机械工程常用材料的分类

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1、 机械工程常用材料的分类材 料 分 类应 用铸铁灰铸铁低牌号（HT100、HT150）对力学性能无一定要求的零件，如盖、底座、手轮、机床床身等高牌号（HT200400）承受中等静载的零件，如机身、底座、泵壳、法兰、齿轮、联轴器、飞轮、带轮等可锻铸铁铁素体型（KTH）承受低、中、高动载荷和静载荷的零件，如差速器壳、犁刀、扳手、支座、弯头等珠光体型（KTZ）要求强度和耐磨性较高的零件，如曲轴、凸轮轴齿轮、活塞环、轴套、犁刀等球墨铸铁和可锻铸铁基本相同特殊性能铸铁分别用于耐热、耐蚀、耐磨等场合钢碳素钢低碳钢（碳的质量分数0.25）铆钉、螺钉、连杆、渗碳零件等中碳钢（碳的质量分数0.25 0.60）齿

2、轮、轴、蜗杆、丝杠、联接件等高碳钢（碳的质量分数0.60）弹簧、工具、模具等合金钢低合金钢（合金元素总的质量分数5）较重要的钢结构和构件、渗碳零件、压力容器等中合金钢（合金元素总的质量分数510飞机构件、热镦锻模具、冲头等高合金钢（合金元素总的质量分数10）航空工业蜂窝结构、液体火箭壳体、核动力装置、弹簧等铸钢普通碳素铸钢低合金铸钢机座、箱壳、阀体、曲轴、大齿轮、棘轮等容器、水轮机叶片、水压机工作缸、齿轮、曲轴等特殊用途铸钢分别用于耐蚀、耐热、无磁、电工零件、水轮机叶片、模具等铜合金铸造铜合金铸造黄铜铸造青铜用于轴瓦、衬套、阀体、船舶零件、耐蚀零件、管接头等用于轴瓦、蜗轮、丝杠螺母、叶轮、管配

3、件等变形铜合金黄铜青铜用于管、销、铆钉、螺母、垫田、小弹簧、电器零件、耐蚀零件、减摩零件等用于弹簧、轴瓦、蜗轮、螺母、耐磨零件等轴承合金锡基轴承合金用于轴承衬，其摩擦因数低，减摩性、抗烧伤性、磨合性、耐蚀性、韧性、导热性均良好铅基轴承合金用于轴承衬，其摩擦因数低，减摩性、抗烧伤性、磨合性、导热性均良好，价格较低，但强度、韧性和耐蚀性稍差塑料热塑性塑料（如聚乙烯、有机玻璃、尼龙等）、热固性塑料（如酚醛塑料、氨基塑料等）用于一般结构零件、减摩件、耐磨零件、传动件、耐腐蚀件、绝缘件、密封件、透明件等橡胶通用橡胶、特种橡胶用于密封件、减振件、防振件、传动带、运输带和软管、绝缘材料、轮胎、胶辊、化工衬里

4、等 常用钢铁材料的牌号及力学性能材 料力 学 性 能试件尺寸mm类 别牌 号抗拉强度sbMPa屈服点ssMPa断后伸长率d碳素结构钢Q215Q235Q275335450375500490630215235275312620d16优质碳素结构钢20354565Mn4105306007352453153554302520169d25合金结构钢35SiMn40Cr20CrMnTi885980108073578583515910d25d25d15铸 钢ZG270500ZG3105702703105005701815d100灰铸铁HT150HT200HT250145195240-壁厚10-20球墨铸铁Q

5、T400-15QT5OO-7QT600-34005006002503203701573壁厚30200 钢材常用热处理方法名称操作方法目的应 用退火将钢件加热到临界温度（约723C）以上3050C，保温一段时间，然后随炉冷却降低硬度，提高塑性，改善切削加工性能；细化晶粒，改善力学性能；消除冷热加工所产生的内应力适用于碳素钢和合金钢的铸件、锻件和焊接件；一般在毛坯状态下进行退火正火（常化）将钢件加热到临界温度以上3050C保温一定时间，然后在空气中冷却，冷却速度比退火快与退火相似用于处理低、中碳钢零件；渗碳零件的预先热处理工序淬火将钢件加热到临界温度以上，保温一定时间，然后在水、盐水或油中快速冷却

