化工机械钢材力学性能手册

1、化工机械钢材力学性能手册金属材料力学性能符号表代 号名 称单 位说 明bbcbb抗拉强度抗压强度抗弯强度/MPas0.2屈服极限屈服强度材料永久变形量等于原长0.2%时的应力cp弹性极限比例极限EG弹性模量切变模量泊松比-1疲劳极限材料在应力循环次数达到106-107次仍不发生疲劳断时的最大应力1/1041/1050.2/200.蠕变极限符号右小角中,分子表示规定变形量的百分数,分母表示产生该变形量的时间(h)DVM蠕变极限加载后观测25-35h可允许的伸长速度为10x10-4h-1的应力b/104b/105b/200持久极限符号右下角的分数中,分母表示时间(h)510伸长率延伸率/%断面收缩

2、率/%kU或kv冲击韧性值/(J/cm2)AkU或Akv冲击功/JHBS布氏硬度/MPa(一般不标注)HRC洛氏硬度C级_用于测量金属材料硬度HBS=230-700HRB洛氏硬度B级_用于测量金属材料硬度HBS700HRA洛氏硬度A级_用于测量金属材料硬度HBS=60-230HRNHRT表面洛氏硬度_只适用于钢材表面渗氮渗碳等表面层的硬度。HRN的压头是顶角为1200的金刚石锥体。HRT的压头为直径为1.5875mm的淬硬钢球。HV维氏硬度/MPa适用于测量很薄（0.3-0.5mm）的金属材料，金属镀层，或者化学处理后的表面层硬度（如镀铬，渗碳层）HS肖氏硬度适于测量表面光滑的精密量具或者不容

3、搬动大型机件的表面硬度。常用搅拌轴材料性能表（摘自化工设备设计手册P894页）材料轴的加工状态屈服强度0.2/ MPa抗拉强度b/MPa弹性模量E/ MPa切变模量G/ MPaQ235A3545热轧或锻后空冷正火正火225 2652954005105902.1x1068.1x1040Cr17Ni12Mo2（316L）2055201.93x1060Cr18Ni9（304）2055201.93x1061Cr133455402.06x1067.938x1042Cr134406352.06x1067.938x1043Cr13调质635 8352.06x1067.938x10440Cr540 735钛（

4、TA5）退火5856851.03x106NS（Incoloy800）冷轧2055151.97x106注：一、此值为s。二、表中屈服强度，抗拉强度为常温下的值，计算时应该按实际使用温度下的强度值选择。三、对特殊条件下、高温工作的搅拌轴可以考虑选择合金高温强度钢。！材料性能见化工设备设计手册P60页。合金结构钢的化学成分力学性能和使用场所（择自化工设备设计手册P51）（GB/T3077-1999）钢号热处理力学性能供应状态硬度HBS特性和用途bs5Akv2/J淬火回火/MPa/%20Mn2850850200440785785590590104047187截面小，相当于20Cr，可做渗碳小齿轮，活塞

5、销，渗碳后淬火56-62HRC。30Mn2840500785635127563207用做冷墩螺栓，截面较大调质零件。35Mn2840500835685124555207做载重汽车的各种重要螺栓，及小轴，表淬HRC40-50。40Mn2840540885735124555217直径在50mm下可代替40Cr做重要螺栓。调质状态下使用。45Mn2840550885735104547217强度和耐磨性较高，在淬透性高，调质后有较好的综合力学性能，50mm下可代替40Cr，表淬HRC45-55。50Mn282055093078594039225用做汽车花键轴，重型机械的内齿轮，齿轮轴等高应力和磨损条件

6、下的零件，80mm可代替45Cr。20MnV880200785590104055187相当于20CrNi的渗碳钢，用于高压容器，冷冲压件，矿用链环等。27SiMn920450980835124039217属底淬透性调质钢，调质后用于要求高韧性和耐磨性的热冲压件，也可正火和热轧后用于拖拉机履带等。35SiMn900570885735154547229截面小，相当于20Cr，可做渗碳小齿轮，活塞销，渗碳后淬火56-62HRC。42SiMn880590885735154047229用于截面较大的，需要表面淬火齿轮，轴等。20SiMn2-MoV9002001380104555269淬火，低温回火后，强

