机械设计常用金属材料的性能参数

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材料线膨胀系数材料温度范围(C)202010202002030020400206002070020900701000工程用铜黄铜16.617.117.8青铜

2、17.6铸铝合金17.117.217.618.18.118.6铝合金碳钢18.4424.522.024.018.820.910.612.217.918.2铬钢11.23Cr1310.223.424.824.025.91Cr18/Ni9Ti11.31312.113.512.913.913.514.3铸铁16.611.812.41313.614.715镍铬合金8.711.111.111.611.912.3砖14.51717.217.517.912.8水泥、混凝土9.58.511.610.112.111.512.712.913.218.619.3101417.6胶木、硬橡皮玻璃6477411.513

3、0有机玻璃常用材料的密度材料名称密 度3(3)cm m材料名称密 度3(3)cm m材料名称密 度3(3)cm m碳钢7.87.85铅11.37无填料的电木1.2合金钢7.9锡7.29赛璐珞1.4球墨铸铁7.3镁合金1.74酚醛层压板1.31.45灰铸铁7.0硅钢片7.557.8尼龙61.41.14紫铜8.9锡基轴承合金7.347.75尼龙661.141.15黄铜8.48.85铅基轴承合金9.3310.67尼龙10101.041.06锡青铜8.78.9胶木板、纤维板1.31.4纵纤维木材0.70.9无锡青铜7.58.2玻璃2.42.6横纤维木材0.70.9碾压磷青铜8.8有机玻璃1.181.1

4、9石灰石、花岗石2.42.6冷拉青铜8.8矿物油0.92砌砖1.92.3工业用铝2.7橡胶石棉板1.52.0混凝土1.82.45常用材料的弹性模量及泊松比名称弹性模量EGPa切变模量GGPa泊松比g名称弹性模量EGPa切变模量GGPa泊松比g灰、白口铸铁115160450.230.27铸铝青铜105420.25球墨铸铁151160610.250.29硬铝合金7127碳钢200220810.240.28冷拔黄铜919935370.310.42合金铜210810.25-0.3轧制纯铜110400.310.34铸钢17570840.250.29轧制锌84320.27轧制磷青铜115420.320.3

5、5轧制铝6926370.320.36轧制锰黄铜110400.35铅1770.42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?in-101?=0.1nm=10 m1in=0.0254m=25.4mm面积平方米m2公亩公顷a ha1a=102m2421 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ft3UkgalUSgal3331ft3=0.0283168m3=28.3168dm331Ukgal=4.54609cm1Usgal=3.78541dm

6、3质量千克（公斤）吨Kg t磅长吨（英吨）eb ton1eb=0.45359237cm31ton=1016.05kg力重力牛（顿）N达因千克力，（公斤力）吨力dyn kgf tf51dyn=10N1kgf=9.80665N1tf=9.80665 W3N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=0.1Mpa=10 pa(1pa=1N/m ) 1atm=101325pa 1mmHg=133.3224pa 1kgf/cm 2=9.80665 X04 pa应力M千克力每平方毫米Kgf/mm 21kgf/mm

7、2=9.80665 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=104 m2/s能，功热量焦耳J千克力米尔格kgf merg1kgf m=9.80665J-71erg=10 J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卡热化学卡cal calth1cal=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/ (kgK)千卡每千克开尔文kcal/(kg k)-1kcal/(kg k)=4.1868 103J/(Kg K)传热系数瓦特每

8、平方米开尔文2W/(m K)卡每平方厘米秒开尔文2cal/(cm2 s K)1cal/(cm2 s K)=4.1868 X04W/(m2 - K)热导率（导热系数）瓦特每米开尔文2W/(m2 K)卡每厘米秒开尔文cal/cm s -k1cal/(cm s k)=4.1868 102W/ (m - K)碳素结构钢（GB700-88）牌等机械性能屈服点b s(MPa)屈服点b s(MPa)冲击试验脱 氧 方 法钢材厚度（直径）（mm）抗拉强钢材厚度（直径）（mm）温度°CV型冲< 16> 1640>4060> 60100> 100150> 150度b

9、bMPa< 16> 1640> 4060> 60100> 100150> 150击功（纵向）号级不小于不小、于不小于Q195(195)(185)3153903332F、b、ZQ215A215205195185175165335460313029282726B2027AF、b、Q235B23522521520519518537546026252423222120ZC0ZD20TZQ255A255245235225215205410510242322212019B2027ZQ275275265255245235225490610201918171615优质碳素结

