钢铁的物理力学性能和机械性能表

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钢铁家族中各种组织形貌生长特点及性能

钢铁家族中各种组织形貌生长特点及性能现代材料可以分为四大类-—金属、高分子、陶瓷和复合材料。

尽管目前高分子材料飞速发展，但金属材料中的钢铁仍是目前工程技术中使用最广泛、最重要的材料，那么到底是什么因素决定了钢铁材料的霸主地位呢。

下面就为大家详细介绍吧。

钢铁由铁矿石提炼而成,来源丰富，价格低廉。

钢铁又称为铁碳合金，是铁(Fe）与碳(C)、硅(Si）、锰（Mn）、磷(P)、硫（S)以及其他少量元素(Cr、V等）所组成的合金.通过调节钢铁中各种元素的含量和热处理工艺（四把火:淬火、退火、回火、正火）,可以获得各种各样的金相组织，从而使钢铁具有不同的物理性能。

将钢材取样,经过打磨、抛光，最后用特定的腐蚀剂腐蚀显示后,在金相显微镜下观察到的组织称为钢铁的金相组织。

钢铁材料的秘密便隐藏在这些组织结构中。

C系中，可配制多种成分不同的铁碳合金,他们在不同温度下的平衡组织各不相在Fe—Fe3同，但由几个基本相（铁素体F、奥氏体A和渗碳体FeC）组成。

这些基本相以机械混合物的形3式结合，形成了钢铁中丰富多彩的金相组织结构.常见的金相组织有下列八种：一、铁素体碳溶于α-Fe晶格间隙中形成的间隙固溶体称为铁素体，属bcc结构，呈等轴多边形晶粒分布，用符号F表示.其组织和性能与纯铁相似,具有良好的塑性和韧性，而强度与硬度较低(30-100 HB）。

在合金钢中，则是碳和合金元素在α-Fe中的固溶体.碳在α-Fe中的溶解量很低，在AC1温度,碳的最大溶解量为0.0218％，但随温度下降的溶解度则降至0。

0084％，因而在缓冷条件下铁素体晶界处会出现三次渗碳体.随钢铁中碳含量增加，铁素体量相对减少,珠光体量增加，此时铁素体则是网络状和月牙状。

二、奥氏体碳溶于γ-Fe晶格间隙中形成的间隙固溶体称为奥氏体，具有面心立方结构，为高温相，用符号A表示。

奥氏体在1148℃有最大溶解度2。

11%C，727℃时可固溶0。

77％C;强度和硬度比铁素体高，塑性和韧性良好，并且无磁性，具体力学性能与含碳量和晶粒大小有关，一般为170~220 HBS、 =40~50％.TRIP钢（变塑钢）即是基于奥氏体塑性、柔韧性良好的基础开发的钢材，利用残余奥氏体的应变诱发相变及相变诱发塑性提高了钢板的塑性,并改善了钢板的成形性能。

不锈钢物理性能

不锈钢的物‎理性能（一）一、一般物理性‎能和其他材料‎一样，物理性能主‎要包括以下‎3个方面：熔点、比热容、导热系数和‎线膨胀系数‎等热力学性‎能，电阻率、电导率和磁‎导率等电磁‎学性能，以及杨氏弹‎性模量、刚性系数等‎力学性能。

这些性能一‎般都被认为‎是不锈钢材‎料的固有特‎性，但是也会受‎到诸如温度‎、加工程度和‎磁场强度等‎的影响。

通常情况下‎不锈钢与纯‎铁相比导热‎系数低、电阻大，而线膨胀系‎数和导磁率‎等性能则依‎不锈钢本身‎的结晶结构‎而异。

表4—1~表4—5中列出马‎氏体型不锈‎钢、铁素体型不‎锈钢、奥氏体型不‎锈钢、沉淀硬化型‎不锈钢和双‎相不锈钢主‎要牌号的物‎理性能。

如密度、熔点、比热容、导热系数、线膨胀系数‎、电阻率、磁导率和纵‎向弹性系数‎等参数。

二、物理性能与‎温度的相关‎性（1）比热容随着温度的‎变化比热容‎会发生变化‎，但在温度变‎化的过程中‎金属组织中‎一旦发生相‎变或沉淀，那麽比热容‎将发生显著‎的变化。

（2）导热系数在600℃以下，各种不锈钢‎的导热系数‎基本在10‎~30W/（m·℃）范围内，随着温度的‎提高导热系‎数有增加趋‎势。

在100℃时，不锈钢导热‎系数由大至‎小的顺序为‎1C r17‎、00Cr1‎2、2 Cr 25N、0 Cr 18Ni1‎1Ti、0 Cr 18 Ni 9、0 Cr 17 Ni 12Mο2‎、2 Cr 25Ni2‎0。

500℃时导热系数‎由大至小的‎顺序为1 Cr 13、1 Cr 17、2 Cr 25N、0 Cr 17Ni1‎2Mο2、0 Cr 18Ni9‎Ti和2 Cr 25Ni2‎0。

