钢材安全系数与许用应力
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安全系数与许用应力
由于各种原因使结构丧失其正常工作能力的现象，称为失效。工程材料失效的两种形式为：
（1）塑性屈服，指材料失效时产生明显的塑性变形，并伴有屈服现象。如低碳钢、铝合金等塑性材料。
（2）脆性断裂，材料失效时几乎不产生塑性变形而突然断裂。如铸铁、混凝土等脆断材料。
许用应力：保证构件安全可靠工作所容许的最大应力值。
对于塑性材料，进入塑性屈服时的应力取屈服极限，对于某些无明显屈服平台的合金材料取，则危险应力或；对于脆性材料：断裂时的应力是强度极限，则。
构件许用应力用表示，则工程上一般取
塑性材料：；
脆性材料：
分别为塑性材料和脆性材料的安全系数。
表1 常用金属材料拉伸和压缩时的机械性质（常温、静载）
材料名称
牌号
屈服点s σ
2
(kgf /cm ) 抗拉强度b σ
2
(kgf /cm ) 抗压强度c σ
2
(kgf /cm )
伸长率s ε
%
用途
普通碳素钢 (GB700-65)
A3
240 （2400）
380～470
(3800～4700)
25～27 金属结构构
件，普通零
件
A5
280 （2800）
500～620
(5000～6200)
19～21 同上
优质碳素钢
45
360
(3600)
610
(6100)
16
强度要求
较高的零
件， 齿轮、轴等 50
390
(3900)
660
(6600)
13
齿轮、连杆、轮缘 扁弹簧、轧辊等 普通低合金钢
16Mn
280～350
(2800～3500) 480～520
(4800～5200)
19～21
建筑结构、起重
设备、容器、
造船、矿山机械 15MnV
340～420
(3400～4200) 500～560
(5000～5600)
17～19
中高压容器、
车辆、 桥梁、 起重机
材料名称
牌号
屈服点s σ
抗拉强度b σ 抗压强度c σ 伸长率s ε
用途
2
(kgf/cm)2
(kgf/cm)2
(kgf/cm)
%
合金结构钢
40Cr
（调质）
550～800
(5500～8000)
750～1000
(7500～
10000)
9～15
齿轮、轴、
曲轴、连杆
等
40MnB
（调质）
500～800
(5000～8000)
750～1000
(7500～
10000)
10～12
可代替
40Cr钢
球墨铸铁
300～420
(3000～4200)
400～600
(4000～6000)
1.5～10
轧辊、曲轴、
凸轮轴、齿
轮、
活塞、阀门、
底座
灰口铸铁
100～280
(1000～2800)
650
(6500)
轴承盖、基
座、
泵体、壳体HT20-40
160～320
(1600～3200)
750
(7500)
同上
铝合金
110～240
(1100～2400)
210～420
(2100～4200)
18
航空结构
件、
铆钉等LD9
280
(2800)
420
(4200)
13
内燃机活塞
等
铜合金
(软)
300
（3000）
450
(4500)
20～40船舶零件QA19-4
（软）
200
(2000)
500～600
(5000～6000)
40
齿轮、轴套
等
表2 常用非金属材料拉伸和压缩时的机械性质（常温、静载）
材料名称抗拉强度
b
σ
2
(kgf/cm)
抗压强度
c
σ
2
(kgf/cm)
伸长率
s
%
用途
酚醛层压板(HG2-212-65)
85～100
（850～1000）
垂直于板层：230～250
（2300～2500）
平行于板层：130～150
(1300～1500)
结构材料和各
种机械零件
有机玻璃
>55
(>550)
130
(1300)
聚三氟氯乙烯
30
≥
(300
≥)
20
≥
耐腐蚀高压密
封件、泵和管道
零件
聚四氟乙烯
14～24
(140～240)150～350
耐腐蚀、耐高温
的密封元件、管
道、衬里、容
器、轴承等
尼龙
55～70
(550～700)
46～90
(460～900)
10～200
红松（顺纹）
98
(980)
33 (330)
杉木（顺纹）
77～97
（770～970）
36～41 （360～410）
混凝土
0.3～1
（3～10）
2.5～80
（25～800）
(完)