10、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%jm '丿不大于未热处理退火钢不小于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

11、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、 起重钩等。也用于制造压力 <6Mpa、 温度<450 C、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。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3587085

12、060025530315204555(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55820820600256453801335

13、255217用于制造齿轮、连杆、轮圈、轮缘、扁弹簧及轧辊等牌推荐热处理'C试 件 毛 坯 尺机械 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）正淬回MPa%jm 不大于号火火火寸mm严丿未热处理退火钢不小于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。40Mn

14、86084060025590355174547(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 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)牌号热处理制度机械性能交货状态硬度HB应 用 举例淬火温度C淬火介质回火温度C抗拉强度a b屈服强度a s延伸率收缩 率I

15、S 5S 10不大于MPa%热轧冷拉+热处理不小于65840油500981785935285321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70830油480103083483065Mn830油540981785830302321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55Si2Mn870油48012751177630302321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，250 C以下使用的耐 热弹簧。55Si2MnB32160Si2Mn52560Sin2MnA440156913732055 CrMna830860油460

16、51012261079(a0.2)920321321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60CrMnA46052060Si2CrA870油42017651569620321（热 轧+热 处理）321用于高应力及温度在 300350 C以下使用的弹簧，女口 调速器、破碎机、汽轮机汽圭寸 用弹簧60Si2CrVA85041018631667合金结构钢(GB3077 82)、不锈钢棒(GB1220 84)牌号热处 理机械性能硬 度特性及应用举例淬火回火戈面尺 (试抗拉 强度a b屈服延 极限a s止伸率S 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温度&

17、#176;C冷却剂温度C冷截寸却样径剂乍直1) mmMpa%J/cm2压痕直径mm不小于HB*不大于>合金结构钢20Mn2850880水、油 水、油200440水、空气 水、空气15785588104058.84.4187截面小时与20Cr相当，用 于做渗碳小齿轮、小轴、 钢套、链板等，渗碳淬火后 HRC566235Mn2840水500水25834686124568.74.2207对于截面较小的零件可代 替40Cr，可做直径w 15mm 的重要用途的冷镦螺栓及 小轴等，表面淬火HRC405045Mn2840油550水、油25883735104058.84.1217用于制造在较高应力与磨

18、损条件下的零件。在直径w 60mm时，与40Cr相当。可做万向联轴器、齿轮、 齿轮轴、蜗杆、曲轴、连 杆、花键轴和摩擦盘等，表面淬火HRC455535SiMn900水570水、油25883735154558.84.0229除了要求低温(-20 C以下) 及冲击韧性很高的情况 外，可全面代替40Cr作调 质钢，亦可部分代替40CrNi，可做中小型轴类、齿 轮等零件以及在430 C以下工作的重要紧固件，表 面淬人HRC455542SiMn880水590水25883735154058.84.0229与35SiMn钢同。可代替40Cr、35CrMo钢做大齿 圈。适于作表面淬火件，表面淬火HRC4555

19、20Mnv880水、油200水、空气15785588104068.74.4187相当于20CrNi的渗碳钢，渗碳淬火HRC566220MVBSin900油200水、空气151177981104568.74.2207可代替 18CrMnTi 、20CrMnTi做高级渗碳齿轮 等零件渗碳淬火HRC566240MnB850油500水、油25981785104558.84.2207可代替40Cr做重要调质 件，如齿轮、轴、连杆、 螺栓等37SiMn2MoV870水、油650水、空气25987834125078.53.7269可代替34CrNiMO等做高强度重负荷轴、曲轴、齿 轮、蜗杆等零件，表面淬火

20、HRC505520CrMnTi第一次880第二次870油200水、空气151079834104568.74.1217强度韧性均高，是铬镍钢 的代用品。用于承受高速、 中等或重负荷以及冲击磨 损等的重要零件，如渗碳 齿轮，凸轮等，渗碳淬火HRC566220CrMnMo850油200水、空气151177883104568.74.1217用于要求表面硬度高、耐 磨、心部有较高强度、韧 性的零件、如传动齿轮和 曲轴等，渗碳淬火HRC566238CrMoA1940水、油640水、油30981834145088.34.0229用于要求高耐磨性、高疲 劳强度和相当高的强度 且热处理变形最小的零 件，如镗杆、