奥氏体型不‎锈钢的导热‎系数较其他‎不锈钢略低‎，与普通碳素‎钢相比，100℃时奥氏体型‎不锈钢的导‎热系数约为‎其1/4。

（3）线膨胀系数‎在100-900℃范围内，各类不锈钢‎主要牌号的‎线膨胀系数‎基本在10‎ˉ6~130*10ˉ6℃ˉ1，且随着温度‎的升高呈增‎加的趋势。

机械零件的常用材料及其选择

表9-2 价格便宜且供应充分常用材料的相对价格
材料
种类规格
相对价格
热轧圆刚
铸件
景德镇陶瓷学院专用
碳素结构钢Q235 （φ 33~42）优质碳素钢（φ 29~50）合金结构钢（φ 29~50）滚动轴承钢（φ 29~50）合金工具钢（φ 29~50） 4Cr9Si2耐热钢（φ 29~50）
灰铸铁铸件碳素钢铸件
优先数----表中任意一个数值。大于10的优先数，可将表数值分别乘以10、100、1000 。
景德镇陶瓷学院专用
国防科大潘存云教授研制
7 机械零件的工艺性及标准化
一、工艺性
零件设计要求
使用要求----具备所要求的工作能力；制造要求----制造工艺可行，成本低；
EF G
H JS
零线
轴公差
h KM
P
D
R S
间隙配合过渡配合
过盈配合
景德镇陶瓷学院专用
国防科大潘存云教授研制
基孔制常用与优先配合的选用
景德镇陶瓷学院专用
国防科大潘存云教授研制
基轴制常用与优先配合的选用
景德镇陶瓷学院专用
国防科大潘存云教授研制
二、表面粗糙度
定义：零件表面的微观几何形状误差称为表面粗糙度特征：加工后零件表面留下的微细而凹凸不平的刀痕。
下偏差：最小极限尺寸与基本尺寸之差；符号：EI,ei
尺寸公差：最大极限尺寸与最小极限尺寸之差；即
允许的尺寸变动量。
公差=Lmax- Lmax =ES-EI =es-ei
景德镇陶瓷学院专用
国防科大潘存云教授研制
零线：代表基本尺寸所在位置的一条直线；
公差带：由代表上、下偏差的两条直线所限定的区域；

钢铁材料的性能

弹性极限
σe
MPa
金属能保持弹性变形的最大能力
比例极限
σp
MPa
在弹性变形阶段，金属材料所受的和应变能保持正比的最大应力
弹性模量
MPa
金属在弹性范围内，外力和变形成比例地增长，既应力与应变成正比例关系时，这个比例系数就称为弹性模量
2．3塑性—材料受力后产生永久变形而不破坏的能力
伸长率（延伸率）
%
金属受外力作用被拉断以后,在标距内总伸长长度同原来标距长度相比的百分数
肖氏硬度
HSC（目测型）
与h/h0比值成正比
利用金刚石冲头自一定的高度h0mm落下，撞击金属后，冲头又回跳到某一高度hmm
表面光滑的一些精密量具或零件
HSD（指示型）
3．化学性能
名称
说明
耐腐蚀性
金属材料抵抗空气、水蒸气及其它化学介质腐蚀破坏作用的能力，称为耐腐蚀性。常见的钢铁生锈、铜生铜绿等，就是腐蚀现象。金属材料耐腐蚀性能与许多因素有关，例如金属的化学成分、加工性质、热处理条件、组织状态以及环境介质和温度条件等
抗剪强度
τ
MPa
外力与材料轴线垂直，并对材料呈剪切作用时的极限强度
抗扭强度
τb
MPa
外力是扭转时的极限强度
屈服点
σs
MPa
金属试样在拉伸过程中，负荷不再增加，而试样仍继续发生变形的现象称为“屈服”。发生屈服现象时的应力，称为屈服点或屈服极限，是金属发生明显塑性变形的抗力。
屈服强度
σ0。2
MPa
对某些屈服现象不明显的金属材料，测定屈服点比较困难，常把产生0.2%永久变形的应力定为屈服点，这称为屈服强度或条件屈服强度
牌号
牌号是用来识别产品的名称、符号、代码或它们的组合。钢的牌号称为钢号，是对某一具体钢种所取的名称。牌号是技术条件中的首要内容，同一牌号的材料可能有不同的保证条件、交货状态、使用加工类别、质量级别等

钢铁材料的分类、力学性能及热处理

钢铁材料的分类、力学性能及热处理一、分类及力学性能：1．碳素钢：按含碳量的多少可分为低碳钢（含碳量小于0.25％）、中碳钢（含碳量在0.25％～0.5％）和高碳钢（含碳量大于0.5％）。

随着含碳量的增加，钢的机械强度提高，但使它的塑性和韧性下降。

（1）普通碳素钢：它的化学成分不准确，因而不宜进行热处理。

普通碳素钢的牌号标记如Q235（国标），表示屈服点MPa S 235=σ。

（2）优质碳素钢：力学性能优于普通碳素钢，采用适当的热处理方法可以获得很高的内部机械强度和表面硬度。

低碳钢塑性高，焊接性好，适用于冲压、焊接零件。

采用渗碳淬火处理可提高零件表面硬度；中碳钢具有综合性能好的特点，它的机械强度、塑性和韧性均较好，可进行调质、表面淬火处理；高碳钢具有高的机械强度和良好的韧性和弹性，常制成弹性零件。