6、获得高强度和高硬度，提高耐磨性和耐蚀性适用于碳的质量分数大于0.3的碳素钢、合金钢；淬火后能发挥钢的强度和耐磨性潜力，但产生很大内应力，降低塑性和韧性，故应回火以得到较好的综合性能回火将淬火后的钢件再加热到临界以下的温度，保温一定时间后，在空气、油或水中冷却按回火温度不同，又分低温回火（150250C），中温回火（300500C），高温回火（500650C）降低或消除淬火后产生的内应力，减少工件变形，提高塑性和韧性；稳定工件尺寸要求硬度5562HRC，用低温回火；要求硬度35 45HRC，用中温四火；要求硬度2335HRC用高温回火调质淬火后再进行高温回火改善切削加工性能；减小淬火时的变形；获

7、得良好的综合力学性能适用于中碳钢和淬透性较好的合金钢；可作为重要零件（如轴）的热处理，精密零件的预先热处理时效将钢件加热到120130以下，长时期保温，随炉或在空气中冷却降低或消除淬火后的微观应力和机械加工产生的残余应力稳定工件形状及尺寸 常用金属材料其他数据金属材料熔点、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41911039

8、3.6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18.4424.59.51014647716.617.117.817.622.024.010.612.211.210.216.68.711.114.5411.513017.117.218.817.923.424.811.31311.811.1178.511.617.620.918.224.025

9、.912.113.512.411.617.210.112.118.18.112.913.91311.917.511.512.718.613.514.313.612.317.912.913.214.71512.818.619.317.6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.

10、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1.21.41.31.451.41.141.141.151.041.060.70.90.70.92.42.61.92.31.82.45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11516015116020022021017511511045618181708442400.230.270.2

11、50.290.240.280.25-0.30.250.290.320.350.35铸铝青铜硬铝合金冷拔黄铜轧制纯铜轧制锌轧制铝铅105719199110846917422735374032263770.250.310.420.310.340.270.320.360.42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=10-3m

12、3)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=9.80665103N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=10

13、1325pa1mmHg=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

14、.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)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、ZQ215A215205195185175165335460313029

15、282726B2027Q235A235225215205195185375460262524232221F、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

16、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30603902501814130180602003702401212Q

17、T400-15A3060390250151301806020037024012QT500-7A30604503007170240602004202905QT600-3A30606003603180270602005503401QT700-2A30607004002220320602006503801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）牌号铸件壁厚（mm）最小抗拉强度bMPa硬度HB应 用 举 例大 于至HT1002.5101

18、30110166盖、外罩、油盘、手轮、手把、支架等1020100931402030908713130508082122HT1502.510175137205端盖、汽轮泵体、轴承座、阀壳、管子及管路附件、手轮、一般机床底座、床身其他复杂零件，滑座、工作台等。102014511917920301301101663050120141157HT2002.510220157236气缸、齿轮、底架、机体、飞轮、齿条、衬筒、一般机庆铸有导轨的庆身及中等压力（Mpa以下）油缸、液压泵和阀的南壳体等。102019514822220301701342003050160128192HT2504.0102701752

19、62阀壳、油缸、气缸、联轴器、机体、齿轮、齿轮臬处壳、飞轮、衬筒、凸轮、轴承座等102024016424620302201572363050200150225HT3001020290182272齿轮、凸轮、车床卡盘、剪床、压力机的机身、导板、六角自动车床及其他重负荷机床铸有导轨的床身、高压油缸、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b196Mpa时，HB=RH(100+0.438b)。RH一般取o.801.20冷轧钢板和钢带（G

20、B708-88）厚 度0.2,0.25,0.3,0.4,0.45,0.55,0.6,0.65,0.70,0.75,0.80,0.90,1.001.1,1.2,1.3,1.4,1.5,1.6,1.7,1.8, ,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）厚度0.35,050,0.55,0.60,0.65,0.70,0.75,0.80,0.901.0,1.21.6(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(

21、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 方钢 钢直 边径 长5.5 6 6.5 7 8 9 10 *11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 2122 *23 24 25 26 *27 *28 *29 30 *31 32 *33

22、 34 *35 36 38 40 42 45 48 50 53 *55 *56 *58 60 63 *65 *68 70 75 80 85 90 95 100105 110 115 120 125 130 140 150 160 170 180 190 200 220 250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。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（GB979788）角 钢号 数尺 寸截面面积cm2参考数值重心距离Z0cm角钢号数尺 寸（mm）截面面积Cm2参