7、度高韧性好，用于石油机械中吊环吊卡等。可代替调质下35CrMo，35CrNi3MoA。25SiMn2-MoV90020147010404726937SiMn2-MoV870650980835125063269有较高淬透性，860-900淬火，650-680回火的综合力学性能最好，有较高的高温强度，用来制造大截面承受重载的轴，转子，齿轮和高压容器，表淬硬度HRC50-55。40B840550785635124555207淬透性稍高于40钢，可带头40Cr，做要求不高的小尺寸零件。45B840550835685124547217淬透性及强度稍高于45钢，可做截面较大的，要求高的零件，可带代替40C

8、r做小尺寸零件。50B840600785540104539207调质后综合力学性能优于50钢，可代替50，50Mn，50Mn2制作强度高截面小的零件。40MnB850500985785104547207性能接近40Cr，常用于汽车，拖拉机等中小截面零件，可代替40Cr做较大截面零件，如卷扬机轴等。45MnB840500103083594039217用于代替40Cr，45Cr，45Mn2制作较耐磨的中小截面零件和高频淬火零件，如机床齿轮，轴，花键轴等。20MnMoB8802001085885105055207用于代替20CrMnTi和12CrNi3A制造心部强度要求高的中等负荷的汽车齿轮，及负荷

9、大的机床齿轮等。15MnVB860200885635104555207用于低温淬火制造重要螺栓，汽车上的连杆螺栓，代替40Cr调质后做中等负荷的小尺寸齿轮，小轴等。20MnVB8602001080885104555207用于代替20CrMnTi，20CrNi，20Cr制造模数较大负荷较大中小齿轮渗碳件如汽车和重型机床的齿轮。40MnVB850520980785104547207 调质后有良好综合力学性能，优于40Cr，代替40Cr，40CrMo，40CrNi制造汽车，机床上重要调质件，如齿轮，轴等。20MnTiB8602001130930104555187用于代替20CrMnTi制造较高级的渗

10、碳件，如汽车上截面较小中等负荷的齿轮。25MnTiBRE8602001380104547229有较高的弯曲强度，接触疲劳强度，广泛用于中等负荷的拖拉机齿轮，性能优于20CrMnTi。15Cr880200735490114555179用于制造截面尺寸小于30mm形状简单，心部强度和韧性要求较高，表面受磨损的渗碳和氰化件，如齿轮凸轮，活塞销。渗碳淬火后表面HRC56-62。15CrA88018068549012455517920Cr88020083554010404717930Cr860500885685114547187用于磨损和冲击负荷下工作的重要零件，如轴，滚子，齿轮及重要螺栓等。35Cr8

11、6050093073511454720740Cr85052098078594547207调质后有良好的综合力学性能，是应用广泛的调质钢，用于轴类零件，如曲轴，曲柄，汽车转向节，连杆螺栓齿轮等。表淬硬度HRC48-55。截面小于50mm时油淬有较高的疲劳强度。在一定条件下，可用40MnB，45MnB，35SiMn，42SiMn代替。45Cr840520103083594039217用做拖拉机离合器，连杆，齿轮，柴油机连杆，推杆，螺栓等。50Cr830520108093094039229用于支撑辊心轴，强度和耐磨性要求高的轴，齿轮，油膜轴承的轴套。在油淬和回火后可获得很高的强度。38CrSi900

12、600980835125055255比40Cr的淬透性好，低温冲击韧性高，一般用于制造截面30-40mm，强度和耐磨性要求较高的汽车齿轮，轴汽阀等。以下为热强钢12CrMo9006504102652460110179用于蒸汽温度达510的主汽管，管壁温度540的蛇形管，导管等。15CrMo90065044029522609417920CrMo880500885685125078197强度和韧性较高，在500以下有足够的高温强度，焊接性能好，用于轴，活塞杆等。30CrMo880540930785125063229 调质后有很好的综合力学性能，高温（550）亦有较高的强度，用于制造截面较大零件，如

