机械设计常用材料

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1200铝658203铸钢1425铅327低碳钢14001500锡232黄铜950锌419110青铜995镍1452材料线膨胀系数材料温度范围（C)202010202002030020400206002070020900701000工程用铜黄铜青铜铸铝合金18.铝合金碳钢铬钢3Cr131Cr18/Ni9Ti1315铸铁13镍铬合金砖17水泥、混凝土胶木、硬橡皮 玻璃 有机玻璃101464774130常用材料的密度材料名称密 度片t3

2、）cm m材料名称密g3 cm度（亠）m材料名称密g3 cm度丄）m碳钢铅无填料的电木合金钢锡赛璐珞球墨铸铁镁合金酚醛层压板灰铸铁硅钢片尼龙6紫铜锡基轴承合金1尼龙66黄铜铅基轴承合金1尼龙1010锡青铜胶木板、纤维1纵纤维木材无锡青铜板1横纤维木材碾压磷青铜玻璃1石灰石、花岗冷拉青铜有机玻璃石工业用铝矿物油1砌砖橡胶石棉板混凝土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R名称弹性模量EGPa切变模量GGPa泊松比R灰、白口铸铁球墨铸铁11516045铸铝青铜硬铝合金10542151160617127碳钢冷拔黄铜合金铜2002208191993537轧制纯铜21081

3、11040铸钢 轧制磷青1757084轧制锌轧制铝8432铜1154269263711040铅177轧制锰黄铜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?=10-10m1in=0.0254m=25.4mm面积平方米m2公亩公顷a ha1日=10缶21 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=1Ukgal=4.54609cm 31Usgal=质量千克（公斤）吨Kg t磅长吨

4、（英吨）ebton1eb=0.45359237cm31ton=1016.05kg力重力牛（顿）N达因千克力，（公斤力）吨力dyn kgf tf1dyn=10-5N1kgf=1tf= X03N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bar atm mmHg kgf/cm 2(at)1bar=105pa(1pa=1N/m2)1atm=101325pa1mmHg= 1kgf/cm2=x104 pa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（工程大气压）应力M千克力每平方毫米Kgf/mm 21kgf/mm 2=x106pa动力粘度帕斯卡秒Pas泊P1P=0。 1Pas

5、运动粘度二次方米每秒m2/s斯托克斯St1St=1cm2/s=10-4 m2/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= 1erg=10-7J 1cal= 1calth=功率瓦特W米制马力1米制马力=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)= x103J/(Kg K)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)= x104W/(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c

6、al/cm s- k1cal/(cm s k)= X02W/ (m - K)碳素结构钢（GB700-88）机械性能牌等屈服点b S(MPa)屈服点b s(MPa)冲击试验钢材厚度（直径）(mm)钢材厚度（直径）(mm)V型冲脱 氧 方 法< 16> 1640> 4060> 60100> 100150>150抗拉强度b bMPa< 16> 1640> 4060> 60100> 10C150>150温度°C击功（纵 向）号级不小于不小于不小于Q195(195)(185)3153903332F、b、ZQ215A2152

7、05195185175165335460313029282726B2027AF、b、B20ZQ235C2352252152051951853754602625242322210ZD20TZQ255A255245235225215205410510242322212019B2027ZQ275275265255245235225490610201918171615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%J kgf mcm2

8、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

9、、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。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

10、强度a b屈服强度a S延伸率5 5收缩率书冲击功（值）Ak（ak）正火淬火回火MPa%J kgf mcm2不大于未热处理退火钢不小于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558208206002564538013

11、35255217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、曲轴、连杆及在高应力下工作的螺栓、螺母等。50Mn83083060025645390134031

12、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（w 7mm）和发条弹簧钢(GB122 84)热处理制度淬火淬 火回火抗拉屈服强度强度温度C介温度Ca ba s质MPa延伸率交货状态硬度HB不大于10热轧不小于拉+热 处 理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540981785830302

13、321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460510:12261079()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

14、用于高应力及 温度在300350 °C 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)20Mn2850水、油200水、空气880水、油440水、空气7855881040热处理机械性 能硬度淬火回火抗拉屈服延伸率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牌温冷温冷截面尺 寸(试强度a b极限a s特性及应号度却度却样直径) mmMpa%J/cm2压痕直径mm不小于HB*C剂C剂>不大于合金结构钢35Mn2840水500水25834686124