优质碳素钢的牌号如15、35、45（国标），表示含碳量平均值各为0.15％、0.35％、0.45％。

2．合金钢：合金钢是在优质碳素钢中加入某些合金元素而形成的。

它具有良好的力学性能和热处理性能，随着所加合金元素的不同，还可获得不同的特殊性能。

合金钢的牌号如35Mn2、40Cr （国标），表示含碳量平均值为0.35％和0.40％，而含合金元素Mn2％及Cr 小于1.5％。

3．铸钢：铸钢的含碳量一般在0.15％～0.60％范围内，含碳量较高，塑性很差，容易产生龟裂，故不能锻造。

铸钢的强度显著高于铸铁，但铸造性则比较差，收缩率较大。

铸钢的牌号如ZG500－270，前组数字表示抗拉强度MPa B 500=σ，后组数字表示屈服点MPa S 270=σ。

4．铸铁：铸铁是含碳量大于2％的铁碳合金。

铸铁因含碳量高，故它的抗拉强度、塑性和韧性都较差，不能锻造，焊接性能也差。

但它有较高的抗压强度，良好的减摩性和切削性能，吸振性好，价格又较低廉。

常用的铸铁有灰铸铁（如HT150，抗拉强度MPa B 150=σ）、可锻铸铁（如KT300－6，抗拉强度MPa B 300=σ，最低伸长率为6％）和球墨铸铁（如QT500－7，抗拉强度MPa B 500=σ，最低伸长率为7％）。

钢的化学成分及机械性能表

钢的化学成分‎及机械性能表‎表1 中钢规格—冷打或冷锻用‎极低碳钢与中‎碳合金钢化学‎成分表表2 中钢规格—碳素硼钢及铬‎钒合金硼钢化‎学成分表表3 中钢规格—免铅浴韧化线‎材化学成分表‎表4 JIS G3104 铆钉用钢化学‎成分表注:上表之含碳量‎可由买卖双方‎协议,由原规定之成‎分范围上、下限各缩窄0‎.01%.表14 JIS G4104 铬合金钢化学‎成分表表9 JIS G3507冷‎打或冷锻用碳‎钢化学成分表‎0.20%,Ni+Cr 0.30%,其余种类之不‎纯物不得超过‎C u 0.30%,Ni 0.20%,Cr 0.20%,Ni+Cr 0.35%。

表16 JIS G4106达‎式机械构造用锰‎钢及锰铬合金‎钢化学成分表‎不得超0‎.35%.不得‎超过0.25%,双锰钢料中之‎C r含量不得‎超过0.35%。

1、铅(Lead)—为改良车削性‎，可在普通碳钢‎中加入0.15~0.35之铅,而在代号的第‎二位与第三位‎中间加“L ”，如10L45‎、10L12。

2、硼(Boron)——在细晶净静钢‎{Fine Grain ,Killed ‎ Steel}中,加入0.0005~0.0030%的硼,可增进硬化能‎,而在代号的第‎二位与第三位‎中间加“B ”，职10B21‎、10B38。

3、矽{Silico ‎n }——条钢及半成品‎，当矽有要求时‎，其范围如下：0.10%以下\0.10~0.20%,0.15~0.35%,0.20~0.40%,0.30~0.60。

——线材，当矽有要求时‎，其范围如下：0.10以下,0.07~0.15%,0.10~0.20%,0.15~0.35%,0.20~0.40%,0.30~0.60%。

4、某些品质、产品之磷、硫可降低成分‎上限要求。

表22 SAE/AISI 保证硬化能(淬火性)之碳钢及硼钢‎化学成分表表23 SAE/AISI 保证硬化能(淬火性)之合金钢化学‎成分表残留元素Cu‎:0.35%以下,Ni:0.25%以下,Cr:0.20%以下,Mo:0.06%以下.1、除表列元素外‎，其它刻意增加‎的元素也必须‎报列。

钢铁的物理力学性能和机械性能

钢铁的物理力学性能和机械性能fangjym 的钢铁的物理力学性能和机械性能钢材的主要机械性能(也叫力学性能)通常是指钢材在标准条件下均匀拉伸.冷弯和冲击等.单独作用下所显示的各种机械性能。

钢材通常有五大主要的机械性能指标：通过一次拉伸试验可得到抗拉强度，伸长率和屈服点三项基本性能；通过冷弯试验可得到钢材的冷弯性能；通过冲击韧性试验可得到冲击韧性。

1.屈服点(σs)钢材或试样在拉伸时，当应力超过弹性极限，即使应力不再增加，而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形，称此现象为屈服，而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。

设Ps为屈服点s处的外力，Fo为试样断面积，则屈服点σs =Ps/Fo(MPa)，MPa称为兆帕等于N(牛顿)/mm2，(MPa=106Pa，Pa：帕斯卡=N/m2)2.屈服强度(σ0.2)有的金属材料的屈服点极不明显，在测量上有困难，因此为了衡量材料的屈服特性，规定产生永久残余塑性变形等于一定值(一般为原长度的0.2%)时的应力，称为条件屈服强度或简称屈服强度σ0.2 。

3.抗拉强度(σb)材料在拉伸过程中，从开始到发生断裂时所达到的最大应力值。

它表示钢材抵抗断裂的能力大小。

与抗拉强度相应的还有抗压强度、抗弯强度等。

设Pb为材料被拉断前达到的最大拉力，Fo为试样截面面积，则抗拉强度σb= Pb/Fo (MPa)。

4.伸长率(δs)材料在拉断后，其塑性伸长的长度与原试样长度的百分比叫伸长率或延伸率。

5.屈强比(σs/σb)钢材的屈服点(屈服强度)与抗拉强度的比值，称为屈强比。

屈强比越大，结构零件的可靠性越高，一般碳素钢屈强比为0.6-0.65，低合金结构钢为0.65-0.75合金结构钢为0.84-0.86。

6.硬度硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。

它是金属材料的重要性能指标之一。

一般硬度越高，耐磨性越好。

常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。

⑴布氏硬度(HB)以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值(HB)，单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。