13、主轴，高负荷螺栓等，500以上受高压法兰，螺栓，尤其适用于400下工作的管道，螺栓。30CrMoA88054093073512507122935CrMo850550980835124563229强度，韧性，淬透性高，用做大截面齿轮，重型传动轴，齿轮，汽轮发电机主轴，锅炉上400下螺栓，500下螺母，可代替40CrNi，表淬硬度HRC40-45。42CrMo8505601080930124563217淬透性比35CrMo高，调质后有较高的疲劳极限，有多次抗冲击能力，低温冲击韧性好，用于调质断面更大的锻件，如机车牵引用的大齿轮，后轴，连杆，万向联轴节，表淬HRC54-60。12CrMoV97075

14、0440225225078221用于蒸汽管道温度达550热力管道，汽轮机隔板，570的过热蒸汽管。35CrMoV9006301080930125071241用做承受高应力的零件，如500下长期工作的汽轮机转子叶轮，高级蜗轮鼓风机，压缩机转子，联轴器和动力零件。12Cr1MoV970750490245225071179同12CrMoV，但抗氧化性和热强度比12CrMoV好。25Cr2MoVA900640930785145563241用于汽轮机整体转子套筒，主汽阀，蒸汽温度530-550螺母及530螺栓，氮化零件阀杆，齿轮等。25Cr2Mo1VA1040700735590165047241用于蒸汽

15、温度565汽轮机前汽缸，螺栓，阀杆。38Cr2MoAl940640980835145071229为高级氮化钢，用于高耐磨性，高疲劳强度和较高强度，处理后尺寸精度高氮化零件，如阀门，汽缸套，橡塑挤压机，渗氮后，硬度达1000-1200HV。40CrV880650885735105071241用做重要零件，如曲轴，齿轮，受强力的双头螺栓，连杆，高压锅炉给水泵主轴。50CrVA860500128011301040255用于蒸汽温度400的重要零件及负荷大，疲劳强度高的大型弹簧。15CrMn880200785590125047179用做齿轮，蜗轮，塑料模具，汽轮机密封缸套。20CrMn85020093

16、0735104547187用做无级变速器，摩擦轮，齿轮。性能相当于20CrNi，热处理后性能比20Cr好。40CrMn84055098083594547229对于截面不太大的零件，可代替40CrMo用做在高转速与高弯曲负荷下工作的齿轮，轴，水泵转子，高压容器螺栓。20CrMnSi880480785635124555207是强度和韧性较高的底碳合金钢，用于制造强度较高的焊接件，和要求韧性的拉力件，矿山用链条，适于冷拉，冲压。25CrMnSi8804801080885104039217用于制造重要的焊接件和冲压件。30CrMnSi8805201080885104539229淬火，回火后有很高的强度

17、和韧性，淬透性好，用于在震动负荷下工作的焊接结构和铆焊结构，如高压鼓风机叶片，高速高负荷的砂轮轴，齿轮，链轮，离合器，以及温度不高而要求耐磨的零件。30CrMnSiA880540108083510453922935CrMnSiA9502301620128094131241强度比30CrMnSiA提高许多，而韧性下降不明显，其他特性与30CrMnSiA相同，用于制造重负荷，中等转速的高强度零件，如高压鼓风机叶轮，飞机上的高强度零件。20CrMnMo8502001180885104555217为高级渗碳钢，渗碳淬火后有较高的抗弯强度和耐磨性，有良好的低温冲击韧性，用于制造表面硬度高，耐磨性好的渗碳

18、件，如齿轮，凸轮轴，连杆，活塞销等，渗碳淬后表硬HRC56-62。40CrMnMo850600980785104563217为高级调质钢，调质后有较高的综合力学性能，淬透性好，较高的回火稳定性，适宜制造截面较大重负荷齿轮，齿轮轴，轴类零件。可代替4040CrNiMo20CrMnTi8802001080850104555217用做渗碳零件，渗碳淬火后有良好的耐磨性和抗弯强度，有较高的低温冲击韧性，切削加工性能良好，广泛用于汽车，拖拉机工业的截面在30mm的重载，冲击和摩擦的齿轮，轴。30CrMnTi880200147094047229主要用于渗碳钢，强度和淬透性高，冲击韧性略底，用于截面在60m

19、m，心部强度要求特别高的高速高负荷工作的重要渗碳零件，如汽车，拖拉机上的主动圆锥齿轮，蜗杆，齿轮轴等。20CrNi850460785590105063197用于在高负荷工作的重要渗碳件，如齿轮，轴，键，活塞销，花键轴。也可用于高冲击韧性的调质小轴。40CrNi820500980785104555241调质后有较好综合力学性能，低温冲击韧性好，用于制造强度要求高韧性高的零件，如轴，齿轮，链条。45CrNi820530980785104555255性能基本与40CrNi同，但具有更高的强度和淬透性，可用来制造截面更大齿轮和轴类零件。50CrNi820500108083584039255性能基本与4