15、5207对于截面较小 替40Cr，可做直 的重要用途的 小轴等，HRC405045Mn2840油550水、油258837351040217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258837351545229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HRC4542SiMn880水590水258837351540229与35SiMn钢40Cr、 35CrM 圈。适于作表 表面淬火HRC20Mnv880水、油200水、空气1578558

16、81040187相当于20CrN渗碳淬火HRC20MVBSin900油200水、空气1511779811045207可代替 120CrMnTi 做高等零件渗HRC566240MnB850油500水、油259817851045207可代替40Cr件，如齿轮、螺栓等37SiMn2MoV870水、油650水、空气259878341250269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1510798341045217强度韧性均高 的代用品。用于 中等或重负荷 损等的重要零 齿轮，凸轮等HRC566220CrMnMo850油200

17、水、空气1511778831045217用于要求表面 磨、心部有较 性的零件、如口 曲轴等，HRC566238CrMoA1940水、油640水、油309818341450229用于要求高耐 劳强度和相 且热处理变 件，如镗杆、主 齿轮、套筒、 氮后，表面硬20Cr第一次880第二次水、油200水、空气158345391040179用于要求心部 承受磨损、尺 碳零件，如齿轮800蜗杆、凸轮、 也用于速度较 击的调质零件HRC566240Cr850油520水、油25981785945207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；并用于400mm要求低 的轴与齿轮

18、HRC485520Cr Ni850水、油460水、油257851058850197用于制造承受 渗碳零件，如 花键轴、活塞40CrNi820油500水、油259817851045241用于制造要求 性高的零件，如 链条、连杆等40CrNiMOA不锈钢棒1Cr139501000油700750快冷539343()2555200具有良好的耐 加工性，用作水 热裂设备管路 机叶片2Cr13920980油600750快冷637441()205078223同上，淬火状高3Cr13920980油600750快冷735539()124029235同上，比2Cr 度高，作刃具 座阀门等0Cr19Ni910101

19、150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。般工程用铸造碳钢（GB5676-85 ）牌号抗拉 强度a b屈服强度a s或a延 伸 率5根据合同选择硬度应用举例收缩 率书冲击功（值）Akv（ak）正火 回火HB表面淬火HRCMPaMPa%J(kgf /cm2)最小值ZG200-40040020

20、0254030各种形状的机件，如机 座，变速箱壳等ZG230-450450230223225 ()> 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 ()> 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

21、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emm抗拉强 度b bMpa屈服强 度bMPa延伸率5%冲击值(室温23 C) aK(J/cm2)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

22、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。QT400-1540025015130180QT4501045031010160210QT500-75003207170230QT600-36003703190270QT700-27004202205305QT800-2QT400-18A>30603902501814130180>602003702401212QT400-15A>306039025015130180>6020037024012QT500-7A>30604503007170240>602004202905QT600-3A>30

23、606003603180270>602005503401QT700-2A>30607004002220320>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b bMPa硬度HB应用举例大 于至HT10010130110166盖、外罩、油盘、手轮、手把、支架等1020100931402030908713130508082122HT15010175137205端

24、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。102014511917920301301101663050120141157HT20010220157236气缸、齿轮、底架、机体、飞轮、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。102019514822220301701342003050160128192HT25010270175262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102024016424620302201572363050200150225HT30010202901822

25、72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。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+ a b)。RH 一般取冷轧钢板和钢带(GB708-88 )厚度5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 55 5 5 5 5 5 5 55 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5热轧钢板(GB709-88 )厚度,050,，进位

26、）,5,6,9,10-22（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678910*1112131415161718钢钢192021直边22*23242526*27*28*2930*3132*3334*35径

27、长3638404245485053*55*56*586063*65*68707580859095100105110115120125130140150160170180190200220250注：1.本标准适用于直径为250mm的热轧圆钢和边长为200mm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|参考数值重心距离角钢| 尺寸 ( mm)截面面|参考数值号数bdr2cm2XXZ0 cm号数bdr积Cm2x-xJxCm4ixCmJxCm4ixCm22037704845253647330375594636374851044035880594657453