机械设计常用金属材料的性能参数

....常用数据:热导率比热容热导率比热容热导率比热容名称熔点℃名称熔点℃W/〔m·K〕J〔kg·K〕W/〔m·K〕J〔kg·K〕灰铸铁120046.4~92.8544.3铝658203904.3铸钢1425489.9铅32734.8129.5低碳钢1400~150046.4502.4锡23262.6234.5黄铜95092.8393.6锌419110393.6青铜99563.8385.2镍145259.2452.2材料铝合金碳钢铬钢3Cr131Cr18/Ni9Ti铸铁砖

20 20~1016.6~17.117.817.618.44~24.522.0~24.010.6~12.211.210.216.68.7~11.114.59.510~14

材料线[膨]胀系数温 度 范 围

20~20020~30020~20020~30020~40020~60017.1~17.217.618.~18.118.618.820.917.918.223.4~24.811.3~1324.0~25.912.1~13.512.9~13.913.5~14.311.812.41313.611.111.611.912.31717.217.517.98.5~11.610.1~12.111.5~12.712.9~13.214.7~1512.818.6 19.317.6玻璃

64~77

4~11.5130密 度密 度密 度密 度密 度材 料 名称cm3g (t材 料名称m3)cm3g (tm3)材 料 名称cm3g (tm3)碳钢7.8~7.85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1.3~1.45灰铸铁7.0硅钢片7.55~7.861.4~1.14紫铜8.9锡基轴承合金7.34~7.75661.14~1.15黄铜8.4~8.85铅基轴承合金9.33~10.6710101.04~1.06锡青铜8.7~8.9胶木板、纤维板1.3~1.4纵纤维木材0.7~0.9无锡青铜7.5~8.2玻璃2.4~2.6横纤维木材0.7~0.9碾压磷青铜8.8有机玻璃1.18~1.19石灰石、花岗石2.4~2.6冷拉青铜8.8矿物油0.92砌砖1.9~2.3工业用铝2.7橡胶石棉板1.5~2.0混凝土1.8~2.45弹性模量E 弹性模量E 切变模量GEG名称泊松比μ名称泊松比μGPaGPaGPaGPa115~160450.23~0.27铸铝青铜105420.25球墨铸铁151~160610.25~0.29硬铝合金7127碳钢200~220810.24~0.28冷拔黄铜91~9935~370.31~0.42合金铜210810.25-0.3轧制纯铜110400.31~0.34铸钢17570~840.25~0.29轧制锌84320.27轧制磷青铜115420.32~0.35轧制铝6926~370.32~0.36轧制锰黄铜110400.35铅1770.42常用法定计量单位及换算关系法定计量单位法定计量单位量的名称符号r/min非法定计量单位名称换算关系名称转每分符号旋转速度长度米m面积平方米m2体积容积升质量m3L(1)(1=10-33)千〔公斤〕 吨 t力牛〔顿〕N压力压强帕〔斯卡〕pa埃英加仑美加仑磅〔英吨〕达因吨力巴毫米汞柱千克力每平方厘米〔工程大气压〕泊斯[托克斯]千克力米尔格卡[米制]马力[尔文]Åinahat3UkgalUSgalebtondynkgftfbaratmmmHgkgf/cm(at)1r/min=(1/60)r/s1Å=0.1nm=10-1m1in=0.0254m=25.4mm1a=102m21ha=104m21ft=0.0283168m=28.3168dm31Ukgal=4.54609cm31Usgal=3.78541dm31b=0.45359237cm31ton=1016.05kg1dyn=10-5N1kgf=9.80665N1tf=9.80665×103N1bar=0.1Mpa=10pa(1pa=1N/m2)1atm=101325pa1mmHg=133.3224pa1kgf/cm2=9.80665×104应力 M动力粘度 帕[斯卡]秒 Pa·s运动粘度 二次方米每秒 m2/s能,功热量焦[耳]JKgf/mm2PStkgf·mergcalcalth功率瓦[特]W1kgf/mm2=9.80665×106pa1P=0。1Pa·s1St=1cm2/s=10-m/s1kgf·m=9.80665J1erg=10-7J1cal=4.1868J1calth=4.1840J1[米制]马力=735.499W比热容J/〔kg·K〕kcal/(kg·k)1kcal/(kg·k)=4.1868×10J/(Kg·K)法定计量单位非法定计量单位量的名称换算关系名称 符号瓦[特]每平名称符号F、b、Q235BF、b、Q235BABCDAB—235225215 205 195 185375~460262524232221Q25520—200—20—20—27—ZZTZ—27—ZQ275传热系数文]W/(m·K)[尔文]cal/(cm·s·K)1cal/(cm·s·K)=4.1868×10W/(m·K)热导率数〕瓦[特]每米开[尔文]W/(m·K)文]cal/cm·s·k1cal/(cm·s·k)=4.1868×10W/〔·〕牌等机械性 能屈服点σ(MPa)屈服点σ(MPa)冲击试验S钢材厚度〔直径〔mm〕抗拉强S钢材厚度〔直径〔mm〕V脱温氧＞16 ＞40＞60＞100度σb＞16＞40＞60＞100〔纵≤16＞150≤16＞150度方~40 ~60~100~150MPa~40 ~60~100~150向〕℃法号级不小于不小于不小于Q195—〔195〕〔185〕— — — —315~3903332— — — — — —A— —Q215215205195185175165335~460313029282726 Z255245235225215205410~510242322212019275265255245235225490~610201918171615优质碳素构造钢〔GB699—88〕牌牌试推举热处理℃正淬回件毛坯尺寸mm抗拉强度σb机σs械性 能延长率δ5收缩率ψ冲击功〔值〕A(a)k kHB应用举例kgfmJ不大于MPa%cm2号火火火不小 于未热处理退火钢牌 试 机 械 性 能