20、0CrNi同，但具有更高的强度和淬透性，可用来制造截面更大齿轮和轴类零件。12CrNi2860200785590125063207淬火和低温回火后有较好的塑性和韧性，适用于要求心部韧性高，强度不太高，受力复杂中小渗碳件，如齿轮，轴。12CrNi3860200930685115071217淬火和低温回火，或高温回火后都有良好的综合力学性能，有较高的淬透性，可用于截面稍大的零件，强度高，韧性好表面硬度高的齿轮，凸轮轴万向联轴器十字销。20CrNi3830480930735115578241调质后有好的综合力学性能，低温冲击韧性好，多用于制造高负荷下工作的齿轮，轴蜗杆。30CrNi382050098

21、078594563241性能基本同上，淬透性好用于截面尺寸较大的零件，如曲轴，齿轮，轴连杆等。37CrNi38205001130980105047269用于大截面，高负荷，受冲击的重要零件，如汽轮机叶轮，转子轴等。12Cr2Ni48602001080835105071269用于大截面，高负荷，受交变应力下工作的重要零件，如齿轮，蜗杆，蜗轮，万向接头等。20Cr2Ni488020011801080104563269性能与12Cr2Ni4近，但强度，韧性，淬透性更高，用于制造承受高负荷的渗碳件，如传动齿轮，轴，万向节。20CrNiMo85020098078594047197淬透性与20CrNi同，

22、用于制造汽车拖拉机传动系统中的齿轮，矿山牙轮钻头中的牙轮体，牙爪。40CrNiMoA850600980835125578269为优质调质钢，有好的综合力学性能，低温冲击韧性高，淬火和低温回火或高温回火后都有较高的疲劳强度和底的缺口敏感性，中等淬透性，用于受冲击负荷的，如锻造机的偏心传动轴，锻压机的曲轴等。18CrNiMnMoA830200118088510457126945CrNiMoVA8604601470133073531269强度高，淬透性较高，主要用于制造振动负荷下工作减震器，重型汽车等承受高负荷的零件，飞机发动机曲轴，起落架，中小型火箭壳体等高强度零件，扭力离合器轴，淬火或低温回火后

23、也可做调质件用。18Cr2Ni4WA8502001180835104578269为渗碳钢，用于大截面，高强度而又需要良好韧性和缺口敏感性的重要渗碳件，如大齿轮，传动轴，曲轴，也 做调质钢零件。25Cr2Ni4WA8505501080930114571269为调质钢，有优良的低温冲击韧性和淬透性，用于做大截面，高负荷的调质件，如汽轮机主轴，叶轮等。合金结构钢的高温力学性能 /MPa见化工设备设计手册P60页。钢号材料状态高温短时力学性能蠕变极限持久极限12CrMo920正火，680-690回火空冷（273x26管）b0.22044528020044525030045025050039523560

24、03052201/1041/1054802151455007054035b/104b/1054802452005101551205401107015CrMo900-920正火630-650回火b0.220530345350500250400495245500440265600305240钢管计算用0.2）250225300215400195450190b/10547518550015052511520CrMo860-870淬火油冷690-700回火b0.2205654353205354254205304205204403655704003501/1041/1054202854701355701

25、3060b/104b/10542039037547029525552016512030CrMo880油淬600回火b0.2208257252008006853008456904007456105006905801/1041/10542513545011050014070b/104b/105450295225500185130525145105880正火b0.22075046540080068545084569050074561035CrMo880油淬650回火b0.2208807704007355754506705555005454851/1041/1054501551055008550550

26、502512CrMoV980-1000正火，740-780回火（275x29管）b0.2204903052004502554004302155003402056002151551/1041/105480245195510185155540140120b/104b/10548024519551018515554014512012Cr1MoV1000-1020正火，740-760回火（钢管）b20-480415520360560300-5802701/105480-520-58050b/105480-58085600601000-1020（套筒）正火，740-760回火b0.22053537048

