢号数尺寸(mm)截面面 积Cm2参考数值bdrXXbdrX-XJxCm4ixCmJxCm4ixCm22033.51.1320.400.590.60770485.57026.392.1841.4590.500.580.6456.87532.312.162.52531.4320.820.760.7668.16037.772.1541.8591.030.740.7679.42443.092.1433034.51.7491.460.910.85(7.5)75597.36736.972.3342.2761.840.9

31、00.8968.76746.952.313.63632.1092.581.111.00710.16053.572.3042.7563.291.091.04811.50359.962.2853.3823.591.081.071014.12671.982.26440352.3593.591.231.13880597.19248.792.4843.0864.601.221.1769.39757.352.4753.7915.531.211.22710.86065.582.464.54532.6595.171.401.22812.30373.492.4443.4866.651.381.261015.12

32、688.432.4254.2928.041.371.3099061010.63782.772.7965.0769.331.361.33712.30194.832.7855035.52.9717.181.551.34813.944106.472.7643.8979.261.541.381017.167128.582.7454.80311.21.1531.421220.36149.222.7165.68813.051.521.461010061211.932114.953.105.656363.34310.191.751.48713.796131.863.0944.39013.181.731.53

33、815.638148.243.0855.41516.021.721.571019.261179.513.0568.36723.631.681.681222.800208.903.036.363474.97819.031.961.701426.256236.533.0056.14323.171.941.741629.627262.532.9867.28827.121.931.7885.51534.461.901.851011.65741.091.881.93注：1.角钢长度为：角钢号 29,长度量1014,长度419m。1 *2- r1 h热轧槽钢（GB707-88）Wx,Wy 截面系数标记示例

34、： 热轧槽钢180：70対_GB707厘8"'、Q235 _A _GB700 _88（碳素结构钢 Q235-A，尺寸为180 X 70 X 9mm）型号尺寸截面面参考数值重心距离Zo cm积cm2x-xy-yhbdtrr1WxWyCm3Cm3880435.08.08.04.010.2425.35.791.4.310100485.38.58.54.212.7439.77.801.5212.61265.59.09.09.04.515.6962.110.21.5914a140586.09.59.54.818.5180.513.01.7114b140608.09.59.54.821.

35、3187.114.11.6716a160636.510.010.05.021.9510816.31.8016160658.510.010.05.025.1511717.61.7518a180687.010.510.55.225.6914120.01.8818180709.010.510.55.226.2915221.51.8420a200737.011.011.05.528.8317824.22.0120200759.011.011.05.532.8319125.91.9522a220777.011.511.55.831.8421828.22.1022220799.011.511.55.836.2423430.12.0325a250787.012.012.06.034.9127030.62.725b250809.012.012.06.039.9128232.71.9825b2508211.012.012.06.044.9129535.91.9228a280827.512.512.56.240.0234035.72.1028b280