23、考数值重 心距 离Z0Cmbdrxxbdrx-xJxCm4ixCmJxCm4ixCm22033.51.1320.400.590.60770485.57026.392.181.8641.4590.500.580.6456.87532.312.161.912.52531.4320.820.760.7668.16037.772.151.5641.8591.030.740.7679.42443.092.141.9933034.51.7491.460.910.85(7.5)75597.36736.972.332.0442.2761.840.900.8968.76746.952.312.073.63632

24、.1092.581.111.00710.16053.572.302.1142.7563.291.091.04811.50359.962.282.1553.3823.591.081.071014.12671.982.262.22440352.3593.591.231.13880597.19248.792.482.1543.0864.601.221.1769.39757.352.472.1953.7915.531.211.22710.86065.582.462.234.54532.6595.171.401.22812.30373.492.442.2743.4866.651.381.261015.1

25、2688.432.422.3554.2928.041.371.3099061010.63782.772.792.4465.0769.331.361.33712.30194.832.782.4855035.52.9717.181.551.34813.944106.472.762.5243.8979.261.541.381017.167128.582.742.5954.80311.21.1531.421220.36149.222.712.6765.68813.051.521.461010061211.932114.953.102.675.656363.34310.191.751.48713.796

26、131.863.092.7144.39013.181.731.53815.638148.243.082.7655.41516.021.721.571019.261179.513.052.8468.36723.631.681.681222.800208.903.032.916.363474.97819.031.961.701426.256236.533.002.9956.14323.171.941.741629.627262.532.983.0667.28827.121.931.7885.51534.461.901.851011.65741.091.881.93注：1. 角钢长度为：角钢号29，

27、长度量1014，长度419m。2热轧槽钢（GB707-88）Wx, Wy截面系数标记示例：热轧槽钢（碳素结构钢Q235-A，尺寸为180709mm）型号尺寸截面面积 cm2参考数值重心距离Z0cmhbdtrr1x-xy-yWxCm3WyCm381012.614a14b8010012614014043485.558605.05.39.06.08.08.08.59.09.59.58.08.59.09.59.54.04.24.54.84.810.2412.7415.6918.5121.3125.339.762.180.587.15.797.8010.213.014.11.4.31.521.591.7

28、11.6716a1618a1820a16016018018020063656870736.58.57.09.07.010.010.010.510.511.010.010.010.510.511.05.05.05.25.25.521.9525.1525.6926.2928.8310811714115217816.317.620.021.524.21.801.751.881.842.012022a2225a25b25b2002202202502502507577797880829.07.09.07.09.011.011.011.511.512.012.012.011.011.511.512.012

29、.012.05.55.85.86.06.06.032.8331.8436.2434.9139.9144.9119121823427028229525.928.230.130.632.735.91.952.102.032.71.981.9228a28b28c32a32b32c2802802803203203208284868890927.59.511.58.010.012.012.512.512.514.014.014.012.512.512.514.014.014.06.26.26.27.07.07.040.0245.6251.2248.755.161.53403663934755095433

30、5.737.940.346.549.252.62.102.021.952.242.162.09注：槽钢长度：槽钢号8，长度512m; 槽钢号1018，长度519m；槽钢号2032，长度619m。热轧工字钢（GB706-88）Wx, Wy截面系数标记示例：热轧工字钢（碳素结构钢Q235-A，尺寸为14412.588mm）型号尺寸截面面积 cm2参考数值hbdtrr1x-xy-yWxCm3WyCm31012.614161810012614016018068748088944.55.05.56.06.57.68.49.19.910.76.57.07.58.08.53.33.53.84.04.314.

31、3518.1221.5226.1330.1649.077.51021411859.712.716.121.226.020a20b22a22b25a2002002202202501001021101121167.09.07.59.58.011.411.412.312.313.09.09.09.59.510.04.54.54.84.85.035.7639.5842.1346.5348.5423725030932540231.533.140.942.748.325b28a28b32a32b32c25028028032032032011812212413013213410.08.510.59.511.513.513.013.713.715.015.015.010.010.510.511.511.511.55.05.35.35.85.85.853.54