en10293标准

en10293标准
EN 10293是欧洲标准化组织(EN)发布的一项标准，该标准规
定了钢铁产品的物理和技术性能要求。

具体而言，该标准涵盖了以下方面：
1. 化学成分：EN 10293指定了不同种类钢铁的化学成分要求，包括主要元素和杂质元素的含量限制。

2. 机械性能：该标准规定了钢铁产品的力学性能要求，例如拉伸强度、屈服强度、延伸率等。

3. 技术要求：EN 10293列出了钢铁产品的加工和制造要求，
包括材料处理、热处理、冷加工等。

4. 检测方法：该标准定义了钢铁产品的检测方法和试验程序，以确保产品符合规定的性能要求。

EN 10293适用于各种不同类型的钢铁产品，包括铸件、锻件、热轧和冷轧板材等。

这个标准的目的是确保钢铁产品在使用过程中具有良好的耐久性和性能稳定性。

各类钢铁的性能与适用范围

各类钢铁的性能与适用范围钢铁是人类工业发展历史上不可缺少的材料之一，其性能与适用范围与制造工艺密切相关。

钢铁品种繁多，不同种类的钢铁具有不同的物理和化学性质，适用于不同的领域和工艺。

一、低碳钢低碳钢一般含碳量在0.04%以下，具有良好的可焊性、可塑性、可锻性和可切削性。

广泛应用于制造汽车、电器、农用机械等常规工业产品。

低碳钢的缺点是强度和耐蚀性较低，不适用于抗弯曲或耐高温腐蚀环境。

二、中碳钢中碳钢含碳量在0.25%~0.6%之间，具有较高的强度和硬度，适用于制造高强度的机械部件和车轮、机床等。

中碳钢不适用于制造焊接和锻造的产品，也不适合在容易腐蚀的环境中使用。

三、高碳钢高碳钢含碳量在0.6%~1.5%之间，具有非常高的硬度和耐磨性，适用于制造刀具、弹簧、轴承等高强度和高密度的零件。

但由于高碳钢比较脆性，不适用于锻造和冷锻加工，需要热处理来改善其韧性和塑性。

四、合金钢合金钢是加入了其他元素的钢铁材料，以改善钢铁的性能。

添加铬、钴、钼等合金元素可以提高钢铁的耐腐蚀性、抗击穿性和抗氧化性；添加镍、锰、硅、钒等元素可以提高钢铁的强度和硬度；添加铜、铝、锡等轻金属元素可以提高钢铁的可焊性和可塑性。

五、不锈钢不锈钢是一种具有良好耐腐蚀性和抗氧化性的合金钢材料，主要成分是铬、镍和钢。

不锈钢可以分为奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢和铁素体不锈钢等几种不同材质。

不锈钢广泛应用于制造高档厨具、建筑材料、化工设备、汽车零件等领域。

综上所述，不同种类的钢铁具有不同的性能和适用范围。

在选择钢铁材料时，需要考虑其使用环境、承载能力、制造工艺等多个因素。

制造业的发展对钢铁材料提出了更高的要求，需要不断研发新材料和开发新工艺，以满足市场需求和创新发展的需要。

不锈钢系数表

主页联系我们关于我们网络地图隐私政策关于我们产品增值加工库存目录销售查询新闻与事件技术信息不锈钢板材(310-310S，进口310-310S不锈钢板)不锈钢板材300系列奥氏体不锈钢板材300系列耐热不锈钢板材马氏体不锈钢双相/超级双相不锈钢沉淀硬化不锈钢镍合金板材不锈钢棒材增值加工按等级分类产品信息库存目录参看森德迈业钢铁公司库，索取您所需的等级。

«不锈钢板材«镍合金板材技术信息«什么是不锈钢？«什么是镍合金？310/310S - 300系列耐热不锈钢板材310/310S合金310/310S合金( UNSS31000/S31008 ) 合金奥氏体不锈钢主要用于高温环境。

其较高的铬含量及镍含量保证了良好的抗腐蚀能力及抗氧化能力。

与奥氏体304 合金相比，它在室温下强度要高一点。

310/310S (UNSS31000) / (UNSS31008)一般属性应用化学成分物理性能短期机械性能水溶液腐蚀高温抗氧化性其他形式的退化加工特性技术规范310/310S 技术规范库存目录Alloy 310/310S增值加工等离子切割水磨切割机械切削锯切割钻孔、开孔、埋头孔磨边磨光压平轧制和焊接环产品信息钻孔板真空精选板高性能镍合金无轴板法兰盘宽板复式不锈钢板材。

q235钢材

Q235钢材一、概述Q235钢材，是中国国家标准GB/T 700-2006《碳素结构钢》中的一种普通碳素钢材。

该标准是中国钢铁行业中最常用的标准之一，适用于各种结构件和构件的制造。

Q235钢材具有优良的焊接和加工性能、良好的弯曲性能和可靠的耐候性能，被广泛应用于建筑、机械制造、船舶制造、铁路建设等领域。

在本文档中，我们将介绍Q235钢材的化学成分、力学性能、加工工艺以及应用领域。

同时，我们还会提供一些有关钢材选择、质量标准和注意事项的建议。

二、化学成分Q235钢材的化学成分如下：元素C Si Mn P S含量(%)0.14~0.22≤0.300.30~0.65≤0.045≤0.050三、力学性能Q235钢材的力学性能如下：强度指标试样状态额定厚度(mm)屈服强度(MPa)抗拉强度(MPa)伸长率(%)钢板/钢带（简配强度不大于16mm的钢）热轧≤16≥235375-500≥26钢板/钢带（简配强度大于16mm 的钢）热轧>16-40≥225370-500≥25四、加工工艺Q235钢材具有优良的可塑性和可焊性，适合进行各种冷热加工工艺。

