机械设计常用金属材料的性能参数

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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/ (mK)比热容J (kgK)名称熔点C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17.6铸铝合金1

2、8.4424.517.117.217.618.18.118.6铝合金22.024.018.820.9碳钢17.918.210.612.2铬钢11.224.025.93Cr1310.223.424.811.31312.913.913.514.31Cr18/Ni9Ti16.612.113.514.715铸铁8.711.111.812.41313.6镍铬合金14.511.111.611.912.312.8砖9.51717.217.517.918.619.3水泥、混凝土10146477411.58.511.610.112.111.512.712.913.217.6胶木、硬橡皮玻璃130有机玻璃常用材料

3、的密度材料名称密度里（工）cm 3 m 3材料名称密度M(_) cm 3 m 3材料名称密度里(二) 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黄铜8.48.85铅基轴承合金9.3310.67尼龙10101.041.06锡青铜8.78.9胶木板、纤维板1.31.4纵纤维木材0.70.9无锡青铜碾压磷青铜冷拉青铜工业用铝7.58.2玻璃2.42.6横纤维木材0.70.98.8有

4、机玻璃1.181.19石灰石、花岗石2.42.68.8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115160450.230.27铸铝青铜105420.25球墨铸铁151160610.250.29硬铝合金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115420.3

5、20.35轧制铝6926370.320.36轧制锰黄铜110400.35铅1770.42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E 口_符号名称E 口_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=

6、3.78541dm3质量千克（公斤） 吨Kg t磅长吨（英吨）eb ton1 eb=0.45359237cm31ton=1016.05kg力 重力牛（顿）N达因千克力（公斤力）吨力dynkgftf1dyn=10-5N 1kgf=9.80665N 1tf=9 . 80 665X103N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 . 80 6 65X 104 pa应力M千克力每平方毫米Kgf/

7、mm21kgf/mm2=9.80665X106pa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=10-4n2/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/ (kg K)千卡每千克开尔文kcal/(kgk)1kcal/(kgk)=4.1868X103j/(KgK)量的名称法定计量单位非法定计量单位名称E 口一符号名称E 口一符号传

8、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 sK)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/cmsk1cal/(cm2 sK)=4.1868X104W/(m2 K)1cal/(cmsk)=4.1868X102W/ (m K)换算关系碳素结构钢（GB70088）牌号等级机械性能屈服点L （MPa）抗拉强度l bMPa屈服点L （MPa）冲击试验脱 氧 方 法钢材厚度（直径）（mm）钢材厚度（直径）（mm）、亘温度CV型冲 击功（纵 向）W161640406060100100150150W16164040606010010015

9、0150不小于不小于不小于Q195(195)(185)3153903332Q215A215205195185175165335460313029282726F、b、ZB2027Q235A235225215205195185375460262524232221F、b、ZB20C0ZD20TZQ255A255245235225215205410510242322212019ZB2027Q275275265255245235225490610201918171615优质碳素结构钢（GB69988）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抗拉强度L b屈服强度L S延伸率

10、85收缩率中冲击功(值)A (a) kk正火淬火回火MPa%1 cm2 )不大于未热处理退火 钢不 小于08F10152025354045505560930930920910900870860850830820810870850840840830820600600600600600600mm2525252525252525252525抗拉强度295335375410450530570600630645675MPa屈服强度175205225245275315335355375380400延伸率85收缩率中kgf m cm23531272523201916141312605555555045454

11、0403535冲击功(值)A (a)71 (9)5547(6)3931(4)钢材交货状态硬度HB不大于未热处理退火131137143156170197217229241255255187197207217229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

12、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 与氰化零件。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、

13、圆 盘用于制造齿轮、连杆、轮圈、轮缘、 扁弹簧及轧辊等用于制造轧辊、轴、轮箍、弹簧圈、 弹簧、弹簧垫圈、离合器、凸轮、钢 绳等20M30M40M50M60M910880860830810860840830600600600mm2525252525抗拉强度450540590645695屈服强度MPa275315355390410延伸率85收缩率中冲击功（值）kgf m cm224502045171311454035A (a)6347(6)31(4)钢材交货状态硬度HB不大于未热处理退火197217229255269187207217229用于制造凸轮轴、齿轮、联轴器、铰 链、拖杆等用于制造螺栓、

14、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）牌号热处理制度抗拉强度ab机械屈服 _强度a sMPa不性能交货状态硬度HB不大于应 用 举例淬火温度C淬火介质回火温度C延伸率收缩 率 85小810%于热轧冷拉 +热 处理65840油500981785935调压调速弹簧、术赛弹簧、测70830油48010308348

15、30285321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55Si2Mn630302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.250 C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(a0.2)920321321应力较大的板簧和直径较大的 螺旋弹簧60Si2CrA