件 毛 坯 σb

屈服延长 强度率δ5 σs

A(a)

HB

应 用 举 例k k正 淬 回 尺

kgfmJ

不大于寸号 火 火 火

MPa %不 小 于

cm2

未热 退火处理 钢

08F93008F930252951753560131靠模.离合器盘10930253352053155用于制造拉杆、卡头、钢管垫片、垫137 圈、铆钉。这种钢无回火脆性.焊接性好.用来制造焊接零件。15920253752252755渗碳零件、紧固件、冲模锻件及不需143 要热处理的低负荷零件.如螺栓、螺锅炉。20910254102452555性的机械零件.如杠杆、轴套、螺钉、<6Mpa、156 零件.加管子、导管等。还可用于外表硬高而心部强度要求不大的渗碳2590087060025450275235071〔9〕与氰化零件。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1703587085060025530315204555(7)197零件.如轴、辊子、联接器、垫圈、螺栓、螺钉及螺母用于制造曲轴.垫圈、螺钉、螺母。一般不作焊接。4086084060025570335194547(6)2171874585084060025600355164039(5)229圆盘销、蒸发透平机的叶轮、压缩机及泵197 轮、轴、活塞销等.但要经高频或火5083083060025630375144031(4)241焰外表淬火。用于制造齿轮、拉杆、轴辊、轴、圆207盘55820820600256453801335255用于制造齿轮、连杆、轮圈、轮缘、217扁弹簧及轧辊等用于制造轧辊、轴、轮箍、弹簧圈、60810256754001235255229弹簧、弹簧垫圈、离合器、凸轮、钢绳等用于受力不大韧性要求较高的零件.用于不经受很大应力而要求很大韧0.2〕0.2〕螺旋弹簧60Si2CrA87042017651569321用于高应力及温度在91025450275245019788086060025540315204563(8)21718786084060025590355174547(6)22920783083060025645390134031(4)255217810256954101135269229热处理制度牌淬火热处理制度牌淬火抗拉强度σb机σs械性 能交货状态硬度延长率率ψHB应用举 例淬火回火δ5号介质温度℃MPaδ10%不大于温度℃不小于热轧冷拉+热285321302321302321321321321调压调速弹簧、术赛弹簧、测旋弹簧小尺寸的扁、圆弹簧、座垫弹刹车弹簧汽车、拖拉机、机车的减震板止回阀簧.250℃以下使用的耐热弹簧。应力较大的板簧和直径较大的60Si2CrVA850油41018631667620〔热 321轧+热处理〕300~350用弹簧牌试推举热处理℃件毛坯尺寸mm抗拉σb机σs械性 能延长率δ5收缩率ψ冲击功〔值〕A(a)k kHB应用举例正淬回MPa%kgfmJ不大于cm2号火火火不小 于未热处理退火钢20Mn30Mn用于制造凸轮轴、齿轮、联轴器、铰链、拖杆等刹车踏板等。用以制造承受疲乏负荷的零件40Mn50Mn60Mn轴、万向联轴器、曲轴、连杆及在高应力下工作的螺栓、螺母等。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80mm下的心轴等。适于制造弹簧、弹簧垫圈.弹簧环和片以及冷拔钢丝〔≤7mm〕和发条65840油50098178593570830油480103083483065Mn830油54098178583055Si2Mn55Si2MnB60Si2Mn60Sin2MnA870油48044012751569117713736530252055CrMna60CrMnA830~860油460~510460~52012261079〔σ920合金构造钢GB307—8、不锈钢棒GB122—8〕热处热处理机淬火回火抗拉屈服牌温冷温冷截面尺寸〔σσ延长率收缩率冲击值钢材退火或高温回火b度 却 度 却 样 直