1. 切割切割是将Q235钢材进行尺寸切割的加工工艺。

常用的切割方法包括火焰切割、等离子切割和机械切割等。

切割时应注意选择适当的切割方法和工艺参数，以保证切割面质量，并避免切割过程中产生过多的热影响区。

2. 弯曲Q235钢材具有良好的弯曲性能，可以通过冷弯或热弯的方式进行弯曲加工。

在进行弯曲加工时，应选择适当的弯曲半径和弯曲角度，避免产生裂纹或过度变形。

3. 焊接Q235钢材是一种良好的焊接材料，可以通过常规的电弧焊、角焊、埋弧焊、闪光焊等方法进行焊接。

在焊接过程中，应注意选择合适的焊接材料和工艺参数，预防焊接缺陷的产生。

4. 表面处理Q235钢材的表面处理通常包括除锈、喷涂和镀锌等工艺。

这些表面处理方法可以提高钢材的耐腐蚀性和美观度，延长使用寿命。

五、应用领域由于Q235钢材具有良好的综合性能和广泛的加工性能，被广泛应用于以下领域：1.建筑结构：Q235钢材常用于制造钢结构建筑，如工业厂房、桥梁、塔吊等。

钢铁机械性能的对照表

3.59
1021
979
972
964
955
978
985
978
976
3.56
1034
991
985
976
967
991
996
990
989
3.54
1047
1004
999
988
980
1005
1008
1003
1001
抗拉强度σ 抗拉强度σ 抗拉强度σ 抗拉强度σ 抗拉强度σ 抗拉强度σ 抗拉强度σ 抗拉强度σ 抗拉强度σ 抗拉强度σ
bMPa
bMPa
bMPa
bMPa
bMPa
bMPa
bMPa
bMPa
bMPa
bMPa
4d2.5mm
碳钢
铬钢
铬钒钢铬镍钢铬钼钢铬镍钼钢铬锰硅钢超高强度钢不锈钢不分钢种
3.74
937
898
886
893
877
897
910
897
895
3.72
949
909
897
902
887
907
920
908
906
3.7
1027
1013
1007
1032
1033
1028
1028
3.48
1086
1042
1042
1027
1020
1047
1046
1041
1042
3.46
1100
1055
1057
1040
1035
1062
1059
1054

第二讲钢材的基本性能

第二讲钢材的基本性能钢材的性能和质量是最终的产品质量,和使用寿命是密切相关的,下面来给大家介绍一下钢材的主要性能。

一、物理性能所谓物理性能就是钢材的本质不发生变化所表现出来的性能,主要由以下几种：1、密度单位体积内材料的质量,叫做该材料的密度,密度的计算公式如下：ρ（密度）＝m（质量）／Ｖ（体积），对于大多数钢材而言，理论计算重量时，都按7.85g/cm3作为该钢材的密度,钢材理论重量计算公式如下：Ｗ（理论重量）＝Ｆ（钢材截面积）×Ｌ（钢材长度）×ρ（密度）．应当注意的是理论重量与实际重量有一定的出入，只能作为参考。

另外还有钢材质量的简单计算方式，也请大家记一下：圆钢：Ｗ＝6.17×直径2；方钢：Ｗ＝7.85×边长2；扁钢：Ｗ＝7.85×宽度×长度。

2、热膨胀性钢材在受热时体积增大，冷却时收缩的性能称为热膨胀性。

热膨胀性的大小，一般用线膨胀系数α表示。

α值越大，钢材的尺寸或体积随温度变化而变化的程度就越大。

线膨胀系数的计算式如下：α＝（l2-l1）/L1t，α线膨胀系数，10-6/℃；t升高的温度。

l1钢材膨胀前的长度cm，l2膨胀后的长度cm。

3、熔点钢材由固态溶解成液态时的温度，纯铁的熔点为1534℃。

4、导电性钢材传导电流的能力。

5、导热性金属传导热的能力。

二、化学性能指钢材在室温和高温条件下，抵抗外界介质对它的化学侵蚀的能力。

1．抗氧化性：钢材在室温或高温下抵抗氧化的能力。

Fe＋O2＝Fe2O3，氧化过程会随着温度的的提高而加速，所以在高温下工作的零件用钢材应有很好的抗氧化性。

2．耐腐蚀性：钢材抵抗周围介质（大气、水蒸气、有害气体、酸、碱、盐等）的腐蚀能力，最常见的钢铁生锈。

3．化学稳定性：是上述两种的总称，钢材在高温下的化学稳定性叫做热稳定性。

三、力学能力钢材抵抗外力作用的能力，力学性能是衡量钢材质量好坏的最重要指标之一。

1．强度指钢材在外力作用下，抵抗永久变形和断裂的能力，分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度和抗扭强度五种，一般情况下多以抗拉强度作为判别钢材强度高低的指标。

机械性能(精品值得参考)

钢球压头与金刚石压头
洛氏硬度压痕
六、断裂韧性
油轮断裂和北极星导弹发动机壳体爆炸与材料中存在缺陷有关
1943年美国T-2油轮发生断裂
裂纹扩展的基本形式
北极星导弹