16、87042017651569321用于高应力及温度在油620（热321300350C以下使用的弹簧.如60Si2CrVA85041018631667轧+热调速器、破碎机、汽轮机汽封处理）用弹簧牌号热 处 理截面尺 寸(试 样直 径)mm淬火回 火温度冷却剂温度冷却剂机械性 能抗拉强度0屈服极限0延伸率85收缩率中冲击值akbsMpa%J/cm2N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合金结构钢(GB307782)、不锈钢棒(GB122084)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

17、碳小齿轮、小轴、 钢套、链板等.渗碳淬火后HRC566235Mn2840水500水25834686124568.74.2207对于截面较小的零件可代 替40Cr.可做直径W 15mm 的重要用途的冷镦螺栓及 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(-20以 下)及冲击韧

18、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以 下工作的重要紧固件.表 面淬人HRC455542SiMn880水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 、 20CrM

19、nTi做高级渗碳齿轮 等零件渗碳淬火HRC566240MnB850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37SiMn2MoV870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 HRC505520CrMnTi第一次880第二次870油200水、空气151079834104568.74.1217强度韧性均高.是铬镍钢 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 HRC566

20、220 CrMnMo850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 HRC5662金压痕直径mm不小于HB*不大于38CrMoA1940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

21、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、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25981785104568.73.9

22、241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(孔)255598.1200具有良好的耐蚀性、机械 加工性.用作水压机阀体、 热裂设备管路附件、汽轮 机叶片2Cr13920980油600750 快冷637441(。)205078223同上.淬火状态下硬度较 高3Cr13920980油600750 快冷7350.2539(气?)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

23、）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）牌号抗拉强度0屈月艮 强度 0或0延伸 率8根据合同选择硬度应用举例收缩率m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.

24、如机座.变速箱壳等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。ZG270-500500270182522 (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）牌参

25、考壁厚抗拉强度0屈服强度0延伸率8冲击值（室温23C）供参考用 途号ebMpa0.2MPa%a (J/cm2)布氏硬度mm最小值KHBQT400-184002501814130180-1.制造轧辊。不仅在治金工QT400-1540025015 -130180业上应用.造纸.玻璃、橡月父、QT4501045031010160210-面粉等工业在不断的改用球QT500-75003207170230-墨铸铁。QT600-36003703190270-2.制造轴类零件.如些油机QT700-27004202 -205305一曲轴（一般采用QT600-3）、QT800-230603902501814130

26、180凸轮轴及水泵轴等。QT400-18A602003702401212-3 .投影造齿轮（一般采用QT400-15A306039025015130180QT400-18）.合适的养的铸件6020037024012 -_壁厚为10 75mm。306045030071702404.制造活赛环、摩擦片、汽QT500-7A602004202905_车后轿等零件。QT600-3A306060036031802705.制造中压阀门、低压阀门、602005503401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

27、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）牌铸件壁厚（mm）最小抗拉强度硬度HB应用举 例号大 于至0 bMPa2.510130110166102010093140HT100盖、外罩、油盘、手轮、手把、支架等20309087131305080821222.5101751372051020145119179端盖、汽轮泵体、轴承座、阀壳、管子及管路附件、手HT1502030130110166_轮、一般机床底座、床身其他复杂零件.滑座、工作

28、台等。30501201411572.510220157236气缸、齿轮、底架、机体、飞轮、齿条、衬筒、一般机1020195148222HT200庆铸有导轨的庆身及中等压力（Mpa以下）油缸、液压泵2030170134200和阀的南壳体等。30501601281924.0102701752621020240164246阀壳、油缸、气缸、联轴器、机体、齿轮、齿轮臬处壳、HT2502030220157236_飞轮、衬筒、凸轮、轴承座等30502001502251020290182272齿轮、凸轮、车床卡盘、剪床、压力机的机身、导板、HT3002030250168251六角自动车床及其他重负荷机床铸有

29、导轨的床身、高压3050230161241油缸、液压泵和滑阀的壳体等。HT350102034019929920302901822723050260171257注：灰铸铁的硬度.系由经验关系式计算.即.当N196Mpa时.HB=RH（100+0.438叩。RH 一般取o.801.20冷轧钢板和钢带（GB708-88）厚度 0.2,0.25,0.3,0.4,0.45,0.55,0.6,0.65,0.70,0.75,0.80,0.90,1.001.1,1.2,1.3,1.4,1.5,1.6,1.7,1.8, ,2.0,2.1,2.2,2.5,2.8,3.0,3.5,3.8,3.9,4.0,4.5,5

30、.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），165,170,180200（5 进位）注：钢板宽度系列为 600,650,700,710,7501000（50 进位）.1250,1400.14