21、主轴、蜗杆、 齿轮、套筒、套环等，渗 氮后，表面硬度HV110020Cr第一次880第二次800水、油200水、空气15834539104058.84.5179用于要求心部强度较高， 承受磨损、尺寸较大的渗 碳零件，如齿轮、齿轮轴、 蜗杆、凸轮、活塞销等； 也用于速度较大受中等冲 击的调质零件，渗碳淬火HRC566240Cr850油520水、油2598178594558.84.5207用于承受交变负荷、中等 速度、中等负荷、强烈磨 损而无很大冲击的重要零 件如重要的齿轮、轴、曲 轴、连杆、螺栓、螺母等 零件；并用于直径大于 400mm要求低温冲击韧性 的轴与齿轮等，表面淬HRC485520Cr

22、 Ni850水、油460水、油25785105885078.54.3197用于制造承受较高载荷的 渗碳零件，如齿轮、轴、 花键轴、活塞销等40CrNi820油500水、油25981785104568.73.9241用于制造要求强度高、韧 性高的零件，如齿轮、轴、 链条、连杆等40CrNiMOA不锈钢棒1Cr139501000油700750快冷539343(b 0.2)255598.1200具有良好的耐蚀性、机械 加工性，用作水压机阀体、 热裂设备管路附件、汽轮 机叶片2Cr13920980油600750快冷637441(b 02)205078223同上，淬火状态下硬度较 高3Cr1392098

23、0油600750快冷735539(b 0.2)124029235同上，比2Cr13淬火后硬 度高，作刃具、喷嘴、阀 座阀门等0Cr19Ni910101150快 冷 （固溶处理）5202064060187（固溶处理）作为不锈钢使用最广泛， 食品设备，' 般化工设备， 原子能工业用注：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直径、边长、内切圆直径厚度w 75mm和w 180mm钢棒。一般工程用铸造碳钢（GB5676-85 ）牌 |抗拉|屈服 |延伸|

24、根据合同选择硬度|应用举例号强度a b强 度 a s 或 a 0.2率5收缩率冲击功（值）Akv（ak）正火 回火HB表面淬火HRCMPaMPa%J(kgf /cm2)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 (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

25、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球墨铸铁（GB1348 88）牌号参考壁厚e mm抗拉强度a bMpa屈服强度a 0.2MPa延伸率5%冲击值(室温23C)2 aK(J/cm )供参考用 途布氏硬度HB最小值QT400-1840025018141301801.制造轧辊。不仅在治金工 业上应用，造纸，玻璃、橡QT400-1540025015130180QT450104503101016

26、0210胶、面粉等工业在不断的改QT500-75003207170230用球墨铸铁。QT600-360037031902702.制造轴类零件，如些油机QT700-27004202205305曲轴（一般采用QT600-3 ）、QT800-2>30603902501814130180凸轮轴及水泵轴等。QT400-18A>6020037024012123投影造齿轮（一般采用QT400-15A>306039025015130180QT400-18 ），合适的养的铸>6020037024012件壁厚为1075mm。QT500-7A>306045030071702404.制造

27、活赛环、摩擦片、汽>602004202905车后轿等零件。QT600-3A>306060036031802705.制造中压阀门、低压阀门、>602005503401轴承座、千斤顶底座、球球QT700-2A>30607004002220320磨机及各种机床零件和医疗 器材等零件。>602006503801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A，表示牌号系由附铸试块测定的机械性能，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a bMPa硬度HB应

28、用举例大于至HT1002.510130110166盖、外罩、油盘、手轮、手把、支架等1020100931402030908713130508082122HT1502.510175137205端盖、汽轮泵体、轴承座、阀壳、管子及管路附件、手1020145119179轮、一般机床底座、床身其他复杂零件，滑座、工作台 等。20301301101663050120141157HT2002.510220157236气缸、齿轮、底架、机体、飞轮、齿条、衬筒、一般机 庆铸有导轨的庆身及中等压力( Mpa以下)油缸、液压 泵和阀的南壳体等。10201951482222030170134200305016012