应力强度因子：描述裂纹尖端附近应力场强度的指标。
K I Y a
断裂韧性：材料抵抗内部裂纹失稳扩展的能力。
K IC Y C aC
二、强度与塑性
• 强度：材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。
• 屈服强度s：材料开始产生屈服现象时所对应的外加应力，用σs 表示。 ----屈服是指材料在外应力不再增加的情况下，塑性变形继续显著增加的现象。 ----由于大多数金属材料没有明显的屈服点，国家标准中规定，永久残余塑性变形等于一定值（一般为原长度的0.2%）时的应力为条件屈服强度。用 σ0.2 表示。 • 抗拉强度b：材料断裂前所承受的最大应力值。
疲劳应力示意图疲劳曲线示意图
疲劳断口
轴的疲劳断口
疲劳辉纹（扫描电镜照片）
通过改善材料的形状结构，减少表面缺陷，提高表面光洁度，进行表面强化等方法可提高材料疲劳抗力。
五、硬度
硬度：金属表面抵抗局部压入变形或刻划破坏的能力。 1.布氏硬度：用载荷为P的力，将直径为D的淬火钢球或硬质合金球压入金属表面并保持一段时间，然后去除载荷，测量金属表面圆形凹陷压痕的直径d,计算出压痕表面积A，每单位面积承受的力P/A被称为布氏硬度值，用符号HBS（当用淬火钢球时，适用于布氏硬度值在450以下的材料）或HBW （当用硬质合金球时，适用于布氏硬度在650以下的材料）来表示。即：HB = P/A= P/πDh。布氏硬度计
0.2

金属的力学性能

二、常用强度判据
强度: 材料在外力作用，抵抗塑性变形
和断裂的能力。强度指标用应力σ 来度量强度是表征材料变形抗力指标。按载荷作用方式不同可分为抗拉强度、抗弯强度、抗剪强度和抗压强度
常用的金属材料的强度指标
弹性极限（ σe）屈服点（σ s）抗拉强度(σ b)
其中抗拉强度为基本的强度指标
新型无机非金属材料
一.材料分类高分子复合材料
黑色金属金属材料有色金属
通常指铁和以铁为主的合金。有碳钢、铸铁、合金钢和铁合金
指黑色金属以外的所有金属及其合金，常用的有金、银、铜、铅及其合金
金属工艺学是研究金属材料的成份、组织、热处理与金属材料的性能间的关系和变化规律的技术基础课学科为此我们必须了解和掌握金属材料基本知识
标准试样
标准拉伸试样左下图所示。截面有圆形 (图a)和矩形（图b）两种，对于直径为d0的长试样L0=10d0,对于直径为d0的短试样， L0=5d0。一般L0=100㎜或50㎜
拉伸时影响测量值的条件很多。如材料的截面形状,是否有应力集中点等等. 即使是同种截面。尺寸大小改变时也会影响测量值。采用标准式样,可以使不同材料的测量值便于比较
塑性变形；
3、抗拉强度（强度极限）
抗拉强度：材料在拉伸条件下所能承受最大力
的应力值
b
F b S0
是设计和选材的主要依据之一，是工程技术上的
基本强度指标。
金属材料不能在超过其 σb的条件下工作，否则
会导致机件断裂。
三、塑性判据
塑性:
材料在外力作用，抵抗塑性变形
和断裂的能力。塑性是描述变形能力的指标
2、断面收缩率
S0 S1 100% S0