δ ψ a5 s

压痕直径

特性及应用举例号℃ 剂 ℃

Mpa % J/cm2径〕mm mm≥ 合 金 结 构 钢

HB*

20Cr20Mn2850水、油20015785588104058.84.4187于做渗碳小齿轮、小轴、880水、油440HRC56~6235Mn2840水500水25834686124568.74.2207对于截面较小的零件可代替15mm的重要用途的冷镦螺栓及小轴等.表面淬火HRC40~50≤60mm40Cr45Mn242SiMn88042SiMn880水590水25883735154058.84.022920Mnv88020Mnv880水、油20015785588104068.74.418740MnB37SiMn2MoV

可做万向联轴器、齿轮、齿轮轴、蜗杆、曲轴、连HRC45~55840油550水、油25883735104058.84.1217900水570水、油840油550水、油25883735104058.84.1217900水570水、油25883735154558.84.0229与35SiMn钢同。可代替适于作外表淬火件.外表HRC45~5520CrNiHRC56~62900油200151177981104568.74.2207900油200151177981104568.74.2207850油500水、油25981785104558.84.2207870水、油65025987834125078.53.726934CrNiMO蜗杆等零件.外表淬火HRC50~55强度韧性均高.是铬镍钢第一次 870齿轮.凸轮等.渗碳淬火870齿轮.凸轮等.渗碳淬火HRC56~62850油200151177883104568.74.1217性的零件、如传动齿轮和曲轴等.渗碳淬火HRC56~62

880

油 200水空气15 1079 834 10 45 68.7 4.1 217

中等或重负荷以及冲击磨20CrMnMo

其次次 损等的重要零件.如渗碳38CrMoA1 940 水、油640水、油 30 981 834 14 50 88.3 4.0 229水、油200水、油20015834539104058.84.5179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HRC56~62油520水、油2598178594558.84.5207零件；并用于直径大于400mm要求低温冲击韧性的轴与齿轮等.外表淬HRC48~55水、油460水、油25785105885078.54.3197用于制造承受较高载荷的键轴、活塞销等油500水、油25981785104568.73.9241用于制造要求强度高、韧链条、连杆等880