27、04803355204553255603803201/10548018552012056080b/1054801955801006008038CrMoAl900-934淬火，油冷600回火b0.22081565520079559030082556540072554550046042020Cr1MnDVM蠕变极限207354002154508030CrMnSiA800淬火，500回火b0.220105594525010058403509758154009007854507757000.2/20040016045011050055b/20040059045045050025540MnBb0.225

28、083564035075056045054543055040017540Mn2b205403004103503754003251/1041/105DVM蠕变极限4001651202054501007011050060356040Cr820-840淬火，油冷550回火（28-55mm）b0.220935790200890710300880680400685615500490390425125820-840淬火，油冷680回火（28-55mm）b0.206905702006404754005954255004203656002452101/105 优质碳素结构钢的高温力学性能见化工设备设计手册P4

29、6页。钢号材料状态高温短时力学性能蠕变极限持久极限温度/20100200300400温度/400450475500550温度/40045047550008bs310180300200395205380105275901/1041/1051107570504025251510b0.24202604002104852205151803751701/1041/105110757045304020251515b024552455202305302304301851/1041/1051259080554530251520b025003202944902755202054102001/1051005035

30、25（600）15b/104b/105120758560604025b024903205003305603255802055402001/1041358045（425）10035b025353255053055803055802055001851/1041/1054251107048070355105020540351545b026253605953306903507152605602251/1041/10511080754540252520b/104b/10524518513595704540Mnb02630295（450）4901/1041/1051158050Mn1/105906035优

31、质碳素结构的化学成分和力学性能表（GB/T699-1999）见化工设备设计手册P43页钢号热处理力学性能供应状态硬度HBS特性和用途淬火回火bs5Akv2/J/MPa/%08F2951753560特性：强度低，韧性较高，冲压性能好，焊接性好，用于塑性好的零件。如套筒，管子，垫片。10F3151853355083251953360103352053155特性：强度低，塑性，韧性较高，冷成形好，用途：垫片铆钉拉杆。15F3552052955塑性好，用途：垫片，螺栓，短轴。153752252755特性：塑性，焊接性能极好冷冲压性好。强度较低，用于受力不大，韧性要求较高的容器，蒸汽锅炉。2041024

32、52555塑性：冷变形塑性高，板材正火或高温回火后深冲压延性好，用于受力较小，韧性要求高的零件，如螺栓拉环，渗碳氰化零件。25450275235071塑性与20钢相似，焊接性好，无回火脆性倾向，用于焊接设备，承受应力小的零件，如轴螺栓，垫圈螺母。30490295215063特性：截面尺寸小时，淬火并回火后为索氏体组织，而具有良好的强度和韧性，用于螺钉，拉杆，轴。3585060053031520455540840600570335194547特性：强度较高，加工性能好，冷变形时塑性中等，焊接性差，焊前需预热，焊后应热处理，多在正火或调质状态使用。如曲轴，轴活塞销。4584060060035516

33、4039特性：强度较高，韧性和塑性尚好，焊接性差，水淬时有裂纹倾向，用于负荷较大的小截面调质零件，和应力较小的大型正火零件，以及表面淬火零件，如曲轴，轴，齿轮，蜗杆，键，销等50830600630375144031特性：强度高，韧性，塑性差，切削性中等，焊接性差，水淬时有裂纹倾向，一般在正火，调质后使用，用做强度高，耐磨，动荷载小的零件。如齿轮，连杆，次要的弹簧。558206006453801335606754001235特性：强度高，硬度，弹性高，切削性和焊接性差，水淬易裂纹，仅小零件淬火，大零件多采用正火，用途：轴，弹簧，钢丝绳。656954101030特性：淬透性差，水淬易裂纹经热处理后

34、有较高的强度和弹性，用途：在淬火，中温回火后用做截面小，形状简单的弹簧，；在正火状态下，可作耐磨性高的轴，凸轮，钢丝绳。70715420930269758204801080880730285特性：强度高，弹性略低于70钢，淬透性差，用途：截面小于20mm螺旋弹簧，板弹簧。8082048010809306302858204801130980630215Mn4102452655163特性：属于高锰低碳渗碳钢，焊接性尚可，与15钢相似，但淬透性，强度，塑性比15钢高。用作心部力学性能高的渗碳件，如凸轮轴，齿轮等。20Mn450275245019725Mn87060049029522507120730