钢材的物理力学性能和机械性能表

钢材的物理力学性能和机械性能表钢材的主要机械性能(也叫力学性能)通常是指钢材在标准条件下均匀拉伸.冷弯和冲击等.单独作用下所显示的各种机械性能。

3.抗拉强度(σb)材料在拉伸过程中，从开始到发生断裂时所达到的最大应力值。

它表示钢材抵抗断裂的能力大小。

与抗拉强度相应的还有抗压强度、抗弯强度等。

设Pb为材料被拉断前达到的最大拉力，Fo为试样截面面积，则抗拉强度σb= Pb/Fo (MPa)。

4.伸长率(δs)材料在拉断后，其塑性伸长的长度与原试样长度的百分比叫伸长率或延伸率。

5.屈强比(σs/σb)钢材的屈服点(屈服强度)与抗拉强度的比值，称为屈强比。

屈强比越大，结构零件的可靠性越高，一般碳素钢屈强比为0.6-0.65，低合金结构钢为0.65-0.75合金结构钢为0.84-0.86。

6.硬度硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。

它是金属材料的重要性能指标之一。

一般硬度越高，耐磨性越好。

常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。

常用钢轨的化学成分及性能

第一章常用钢轨的化学成分及性能第一节钢材的性能常用的金属材料通常分成两类，一类是有色金属，另一类是黑色金属。

黑色金属中应用最广的是钢铁产品。

钢铁材料是由铁（Fe）和碳（C）两种主要元素组成的合金，含碳量小于0.02％的铁碳合金称为工业纯铁。

一、物理和化学性能（一）热膨胀性钢材受热时体积膨大的特性称为热膨胀性，通常用线膨胀系数作为衡量热膨胀性的指标。

钢材类别不同，线膨胀系数也不同。

随着温度升高，线胀系数值增大。

（二）导热性钢材传导热量的性能称为导热性。

钢材中的合金元素影响导热性，不锈钢的导热性比低碳钢和低合金钢要差。

（三）导磁性钢材能导磁的性能称为导磁性。

钢材中除单相奥氏体钢为无磁钢外，其余均为导磁钢。

钢轨焊后中频加热正火处理正是利用了钢轨钢的导磁性能产生涡流加热钢轨。

温度高于770℃（居里点）时，导磁性能大大降低。

（四）导电性钢材能够传递电荷的性能称为导电性。

通常用电阻系数作为衡量导电性的指标。

钢材的电阻系数越大，其导电性越差，电流通过时所产生的热量也越多。

钢材的电阻焊接或闪光焊接就是利用了工件端面高电阻产生的热量进行焊接的。

（五）抗氧化性钢材在一定的温度和介质条件下抵抗氧化性的能力称为抗氧化性。

抗氧化性差的钢材在高温条件下，很容易被周围介质中的氧所氧化，形成氧化皮，逐渐剥落而损坏。

耐热钢具有良好的抗氧化性，不锈钢的抗氧化性最好。

二、机械性能钢材在一定温度条件和外力作用下抵抗变形和断裂的能力称为机械性能，或称为力学性能。

常规机械性能主要包括强度、塑性、硬度和韧性等；高温机械性能还包括抗蠕变性能、特久强度和瞬时强度以及热疲劳性能等；低温机械性能还包括脆性转变温度等。

（一）强度和塑性强度有静强度和疲劳强度之分。

静强度是钢材在缓慢加载的静力作用下，抵抗变形和断裂的能力。

疲劳强度是钢材在交变载荷作用下，经过无数次循环交变载荷而不产生裂纹或断裂的能力。

钢轨焊接接头的静弯实验(TB/T 1632.1-2005)，是检查接头的静强度；而接头的疲劳强度试验(TB/T 1632.1-2005)是检查疲劳强度的指标。

常用钢材的性能参数及生产工艺

可锻性：指金属材料在压力加工时，能改变形状而不产生裂纹的性能。它包括在热态或冷态下能够进行锤锻，轧制，拉伸，挤压等加工。
可锻性的好坏主要与金属材料的化学成分有关。
铸造性能（可铸性）
铸造性能是指金属材料能否用铸造方法制成优良铸件的性能。
铸造性能主要决定于金属材料熔化后即金属液体的流动性，冷却时的收缩率和偏析倾向等。
• 半镇静钢：脱氧程度介于镇静钢与沸腾钢之间
钢铁材料的生产过程对比
不同的金属材料其铸造性差异很大。常用金属材料中，灰口铸铁具有优良铸造性能，铸钢的铸造性低于铸铁。铸造铝合金和铸造铜合金的铸造性也较好。
材料的工艺性能：加工性能
焊接性能（可焊性）
焊接性能是指钢材在通常的焊接方法与工艺条件下获得良好焊接接头的性能。可焊性好的钢材易于用一般焊接方法和工艺施焊，焊接时不易形成裂纹、气孔、夹渣等缺陷，焊接接头牢固可靠，焊缝及其附近受热影响区的性能不低于母材的力学性能。
• 电弧炉炼钢
钢的浇注：钢液凝固成钢锭或钢坯的过程。根据钢脱氧程度不同，可分为镇静钢和沸腾钢。
• 镇静钢：指脱氧充分的钢。镇静钢组织致密，性能较好，加工时需切除钢锭头部，使成材率下降
• 沸腾钢：指脱氧不充分的钢。沸腾钢钢锭内多气孔，组织疏松，性能比镇静钢差。但成材率高，轧制的板材表面质量好
生成气体作为废气排出，氧化物成为炉渣排出。最后加入脱氧剂脱氧，在适当的成分和温度下出钢。
炼钢方法：
平炉炼钢
主要原料是废钢和铁水，造渣剂（石灰、萤石），氧化剂（铁矿石），脱氧剂（铁合金）。炉气作为燃料（煤气、高炉焦炉的高炉煤气、重油天然气等）。熔化阶段为使炉料尽快熔化，需要消耗大量煤气提供热量。
• 钢铁: 是以Fe和C为主要组成元素，同时还含有Si、Mn、P、S等杂质元素的合金。

所有标准的无缝钢管种管化学成分和力学性能、日本JIS管材代号表及10#、20#、35#等钢材化学成分

JIS（Japanese Industrial Standard）标准是由日本工业标准调查会（Japanese Industrial Standard Committee 缩写JISC）制定的。

