机械设计常用金属材料的性能参数

1、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120046.492.8544.3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（C）202010202002030020400206002070020900701000工程用铜16.617.1黄铜17.8青铜铸铝合金18.

2、4424.517.617.117.217.618.18.118.6铝合金18.820.9碳钢22.024.017.918.210.612.2铭钢11.23Cr1310.223.424.824.025.91Cr18/Ni9Ti11.31312.113.512.913.913.514.3铸铁16.611.812.41313.614.715镍铭合金8.711.111.111.611.912.3砖14.51717.217.517.912.8水泥、混凝土9.58.511.610.112.111.512.712.913.218.619.3101417.6胶木、硬橡皮6477411.5玻璃130有机玻璃常用

3、材料的密度材料名称密度二（二）cm 3 m 3材料名称密度M (上)cm 3 m 3材料名称密度二（上）cm 3 m 3碳钢7.87.85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1.31.45灰铸铁7.0硅钢片7.557.8尼龙61.41.14紫铜8.9锡基轴承合金7.347.75尼龙661.141.15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泊松比口名称弹性模量EGPa切变模量GGPa泊松比口灰、白口铸铁115160450.230.27铸铝青铜105420.25球墨铸铁151160610.250.29硬铝合金

4、7127碳钢200220810.240.28冷拔黄铜919935370.310.42合金铜210810.25-0.3轧制纯铜110400.310.34铸钢17570840.250.29轧制锌84320.27轧制磷青铜115420.320.35轧制铝6926370.320.36轧制锰黄铜110400.35铅1770.42黄铜锡青铜无锡青铜碾压磷青铜冷拉青铜工业用铝8.48.85铅基轴承合金9.3310.67尼龙10101.041.068.78.9胶木板、纤维板1.31.4纵纤维木材0.70.97.58.2玻璃2.42.6横纤维木材0.70.98.8有机玻璃1.181.19石灰石、花岗石2.42.

5、68.8矿物油0.92砌砖1.92.32.7橡胶石棉板1.52.0混凝土1.82.45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in1A=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

6、千克（公斤） 吨Kg t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dyn kgf tf1dyn=10-5N1kgf=9.80665N1tf=9.80665x103N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）baratm mmHg kgf/cm2(at)1bar=0.1Mpa=105pa(1pa=1N/m2)1atm=101325pa1mmHg=133.3224pa1kgf/cm2=9.80665x104 pa应力M千克力每平方毫米Kgf/mm21kgf/mm2=9.80665x

7、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 八、-1 -焦耳J千克力米 尔格kgf-merg1kgf-m=9.80665J1erg=10-7J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卡热化学卡calcalth1cal=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)=4.1868x103J/(Kg-K)传热系数瓦特每平 方米开尔 文

8、W/(m2.K)卡每平方厘米秒开尔文cal/(cm2-s-K)1cal/(cm2-s-K)=4.1868x104W/(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)=4.1868x102W/ (m K)碳素结构钢（GB70088）牌等机械成性能屈服点b S(MPa)抗拉强屈服点b S(MPa)冲击试验脱钢材厚度（直径）（mm）V型冲钢材厚度（且彳M (mm)号级1640406060100100150150度b bMPa1640406060100100150150温度C击功（纵向）氧 方 法不小于不、于不小于Q195(19

9、5)(185)3153903332Q215A215205195185175165335460313029282726F、b、ZB2027Q235A235225215205195185375460262524232221F、b、ZB20C0ZD20TZQ255A255245235225215205410510242322212019ZB2027Q275275265255245235225490610201918171615优质碳素结构钢（GB69988）089301093015920209102590087060035870850600408608406004585084060050830830

10、60055820820600试件毛坯mm25252525252525252525抗拉屈服强度强度o bo sMPa295335375410450530570600630645175205225245275315335355375380延伸率0 5收缩率W3531272523201916141360555555504545404035冲击功（值）.kg mI cm271 (9)55(7)47(6)39(5)31(4)钢材交货状态硬度HB不大于未热处理退火钢131137143156170197217229241255应 用举 例187197207217用于需塑性好的零件，如管子、垫片 垫圈；心部强

11、度要求不高的渗碳和 氤化零件，如套筒、短轴、挡块，支 架、靠模，离合器盘用于制造拉杆、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。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。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450C、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 与氤化零件。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 零件，如

12、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。 这种钢多在正火和调质状态下使用， 一般不作焊接。用于制造辊子、轴、曲柄销、活赛杆、 圆盘用于制造齿轮、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。用于制造齿轮、拉杆、轴辊、轴、圆 盘用于制造齿轮、连杆、轮圈、轮缘、 扁弹簧及轧辊等6081020Mn91030Mn88086060040Mn86084060050Mn83083060060Mn810试件毛坯mm252525252525抗拉屈服强度强度o bo sMPa67545054