35、Mn860600540315204563217特性：淬透性比相应的碳钢高，冷变形时塑性尚好，切削加工性好，有回火脆性倾向，锻后应立即回火，一般在正火状态使用，用于螺栓，螺母，轴。35Mn85060056033518455522940Mn840600590355174547229特性：切削加工性好，冷变形时塑性中等，焊接性不好，可在正火，淬火或者回火下使用，用途：用于疲劳状态下使用的，螺栓，螺母，轴。45Mn840600620375154039241特性：焊接性差，用于耐磨零件如：转轴心轴，齿轮，花键轴，凸轮轴，曲轴。50Mn830600645390134031255强度，硬度，弹性高，焊接性差

36、，多在淬火，与回火后应用，在某些情况下也可正火用。用于耐磨性高，承受高负荷的零件，如齿轮轴，齿轮摩擦盘和80mm下的心轴。60Mn6954101135269特性：淬透性比相应的碳钢高，容易淬火裂纹，并有回火脆性，用于螺旋弹簧，板簧，发丝，冷拔钢丝。65Mn735430930285特性：淬透性比相应的碳钢高，容易淬火裂纹，并有回火脆性，用于尺寸较大偏圆弹簧，板簧，发丝，切刀。70Mn785450830285用途：弹簧圈，盘簧，止推环，离合器盘，锁紧圈。低合金高强度结构钢的力学性能表GB/T1591-1994牌号等级s/Mpab/Mpa5/%Akv/J（纵向）与GB1591-1988对应牌号厚度（

37、直径，边长）mm161635355050100Q295AB295295275275255255235235390-570390-57023233409MnV，09MnNb，09Mn2，12MnQ345ABCDE345345345345345325325325325325295295295295295275275275275275470-630470-630470-630470-630470-63021212222233412MnV，14MnNb，16Mn，16MnRE，18NbQ390ABCDE39039039039039037037037037037035035035035035033033

38、0330330330490-650490-650490-650490-650490-65019192020203415MnV，15MnTi，16MnNbQ420ABCDE420420420420420400400400400400380380380380380360360360360360520-680520-680520-680520-680520-68018181919193415MnVN，14MnVTiREQ460CDE460460460440440440420420420400400400550-720550-720550-72017171734碳素结构钢的力学性能表（GB700-19

39、88）牌号等级拉伸实验冲击韧性s/Mpab/Mpa5/%Akv/J（纵向）厚度（直径）mm厚度（直径）mm1616404060600100100150150315-3901616404060Q195-195185-Q215A215205195185175165335-41531302927BQ235ABCD235225215205195185375-46026252427Q255AB255245235225215205410-51024232227Q275-275265255245235225490-610201918-奥氏体，奥氏体-铁素体型，铁素体型不锈钢力学性能表（GB1220-1992

40、）类型牌号热处理/力学性能特性和用途0.2b5AKHBS退火HBSHRB/Mpa/%/J奥氏体1Cr17Mn6Ni5N固溶1010-1120快冷2755204045241100253节镍钢种，代替牌号1Cr17Ni7，冷加工后有磁性，铁道车辆用。1Cr18Mn8Ni5N275520404520795218节镍钢种，代替牌号1Cr18Ni91Cr18Mn10Ni5Mo3N固溶1100-1150快冷3456854565-对尿素有良好的耐蚀性，用于制造耐尿素腐蚀的设备。1Cr17Ni7固溶1010-1150快冷205520406018790200经冷加工有高的强度，用于铁道车辆传送带，螺栓螺母。1Cr18Ni92055204060经冷加工有高的强度，但伸长率比1Cr17Ni7稍差，用于建筑装饰件。Y1Cr18Ni92055204050提高切削性，耐烧蚀性，适宜自动车床，螺栓，螺母。Y1Cr18Ni9Se2055204050提高切削性，耐烧蚀性，适宜自动车床，螺钉，铆钉。0Cr18Ni9固溶1010-1150快冷205520406018790200作为不锈耐热钢，使用最广泛，食品用设备，一般化工设备，原子能工业用。00Cr19Ni10177480比0Cr19Ni9碳含量更低的钢，耐晶间腐蚀性优