机械设计常用金属材料的性能参数

..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/（m·K）比热容J（kg·K）名称熔点℃热导率W/（m·K）比热容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材料线[膨]胀系数材料温度范围(℃)2020~1020~20020~30020~40020~60020~70020~90070~1000工程用铜黄铜青铜铸铝合金铝合金碳钢铬钢3Cr131Cr18/Ni9Ti铸铁镍铬合金砖水泥、混凝土胶木、硬橡皮玻璃有机玻璃18.44~24.59.510~1464~7716.6~17.117.817.622.0~24.010.6~12.211.210.216.68.7~11.114.54~11.513017.1~17.218.817.923.4~24.811.3~1311.811.1178.5~11.617.620.918.224.0~25.912.1~13.512.411.617.210.1~12.118.~18.112.9~13.91311.917.511.5~12.718.613.5~14.313.612.317.912.9~13.214.7~1512.818.619.317.6常用材料的密度材料名称密度)(33mtcmg材料名称密度)(33mtcmg材料名称密度)(33mtcmg碳钢合金钢球墨铸铁灰铸铁紫铜黄铜锡青铜7.8~7.857.97.37.08.98.4~8.858.7~8.9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11.377.291.747.55~7.87.34~7.759.33~10.671.3~1.4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1.21.41.3~1.451.4~1.141.14~1.151.04~1.060.7~0.9..无锡青铜碾压磷青铜冷拉青铜工业用铝7.5~8.28.88.82.7玻璃有机玻璃矿物油橡胶石棉板2.4~2.61.18~1.190.921.5~2.0横纤维木材石灰石、花岗石砌砖混凝土0.7~0.92.4~2.61.9~2.31.8~2.45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μ名称弹性模量EGPa切变模量GGPa泊松比μ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115~160151~160200~2202101751151104561818170~8442400.23~0.270.25~0.290.24~0.280.25-0.30.25~0.290.32~0.350.35铸铝青铜硬铝合金冷拔黄铜轧制纯铜轧制锌轧制铝铅1057191~99110846917422735~37403226~3770.250.31~0.420.31~0.340.270.32~0.360.42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Åin1Å=0.1nm=10-10m1in=0.0254m=25.4mm面积平方米m2公亩公顷aha1a=102m21ha=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=0.45359237cm31ton=1016.05kg力重力牛（顿）N达因千克力.（公斤力）吨力dynkgftf1dyn=10-5N1kgf=9.80665N1tf=9.80665×103N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=9.80665×104pa应力M千克力每平方毫米Kgf/mm21kgf/mm2=9.80665×106pa动力粘度帕[斯卡]秒Pa·s泊P1P=0。1Pa·s运动粘度二次方米每秒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kgf·mergcalcalth1kgf·m=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/（kg·K）千卡每千克开[尔文]kcal/(kg·k)1kcal/(kg·k)=4.1868×103J/(Kg·K)..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传热系数瓦[特]每平方米开[尔文]W/(m2·K)卡每平方厘米秒开[尔文]cal/(cm2·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)=4.1868×102W/（m·K）碳素结构钢（GB700—88）牌号等级机械性能屈服点σS(MPa)抗拉强度σbMPa屈服点σS(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）≤16＞16~40＞40~60＞60~100＞100~150＞150≤16＞16~40＞40~60＞60~100＞100~150＞150不小于不小于不小于Q195—（195）（185）————315~3903332——————F、b、ZQ215A215205195185175165335~460313029282726——B2027Q235A235225215205195185375~460262524232221——F、b、ZB20C0ZD—20TZQ255A255245235225215205410~510242322212019——ZB2027Q275—275265255245235225490~610201918171615——优质碳素结构钢（GB699—88）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σb屈服强度σs延伸率δ5收缩率ψ冲击功（值）Ak(ak)正火淬火回火MPa%2cmmkgfJ不大于未热处理退火钢不小于..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σb屈服强度σs延伸率δ5收缩率ψ冲击功（值）Ak(ak)正火淬火回火MPa%2cmmkgfJ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。5083083060025630375144031(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..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σb屈服强度σs延伸率δ5收缩率ψ冲击功（值）Ak(ak)正火淬火回火MPa%2cmmkgfJ不大于未热处理退火钢不小于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。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（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℃淬火介质回火温度℃抗拉强度σb屈服强度σs延伸率收缩率ψδ5δ10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℃以下使用的耐热弹簧。55Si2MnB32160Si2Mn52560Sin2MnA440156913732055CrMna830~860油460~51012261079（σ0.2）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60CrMnA460~52060Si2CrA870油42017651569620321（热轧+热处理）321用于高应力及温度在300~350℃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（GB3077—82）、不锈钢棒（GB1220—84）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σb屈服极限σs延伸率δ5收缩率ψ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15785588104058.84.4187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HRC56~