机械设计常用材料汇总.docx

1、机械设计常用材料汇总常用数据:金属材料熔点、热导率及比热容名称熔点热导率W/（mK）比热容J（kgK）名称熔点热导率W/（mK）比热容J（kgK）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 ()202010202002030020400206002070020900701000工程用铜黄铜青铜铸铝合金铝合金碳钢铬钢3Cr1

2、31Cr18/Ni9Ti铸铁镍铬合金砖水泥、混凝土胶木、硬橡皮玻璃有机玻璃18.4424.59.51014647716.617.117.817.622.024.010.612.211.210.216.68.711.114.5411.513017.117.218.817.923.424.811.31311.811.1178.511.617.620.918.224.025.912.113.512.411.617.210.112.118.18.112.913.91311.917.511.512.718.613.514.313.612.317.912.913.214.71512.818.619.317

3、.6常用材料的密度材 料 名 称密 度材 料 名 称密 度材 料 名 称密 度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7.87.857.97.37.08.98.48.858.78.97.58.28.88.82.7铅锡镁合金硅钢片锡基轴承合金铅基轴承合金胶木板、纤维板玻璃有机玻璃矿物油橡胶石棉板11.377.291.747.557.87.347.759.3310.671.31.42.42.61.181.190.921.52.0无填料的电木赛璐珞酚醛层压板尼龙6尼龙66尼龙1010纵纤维木材横纤维木材石灰石、花岗石砌砖混凝土1.21.41.31.451.41.141

4、.141.151.041.060.70.90.70.92.42.61.92.31.82.45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泊松比名称弹性模量EGPa切变模量GGPa泊松比灰、白口铸铁球墨铸铁碳钢合金铜铸钢轧制磷青铜轧制锰黄铜11516015116020022021017511511045618181708442400.230.270.250.290.240.280.25-0.30.250.290.320.350.35铸铝青铜硬铝合金冷拔黄铜轧制纯铜轧制锌轧制铝铅105719199110846917422735374032263770.250.310.420.31

5、0.340.270.320.360.42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in1=0.1nm=10-10m1in=0.0254m=25.4mm面积平方米m2公亩公顷aha1a=102m21 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ft3UkgalUSgal1ft3=0.0283168m3=28.3168dm31Ukgal=4.54609cm31Usgal=3.78541dm3质量千克（公斤）吨Kgt磅长吨（英吨）ebton1eb=0

6、.45359237cm31ton=1016.05kg力重力牛（顿）N达因千克力，（公斤力）吨力dynkgftf1dyn=10-5N1kgf=9.80665N1tf=9.80665103N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）baratmmmHgkgf/cm2(at)1bar=0.1Mpa=105pa(1pa=1N/m2)1atm=101325pa1mmHg=133.3224pa1kgf/cm2=9.80665104 pa应力M千克力每平方毫米Kgf/mm21kgf/mm2=9.80665106pa动力粘度帕斯卡秒Pas泊P1P=0。1Pas运动粘度二次方米每秒

7、m2/s斯托克斯St1St=1cm2/s=10-4m2/s能,功热量焦耳J千克力米尔格卡热化学卡kgfmergcalcalth1kgfm=9.80665J1erg=10-7J1cal=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/(kgk)1kcal/(kgk)=4.1868103J/(KgK)传热系数瓦特每平方米开尔文W/(m2K)卡每平方厘米秒开尔文cal/(cm2sK)1cal/(cm2sK)=4.1868104W/(m2K)热导率（导热系数）瓦特每米开尔文W/(m2K)卡每厘米秒开尔

8、文cal/cmsk1cal/(cmsk)=4.1868102W/（mK）碳素结构钢（GB70088）牌号等级机 械 性 能屈服点S(MPa)抗拉强度bMPa屈服点S(MPa)冲击试验脱氧方法钢材厚度（直径）（mm）钢材厚度（直径）（mm）温度V型冲击功（纵向）161640406060100100150150161640406060100100150150不小于不小于不小于Q195（195）（185）3153903332F、b、ZQ215A215205195185175165335460313029282726B2027Q235A235225215205195185375460262524232

9、221F、b、ZB20C0ZD20TZQ255A255245235225215205410510242322212019ZB2027Q275275265255245235225490610201918171615优质碳素结构钢（GB69988）牌号推荐热处理试件毛坯尺寸mm机 械 性 能钢材交货状态硬度HB应 用 举 例抗拉强度b屈服强度s延伸率5收缩率冲击功（值）Ak(ak)正火淬火回火MPa%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1093025

10、3352053155137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、起重钩等。也用于制造压力6Mpa、温度450、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

11、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3587085060025530315204555(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。5083083060025630375

12、144031(4)241207用于制造齿轮、拉杆、轴辊、轴、圆盘55820820600256453801335255217用于制造齿轮、连杆、轮圈、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

13、、曲轴、连杆及在高应力下工作的螺栓、螺母等。50Mn83083060025645390134031(4)255217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（7mm）和发条弹簧钢（GB12284）牌号热处理制度机 械 性 能交货状态硬度HB应 用 举 例淬火温度淬火介质回火温度抗拉强度b屈服强度s延伸率收缩率510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

14、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以下使用的耐热弹簧。55Si2MnB32160Si2Mn52560Sin2MnA440156913732055 CrMna830860油46051012261079（0.2）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60CrMnA46052060Si

15、2CrA870油42017651569620321（热轧+热处理）321用于高应力及温度在300350以下使用的弹簧，如调速器、破碎机、汽轮机汽封用弹簧60Si2CrVA85041018631667合金结构钢（GB307782）、不锈钢棒（GB122084）牌号热 处 理截面尺寸（试样直径）mm机 械 性 能硬 度特性及应用举例淬 火回 火抗拉强度b屈服极限s延伸率5收缩率冲击值ak钢材退火或高温回火供应状态的布氏硬度温度冷却剂温度冷却剂Mpa%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

16、.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25834 686124568.74.2207对于截面较小的零件可代替40Cr，可做直径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损条件下的零件。在直径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

17、（-20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40C rNi，可做中小型轴类、齿轮等零件以及在430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HRC455520Mnv880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、20CrMnT

18、i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

19、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、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

20、，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 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1C

21、r139501000油700750快 冷539343（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（0.2）205078223同上，淬火状态下硬度较高3Cr13920980油600750快 冷735539（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，一般化工设备，原子能工业用注：1. 表中合金结构钢HB*系YB671规定的硬度

22、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75mm和180mm钢棒。一般工程用铸造碳钢（GB5676-85）牌号抗拉强度b屈 服强 度s或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%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ZG340-6406