31、20.15003000（100 进位）.3200380（200 进位。）热轧圆钢和方钢尺寸（GB702-86）圆方5.566.578910*1112131415161718192021钢钢22*23242526*27*28*2930*3132*3334*3536 384042直边45485053*55*56*586063*65*6870758085 9095100径长105110115120125130140150160170180190200220250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

32、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Cm2参考数值重心距离Z0CmbdrxxJxCm4ixCmbdrx-xJxCm4ixCm31.1320.400.590.6045.57026.392.181.8622043.51.4590.500.580.64770586.87532.312.161.9131.4320.820.760.7668.16037.772.151.562.52541.8591.030.740.7679.42443.092.141.9931.7491

33、.460.910.8557.36736.972.332.0433042.2761.840.900.89（7.568.76746.952.312.0734.52.1092.581.111.00）757910.16053.572.302.113.63642.7563.291.091.04811.50359.962.282.1553.3823.591.081.071014.12671.982.262.2232.3593.591.231.1357.19248.792.482.1544043.0864.601.221.1769.39757.352.472.1953.7915.531.211.228807

34、910.86065.582.462.2345352.6595.171.401.22812.30373.492.442.2743.4866.651.381.261015.12688.432.422.354.554.2928.041.371.30610.63782.772.792.4465.0769.331.361.3399071012.30194.832.782.481.5106.455035.52.9717.1851.34813.94472.762.52128.543.8979.261.541.381017.1672.742.598149.254.80311.21.1531.421220.36

35、2.712.672114.965.68813.051.521.46611.9323.102.675131.833.34310.191.751.48713.7963.092.716148.244.39013.181.731.53815.6383.082.7645.6566179.555.41516.021.721.5710100101219.2613.052.841208.968.36723.631.681.681222.8003.032.910236.544.97819.031.961.701426.2563.002.993262.556.14323.171.941.741629.6272.9

36、83.066.3637367.28827.121.931.7885.51534.461.901.851011.65741.091.881.93注：1.角钢长度为：角钢号29.长度量1014.长度419m。2- r1=*热轧槽钢（GB707-88）Wx,W截面系数标记示例：热轧槽钢 180 X 7 X 9-GB707-88Q235 - A - GB700 - 88（碳素结构钢Q235-A.尺寸为180 X 70X9mm）尺寸参考数值截面面重心距离Z0cm积cm281012.614a14b16a1618a8043100481265.514058140601606316065180685.08.05

37、.38.59.09.06.09.58.09.56.510.08.510.07.08.04.08.54.29.04.59.54.89.54.810.05.010.05.05.210.510.510.2412.7415.6918.5121.3121.9525.1525.69x-xWxCm325.339.762.180.587.1108117141y-yWyCm35.791.4.37.801.5210.21.5913.01.7114.11.6716.31.8017.61.7520.01.881820a18020070739.07.010.511.010.511.05.25.526.2928.8315

38、217821.524.220200759.011.011.05.532.8319125.922a220777.011.511.55.831.8421828.222220799.011.511.55.836.2423430.125a250787.012.012.06.034.9127030.625b250809.012.012.06.039.9128232.725b2508211.012.012.06.044.9129535.928a280827.512.512.56.240.0234035.728b280849.512.512.56.245.6236637.928c2808611.512.51

39、2.56.251.2239340.332a320888.014.014.07.048.747546.532b3209010.014.014.07.055.150949.232c3209212.014.014.07.061.554352.61.842.011.952.102.032.71.981.922.102.021.952.242.162.09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,W截面系数标记示例：热轧工字钢400 X144 X125 - GB706 - 88Q235 - A - GB700 -

40、 88（碳素结构钢Q235-A.尺寸为144X12.5X88mm）型尺寸截面面参考数值号x-xy-y积cm2hbdtrr1WxWyCm3Cm310100684.57.66.53.314.3549.09.712.6126745.08.47.03.518.1277.512.714140805.59.17.53.821.5210216.116160886.09.98.04.026.1314121.218180946.510.78.54.330.1618526.020a2001007.011.49.04.535.7623731.520b2001029.011.49.04.539.5825033.122

41、a2201107.512.39.54.842.1330940.922b2201129.512.39.54.846.5332542.725a2501168.013.010.05.048.5440248.325b25011810.013.010.05.053.5442352.428a2801228.513.710.55.355.4050856.628b28012410.513.710.55.361.0053461.232a3201309.515.011.55.867.1669270.832b32013211.515.011.55.873.567267632c32013413.515.011.55.879.96760813236a36013610.015.812.06.076.4887581.236b36013812.015.812.06.083.6891984.336c36014014.015.812.06.090.8896287.440c40014210.516.512.56.386.11109093.240b40014412.516.512.56.394.11114096.240c40014614.516.5125.6.3102.11119099.6注：工字钢长度：工字钢号1018,长度为519m;工字钢2040.长度为619m。