29、8192HT2504.010270175262阀壳、油缸、气缸、联轴器、机体、齿轮、齿轮臬处壳、 飞轮、衬筒、凸轮、轴承座等102024016424620302201572363050200150225HT3001020290182272齿轮、凸轮、车床卡盘、剪床、压力机的机身、导板、 六角自动车床及其他重负荷机床铸有导轨的床身、高压 油缸、液压泵和滑阀的壳体等。20302501682513050230161241HT350102034019929920302901822723050260171257注：灰铸铁的硬度，系由经验关系式计算，即，当b b> 196Mpa时，HB=RH(100

30、+0.438 a b)。RH 一般取0.801.20冷轧钢板和钢带(GB708-88)厚度 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 ）0.35,050,0.55,0.60,0.65,0.70,0.75,0.80,0.90育弄1.0,1.21.6（0.1 进位）,1.8,2.0,2.2,2.5,2.8,3.0,3.

31、2,3.5,3.8,3.9,4.0,4.5,5,6,7.8,9,厚度 1022（1 进位）,25,2642（2 进位）,45, 48, 50, 52, 5595 （5 进位）100,105,110,120,125,130160（10 进位）,165,170,180200（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 （200 进位。）热轧圆钢和方钢尺寸(GB702-86 )圆方5.566.578910*1112131415161718192021钢钢22*23

32、242526*27*28*2930*3132*3334*3536384042直边45485053*55*56*586063*65*68707580859095100径长105110115120125130140150160170180190200220 250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。热轧等边角钢(GB9797 88)角钢尺寸截面面积2 cm参考数值重心距离角钢尺寸(mm)截面面积参考数值重心距bdrXXZo号数b

33、dr八 2CmX-X离号数JxCm4ixCmcmJxCm4ixCmZ0Cm22033.51.1320.400.590.60770485.57026.392.181.8641.4590.500.580.6456.87532.312.161.912.52531.4320.820.760.7668.16037.772.151.5641.8591.030.740.7679.42443.092.141.9933034.51.7491.460.910.85(7.5)75597.36736.972.332.0442.2761.840.900.8968.76746.952.312.073.63632.1092

34、.581.111.00710.16053.572.302.1142.7563.291.091.04811.50359.962.282.1553.3823.591.081.071014.12671.982.262.22440352.3593.591.231.13880597.19248.792.482.1543.0864.601.221.1769.39757.352.472.1953.7915.531.211.22710.86065.582.462.234.54532.6595.171.401.22812.30373.492.442.2743.4866.651.381.261015.12688.

35、432.422.3554.2928.041.371.3099061010.63782.772.792.4465.0769.331.361.33712.30194.832.782.4855035.52.9717.181.551.34813.944106.472.762.5243.8979.261.541.381017.167128.582.742.5954.80311.21.1531.421220.36149.222.712.6765.68813.051.521.461010061211.932114.953.102.675.656363.34310.191.751.48713.796131.8

36、63.092.7144.39013.181.731.53815.638148.243.082.7655.41516.021.721.571019.261179.513.052.8468.36723.631.681.681222.800208.903.032.916.363474.97819.031.961.701426.256236.533.002.9956.14323.171.941.741629.627262.532.983.0667.28827.121.931.7885.51534.461.901.851011.65741.091.881.93注：1.角钢长度为：角钢号 29,长度量10

37、14,长度419m热轧槽钢（GB707-88）Wx,Wy截面系数标记示例：热轧槽钢180 70 9 _GB707 -88Q235 _A 上B700 _88（碳素结构钢 Q235-A，尺寸为180X 70X 9mm）型号尺寸截面面积cm2参考数值重心距离Z0cmhbdtrr1x-xy-yWxCm3WyCm3880435.08.08.04.010.2425.35.791.4.310100485.38.58.54.212.7439.77.801.5212.61265.59.09.09.04.515.6962.110.21.5914a140586.09.59.54.818.5180.513.01.71

38、14b140608.09.59.54.821.3187.114.11.6716a160636.510.010.05.021.9510816.31.8016160658.510.010.05.025.1511717.61.7518a180687.010.510.55.225.6914120.01.8818180709.010.510.55.226.2915221.51.8420a200737.011.011.05.528.8317824.22.0120200759.011.011.05.532.8319125.91.9522a220777.011.511.55.831.8421828.22.1022220799.011.511.55.836.2423430.12.0325a250787.012.012.06.034.9127030.62.725b250809.012.012.06.039