13、0590645695400275315355390410延伸率0 5收缩率W122420171311355045454035冲击功（值）.kg mI cm263(8)47(6)31(4)钢材交货状态硬度HB不大于未热处理退火钢255229197217229255269应 用举 例187207217229用于制造轧辊、轴、轮箍、弹簧圈、 弹簧、弹簧垫圈、离合器、凸轮、钢 绳等用于制造凸轮轴、齿轮、联轴器、铰 链、拖杆等用于制造螺栓、螺母、螺钉、杠杆及 刹车踏板等。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。用于制造耐磨性要求很高，在高负荷 作用下的

14、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。适于制造弹簧、弹簧垫圈，弹簧环和 片以及冷拔钢丝（W7mm ）和发条弹簧钢（GB12284）热处理制度机械性台匕能交货状态硬度牌抗拉屈服一延伸率收缩HB应用举例淬火淬火回火强度强度00 m率不大于o bos510W温度介质温度MPa%冷拉号cc不小于热轧+热处理65840油500981785935调压调速弹簧、术赛弹簧、测70830油4801030834830285321力弹簧、一般机械的圆、方螺旋弹簧小尺寸的扁、圆弹簧、座垫弹65Mn830油540981785830302321簧、发条离合器簧片、弹簧环、刹车弹簧55S

15、i2Mn630302汽车、拖拉机、机车的减震板55Si2MnB870油48012751177321簧和螺旋弹簧、气缸安全阀簧，60Si2Mn525321止回阀簧，250C以下使用的耐60Sin2MnA4401569137320热弹簧。55 CrMna4605101079用于车辆、拖拉机上负荷较重、60CrMnA830860油4605201226(o920321321应力较大的板簧和直径较大的0.2)螺旋弹簧60Si2CrA87042017651569321用于高应力及温度在油620（热 、八、321300350C以下使用的弹簧，如60Si2CrVA85041018631667轧+热调速器、破碎

16、机、汽轮机汽封处理）用弹簧合金结构钢(GB307782)、不锈钢棒(GB122084)熟淬火截面尺寸(试样直径)mm抗拉强度机屈服极限Qs延伸率65Mpa性_能收缩率W冲击值气钢材退火或高温回火供应状态的布氏硬度特性及应用举例J/cm2压痕直径mm不小于HB*不大于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 HRC56-6235Mn2840水500水25834686124568.74.2207对于截面较小的零件可代 替40Cr,可做直径W15mm 的重要

17、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 W60mm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(-20C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 C以 下工作的重要紧固件，表 面淬人HRC455542SiMn880水

18、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、20CrMnTi做高级渗碳齿轮等零件渗碳淬火HRC56-6240MnB850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37SiM

19、n2MoV870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 HRC5055N到到r金20CrMnTi第一次880第二次870油200水、空气151079834104568.74.1217强度韧性均高，是铭镍钢 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HR

20、C566238CrMoA1940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，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、

21、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1Cr139501000油700750快冷539343（ 0.2）255598.1200具有良好的耐蚀性、机械 加工性，用

22、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（o ）205078223同上，淬火状态下硬度较 高3Cr13920980油600750快冷7350.2539（O 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规定的硬度值，不锈钢棒HB*为GB1220-84规定的硬度值。2.表中1Cr13、2Cr13、3Cr13钢和

23、Cr19和Ni19钢的数据分别适用于直径、边长、内切圆直径厚度W75mm 和W 180mm钢棒。一般工程用铸造碳钢（GB5676-85）牌 抗椅I 屈服 I延伸I根据合同诜择I 硬度 I应用举例号强度O强度O或b率q收缩率u冲击功（值）A（a ）正火回火HB表面 淬火 HRCbMPas0.2MPa%KVkJ(kgf/cm2)最小值ZG200-400400200254030(6.0)各种形状的机件，如机座，变谏箱壳等ZG230-450450230223225 (4.5)N131铸造平坦的零件，如机座、机盖、箱体、铁 砧台，工作温度在450C以下的管路附件等。 焊接性良好。ZG270-500500

24、270182522 (3.5)N1434045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)N1534050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起重运输机中齿轮，联轴器及重要的机件等球墨铸铁（GB134888）岫矣丢畦百抗拉强度屈服强度延伸率冲击值供参考牌参考壁厚六六KM曰ebm$2q（室温少）布氏硬度用途口Mpa |MPa|%aJJ/cm2）诬最小、值QT400-18400250囹以1301801.制造轧辊。

25、不仅在治金工一QT400-1400250D日也一业上应用，造纸，玻璃、橡QT4501045031n住21n胶、面粉等工业在不断的改一QT500-7迎3207170230用球墨铸铁。一QT600-360037031902702.制造轴类零件，如些油机QT700-27004202205305_曲轴（一般采用 QT600-3）、QT800-230603902501814 130 180凸轮轴及水泵轴等。QT400-18A602003702401123.投影造齿轮（一般采用306039025015 QT400-18），合适的养的铸QT400-15A130180果依直实 小乂6020037024012件