JIS标准各类钢铁产品标准由标准代号、字母类号、数字类号、序号、制定（或修订）年份组成见下表。

JIS标准中钢铁产品牌号字母代号见下表。

所有标准的无缝钢管种管化学成分和力学性能20号钢管化学成分|10号钢管化学成分|35号钢管化学成分|45号钢管化学成分|合金钢管化学成分表20号钢管化学成份：碳 C ：0.17～0.24"硅 Si：0.17～0.37锰 Mn：0.35～0.65硫 S ：≤0.035磷 P ：≤0.035铬 Cr：≤0.25镍 Ni：≤0.25铜 Cu：≤0.2510#钢管化学成份：碳 C ：0.07~0.14"硅 Si：0.17～0.37锰 Mn：0.35～0.65硫 S ：≤0.04磷 P ：≤0.35铬 Cr：≤0.15镍 Ni：≤0.25铜 Cu：≤0.2535#钢管化学成份：35#钢管:平均含碳量为0.32~0.40%,平均含硅量为0.17-0.37%,平均含锰量为0.50-0.80%,平均含硫量≤0.04%,平均含磷量≤0.25%,平均含铬量≤0.25%,平均含镍量≤0.25 ,含铜量≤0.25%左右.高压合金管化学成分标准牌号化学成分（％）C Si Mn P S Cr Mo Cu Ni V Al W Ti Nb NGB3087 10 0.07～0.130.17～0.370.38～0.65≤0.030≤0.0300.3～0.65/≤0.25≤0.30 / /20 0.17～0.230.17～0.370.38～0.65≤0.030≤0.0300.3～0.65/ ≤0.25≤0.30/ /GB5310 20G 0.17～0.240.17～0.370.35～0.65≤0.030≤0.030≤0.25 ≤0.15≤0.20≤0.25≤0.0820MnG0.17～0.24 0.17～0.37 0.70～1.00 ≤0.030 ≤0.030 ≤0.25 ≤0.15 ≤0.20 ≤0.25 ≤0.0825MnG0.18～0.24 0.17～0.37 0.80～1.10 ≤0.030 ≤0.030 ≤0.25 ≤0.15 ≤0.20 ≤0.25 ≤0.0815CrMo0.12～0.18 0.17～0.37 0.40～0.70 ≤0.030 ≤0.030 0.80～1.10 0.40～0.55 ≤0.20≤0.3012Cr2MoG0.08～0.15 ≤0.50 0.40～0.70 ≤0.030 ≤0.030 2.00～2.50 0.90～1.20 ≤0.20≤0.3012Cr1MoV0.08～0.150.17～0.37 0.40～0.70 ≤0.030 ≤0.030 0.90～1.20 0.25～0.35 ≤0.20≤0.30 0.15～0.3012Cr2MoWVTiB0.08～0.150.45～0.75 0.45～0.65 ≤0.030 ≤0.030 1.60～2.10 0.50～0.65 ≤0.20≤0.30 0.28～0.420.30～0.55 0.08～0.15B 0.002～0.00810Cr9Mo1VNb0.08～0.120.20～0.50 0.30～0.60 ≤0.020 ≤0.010 8.00～9.50 0.85～1.05 ≤0.20≤0.40 0.18～0.25 ≤0.0150.06～0.10 0.03～0.07ASME SA210 SA210A-1 0.13～0.19 ≥0.10.45～0.65 ≤0.030 ≤0.030SA210C0.18～0.24 ≥0.10.80～1.10 ≤0.030 ≤0.030ASME SA213SA213 T11 0.05～0.15 0.50～1.00.30～0.60 ≤0.030 ≤0.030 1.00～1.50 0.50～1.00SA213 T120.05～0.15 ≤0.500.30～0.61 ≤0.030 ≤0.030 0.80～1.25 0.44～0.65 SA213 T220.05～0.15 ≤0.500.30～0.60 ≤0.030 ≤0.010 1.90～2.60 0.87～1.13SA213 T230.04～0.10 ≤0.500.10～0.60 ≤0.030 ≤0.030 1.90～2.60 0.05～0.30≤0.030 1.45～1.75B 0.0005～0.006 0.02～0.08≤0.040SA213 T910.08～0.12 0.20～0.50 0.30～0.60 ≤0.020 ≤0.010 8.00～9.50 0.85～1.05≤0.40 0.18～0.25 ≤0.0150.06～0.100.03～0.07SA213 T920.07～0.13 ≤0.500.30～0.60 ≤0.020 ≤0.010 8.50～9.50 0.30～0.60≤0.40 0.15～0.25 ≤0.015 1.50～2.00 B 0.001～0.006 0.04～0.09 0.03～0.07DIN 17175ST45.8/Ⅲ ≤0.210.10～0.35 0.40～1.20 ≤0.040 ≤0.04015Mo30.12～0.20 0.10～0.35 0.40～0.80 ≤0.035 ≤0.0350.25～0.3513CrMo44 0.10～0.18 0.10～0.35 0.40～0.70 ≤0.035 ≤0.035 0.70～1.10 0.45～0.6510CrMo9100.08～≤0.50 0.30～≤≤2.00～0.90～≤0.30 ≤≤0.15 0.70 0.025 0.020 2.50 1.10 0.30 0.015。

钢铁材料的力学性能及名词解释

值大小来衡量
由于αK值的大小，不仅取决于材料本身，同时
还随试样尺寸、形状的改变及试验温度的不同而变化，因而αK值只是一个相对指标。目前国际上许多国家直接采用冲击吸收功AK作为冲击韧度的指标 AKU αKU = ——； F AKU
2
冲击吸收功
AKU或 AKV
αKV= ——；
五
疲劳
大小、方向反复变化的载荷）的作用，在不发生显著塑性变形的情况下而突然断裂的现象，称为疲劳金属材料在重复或交变应力作用下，经过周次
1
疲劳极限
σ-1
MPa
（N）的应力循环仍不发生断裂时所能承受的最大应力称为疲劳极限
金属材料在重复或交变应力作用下，经过周次（N）后断裂时所能承受的最大应力，叫作疲劳强 2
3
抗压强度
σbc
MPa
σbc＝—— Fo 式中 Pbc——试样所受最大集中载荷（N） Fo——试样原横截面积（mm 2）
试样剪断前，所承受的最大负荷下的受剪截面具有的平均应力 P 双剪:σr＝—— ； 2Fo 4
抗剪强度
r、σr
MPa
P 单剪:σr＝—— ； Fo 式中 P——剪切时的最大负荷（N） Fo——受剪部位的横截面积（mm 2）指外力是扭转力的强度极限 3Mb τb≈—— （适用于钢材） 4Wp
1
布氏硬度
HBS
/
验力，测表面压痕直径计算的硬度值。使用钢球测定硬度小于等于450HBS；使用硬质合金球测定硬度大于450HBW
2
洛氏硬度
HRA HRB HRC HRD HRE HRF HRG HRH HRK HV
用金刚石圆锥或钢球压头以初始试验力和总试验力作用下，压入试样表面，经规定的保持时间后，卸