用于要求高耐磨性、高疲乏强度和相当高的强度且热处理变形最小的零HV1100用于要求心部强度较高.承受磨损、尺寸较大的渗20Cr

其次次80040Cr 85020CrNi 85040CrNi 82040CrNiMOA 不 锈 钢 棒具有良好的耐蚀性、机械1Cr13

油 700~750

539 343 25

55 98.1

200

加工性.用作水压机阀体、1000 快 冷

〔σ〕0.2

热裂设备管路附件、汽轮20502050782231240292351872Cr13 920~980油

600~750快 冷

637

441〔σ〕

高600~750

0.2735 539

2Cr133Cr13 920~980油 快 冷1010~11500Cr19Ni9 快 冷〔固溶处理〕

〔σ〕0.2520 206 40 60

高.作刃具、喷嘴、阀座阀门等作为不锈钢使用最广泛.〔固溶处食品设备.一般化工设备.理〕原子能工业用注：1.表中合金构造钢HB*YB6——71规定的硬度值.不锈钢棒HB*GB1220-842.1Cr13、2Cr13、3Cr13钢和Cr19Ni1975mm和≤180mm牌抗拉牌抗拉强度σ屈 服强 度σ或σ延长率δ依据合同选择硬度ψ冲击功〔值〕A〔a〕HB外表淬火HRC应用举例KVkJ(kgf·/cm)值各种外形的机件.如机座.变速箱壳等铸造平坦的零件.如机座、机盖、箱体、铁砧台.工作温度在450℃以下的管路附件等。焊接性良好。各种外形的机件.如飞轮、机架、蒸汽锤、桩尚可。圈及重负荷机架等起重运输机中齿轮.联轴器及重要的机件等bs0.2号MPaMPa%%最小ZG200-400400200254030(6.0)ZG230-450450230223225〔4.5〕≥131ZG270-500500270182522〔3.5〕≥14340~45ZG310~570570310152115〔3〕≥15340~50ZG340-640640340101810〔2〕169~22945~55牌号牌号emmσbMpa屈服强度σ0.2MPa最延长率δ%小冲击值a(J/cm)K供参考HB用途值QT600-3A180~270QT700-2A220~320面粉等工业在不断的改用球墨铸铁。制造轴类零件.如些油机曲轴〔QT600-3凸轮轴及水泵轴等。3．投影造齿轮〔一般承受10~75mm。制造活赛环、摩擦片、汽车后轿等零件。、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。QT400-184002501814130~180QT400-1540025015—130~180QT450~1045031010—160~210QT500-75003207—170~230QT600-36003703—190~270QT700-27004202—205~305QT800-2QT400-18A>30~60>60~20039037025024018121412130~180QT400-15A>30~60>60~2003903702502401512——130~180QT500-7A>30~60>60~20045042030029075——170~240>30~606003603—>60~2005503401—>30~607004002—>60~2006503801—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2023kg30~200mm牌号〔mm〕牌号〔mm〕σMPabHB应用举例大于至HT100盖、外罩、油盘、手轮、手把、支架等HT150端盖、汽轮泵体、轴承座、阀壳、管子及管路附件、手HT200气缸、齿轮、底架、机体、飞轮、齿条、衬筒、一般机〔Mpa和阀的南壳体等。HT250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HT300齿轮、凸轮、车床卡盘、剪床、压力机的机身、导板、油缸、液压泵和滑阀的壳体等。HT3502.510130110~16610201009313130508082~1222.510175137~2051020145119~1792030130110~1663050120141~1572.510220157~2361020195148~2222030170134~2003050160128~1924.010270175~2621020240164~2462030220157~2363050200150~2251020290182~2722030250168~2513050230161~2411020340199~2992030290182~2723050260171~257注：灰铸铁的硬度.系由阅历关系式计算.即.当σ196Mpa.HB=RH(100+0.438σRHo.80~1.20b b冷轧钢板和钢带〔GB708-88〕厚度厚度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〕厚度厚度0.35,050,0.55,0.60,0.65,0.70,0.75,0.80,0.901.0,1.2~1.6(0.1进位),1.8,2.0,2.2,2.5,2.8,3.0,3.2,3.5,3.8,3.9,4.0,4.5,5,6,7.8,9,600,650,700,710,750~1000〔50〕.1250,1400.1420.1500~3000〔100〕.3200~380〔200〕18 1936 3818 1936 3885 902040952142100径 长105 110115 120125 130140150160170 180190200220 250圆方5.566.578910*11121314151617钢钢22*23242526*27*28*2930*3132*3334*35直边45485053*55*56*586063*65*6870758015.5~250mm5.5~200mm2~6m25mm4~10m.表中带*者不推举使用。bdrbdrx~xZ号数bdrCm2x-x0离Z0Cm1.861.913.57708(7.53.63642.7563.291.091.044.557号数2202.525330角钢尺寸截面面积参考数值重心距离角钢尺寸〔mm〕截面面参考数值重cm2积心距JxCm4ixCmcmJxCm4ixCm31.1320.400.590.6045.57026.392.1841.4590.500.580.6456.87532.312.1631.4320.820.760.7668.16037.772.151.5641.8591.030.740.7679.42443.092.141.9931.7491.460.910.8557.36736.972.332.044 2.276 1.84 0.90 0.8968.76746.952.312.073 4.5 2.109 2.58 1.11 1.00 757910.16053.572.302.11)811.50359.962.282.1553.3823.591.081.071014.12671.982.262.2232.3593.591.231.1357.19248.792.482.154 4043.0864.601.221.1769.39757.352.472.1953.7915.531.211.228807910.86065.582.462.2345352.6595.171.401.22812.30373.492.442.2743.4866.651.381.261015.12688.432.422.3554.2928.041.371.30610.63782.772.792.4465.0769.33 1.36 1.33 7 12.301 94.83 2.78 2.489 90 1055035.52.9711..5 106.47.18 1.34 8 13.944 2.76 2.52443.8979.261.541.381017.16754.80311.21.1531.421220.3665.68813.051.521.46611.93233.34310.191.751.48713.7965.6564564.3905.41513.1816.021.731.721.531.57101008101215.63819.26168.36723.631.681.681222.80044.97819.031.961.701426.25656.14323.171.941.7416128.58149.2256.14323.171.941.7416128.58149.22114.95131.86148.24179.51208.90236.53262.529.62732.742.592.712.673.102.673.092.713.082.763.052.843.032.913.002.992.983.066.363767.28827.121.931.7885.51534.461.901.851011.65741.091.881.931热轧槽钢〔GB707-88〕W Wx y标记例如：180709GB70788Q235AGB70088Q235-A180×70×9mm〕型尺寸参考数值重心距离Z号0截面面cm积c2x-xy-yhbdtrrWW1xyCm3Cm3880435.08.08.04.010.2425.35.791.4.310100485.38.58.54.212.7439.77.801.5212.61265.59.09.09.04.515.6962.110.21.5914a140586.09.59.54.818.5180.513.01.7114b140608.09.59.54.821.3187.114.11.6716a160636.510.010.05.021.9510816.31.8016160658.510.010.05.025.1511717.61.7518a180687.010.510.55.225.6914120.01.8818180709.010.510.55.226.2915221.51.8420a200737.011.011.05.528.8317824.22.0120200759.011.011.05.532.8319125.91.9522a220777.011.511.55.831.8421828.22.1022220799.011.511.55.836.2423430.12.0325a250787.012.012.06.034.9127030.62.725b250809.012.012.06.039.9128232.71.9825b2508211.012.012.06.044.9129535.91.9228