26、壁厚为 1075mm。30604503007_4.制造活赛环、摩擦片、汽QT500-7A170240左眼乂602004202905车后轿等零件。30606003603_5 .制造中压阀门、低压阀门、QT600-3A60a。5503401180270轴承座、千斤顶底座、球球30607004002磨机及各种机床零件和医疗QT700-2A602006503801220320器材等零件。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 943988）牌号铸件

27、壁厚（mm）_最小抗拉强度b bMPa硬度HB应用举 例大于至2.510130110166102010093140HT10020309087131盖、外罩、油盘、手轮、手把、支架等30508082122HT1502.510175137205端盖、汽轮泵体、轴承座、阀壳、管子及管路附件、手注：灰铸铁的硬度，系由经验关系式计算，即，当b bN196Mpa时，HB=RH（100+0.438b b）。RH 一般取o.801.20 冷轧钢板和钢带（GB708-88）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

28、,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）0.35,050,0.55,0.60,0.65,0.70,0.75,0.80,0.90厚度1.0,1.21.6（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, 1022（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）

29、,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。）角钢号数尺寸截面面积cm2参考数值bdrxxJxCm4ixCm重心距离角钢z0号数cm热轧等边角钢（GB979788）尺寸（mm）截面面参考数值重积心距Cm2x-x离JxixZ0Cm4CmCmb d r热轧圆钢和方钢尺寸（GB702-86）圆方5.566.578910*1112131415 161718192021钢钢22*23242526*27*28*2930*3132*33

30、34*3536 384042直径边长45105481105011553120*55125*56130*581406015063160*65170*6818070190752008085 90220 25095100注：1.本标准适用于直径为5.5250mm的热轧圆钢和边长为5.5200mm的热轧方钢。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.表中带*者不推荐使用。22033.51.1320.400.590.60770485.57026.392.181.8641.4590.500.580.6456.87532.312.161.912.52531.4320.8

31、20.760.7668.16037.772.151.5641.8591.030.740.7679.42443.092.141.9933034.51.7491.460.910.85（7.5）75597.36736.972.332.0442.2761.840.900.8968.76746.952.312.073.63632.1092.581.111.00710.16053.572.302.1142.7563.291.091.04811.50359.962.282.1553.3823.591.081.071014.12671.982.262.22440352.3593.591.231.1388059

32、7.19248.792.482.1543.0864.601.221.1769.39757.352.472.1953.7915.531.211.22710.86065.582.462.234.54532.6595.171.401.22812.30373.492.442.2743.4866.651.381.261015.12688.432.422.3554.2928.041.371.3099061010.63782.772.792.4465.0769.331.361.33712.30194.832.782.4855035.52.9717.181.551.34813.944106.472.762.5

33、243.8979.261.541.381017.167128.582.742.5954.80311.21.1531.421220.36149.222.712.6765.68813.051.521.461010061211.932114.953.102.675.656363.34310.191.751.48713.796131.863.092.7144.39013.181.731.53815.638148.243.082.7655.41516.021.721.571019.261179.513.052.8468.36723.631.681.681222.800208.903.032.916.36

34、3474.97819.031.961.701426.256236.533.002.9956.14323.171.941.741629.627262.532.983.0667.28827.121.931.7885.51534.461.901.851011.65741.091.881.93注：1.角钢长度为：角钢号29,长度量1014,长度419m。2. r =【d1 3热轧槽钢（GB707-88）wx,Wy截面系数标记示例：热轧槽钢 180 X 70 X 9 -GB707 - 88Q235 - A - GB700 - 88（碳素结构钢Q235-A，尺寸为180X 70X 9mm）型尺寸截面面积c

35、m2参考数值重心距离cmhbdtrr1x-xy-yWxCm3W yCm3880435.08.08.04.010.2425.35.791.4.310100485.38.58.54.212.7439.77.801.5212.61265.59.09.09.04.515.6962.110.21.5914a140586.09.59.54.818.5180.513.01.7114b140608.09.59.54.821.3187.114.11.6716a160636.510.010.05.021.9510816.31.8016160658.510.010.05.025.1511717.61.7518a18

36、0687.010.510.55.225.6914120.01.8818180709.010.510.55.226.2915221.51.8420a200737.011.011.05.528.8317824.22.0120200759.011.011.05.532.8319125.91.9522a220777.011.511.55.831.8421828.22.1022220799.011.511.55.836.2423430.12.0325a250787.012.012.06.034.9127030.62.725b250809.012.012.06.039.9128232.71.9825b2508211.012.012.06.044.9129535.91.9228a280827.512.512.56.240.02340