化工机械钢材力学性能手册Word格式文档下载.docx

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δ5

δ10

伸长率

延伸率

/%

ψ

断面收缩率

αkU

或

αkv

冲击韧性值

/（J/cm2）

AkU

Akv

冲击功

/J

HBS

布氏硬度

（一般不标注）

HRC

洛氏硬度

C级

____

用于测量金属材料硬度HBS=230-700

HRB

B级

用于测量金属材料硬度HBS＞700

HRA

A级

用于测量金属材料硬度HBS=60-230

HRN

HRT

表面洛氏硬度

只适用于钢材表面渗氮渗碳等表面层的硬度。

的压头是顶角为1200的金刚石锥体。

HRT的压头为直径为1.5875mm的淬硬钢球。

HV

维氏硬度

适用于测量很薄（0.3-0.5mm）的金属材料，金属镀层，或者化学处理后的表面层硬度（如镀铬，渗碳层）

HS

肖氏硬度

——

适于测量表面光滑的精密量具或者不容搬动大型机件的表面硬度。

常用搅拌轴材料性能表（摘自化工设备设计手册P894页）

材料

轴的加工状态

σ0.2/MPa

σb//MPa

E/MPa

G/MPa

Q235A

35

45

热轧或锻后空冷

正火

225①

265

295

400

510

590

2.1x106

8.1x104

0Cr17Ni12Mo2

（316L）

205

520

1.93x106

0Cr18Ni9

（304）

1Cr13

345

540

2.06x106

7.938x104

2Cr13

440

635

3Cr13

调质

635①

835

40Cr

540①

735

钛（TA5）

退火

585

685

1.03x106

NSⅢ（Incoloy800）

冷轧

515

1.97x106

注：

一、①此值为σs。

二、表中屈服强度，抗拉强度为常温下的值，计算时应该按实际使用温度下的强度值选择。

三、对特殊条件下、高温工作的搅拌轴可以考虑选择合金高温强度钢。

！

材料性能见《化工设备设计手册》P60页。

合金结构钢的化学成分力学性能和使用场所（择自化工设备设计手册P51）

（GB/T3077-1999）

钢号

热处理

力学性能

供应状态

硬度

≤

特性和用途

Akv2/J

淬火

℃

回火

≥

20Mn2

850

200

785

10

40

47

187

截面小，相当于20Cr，可做渗碳小齿轮，活塞销，渗碳后淬火56-62HRC。

30Mn2

840

500

12

75

63

207

用做冷墩螺栓，截面较大调质零件。

35Mn2

55

做载重汽车的各种重要螺栓，及小轴，表淬HRC40-50。

40Mn2

885

217

直径在50mm下可代替40Cr做重要螺栓。

调质状态下使用。

45Mn2

550

强度和耐磨性较高，在淬透性高，调质后有较好的综合力学性能，50mm下可代替40Cr，表淬HRC45-55。

50Mn2

820

930

9

39

225

用做汽车花键轴，重型机械的内齿轮，齿轮轴等高应力和磨损条件下的零件，80mm可代替45Cr。

20MnV

880

相当于20CrNi的渗碳钢，用于高压容器，冷冲压件，矿用链环等。

27SiMn

920

450

980

属底淬透性调质钢，调质后用于要求高韧性和耐磨性的热冲压件，也可正火和热轧后用于拖拉机履带等。

35SiMn

900

570

15

229

42SiMn

用于截面较大的，需要表面淬火齿轮，轴等。

20SiMn2-MoV

1380

269

淬火，低温回火后，强度高韧性好，用于石油机械中吊环吊卡等。

可代替调质下35CrMo，35CrNi3MoA。

25SiMn2-MoV

20

1470

37SiMn2-MoV

870

650

50

★有较高淬透性，860-900℃淬火，650-680℃回火的综合力学性能最好，有较高的高温强度，用来制造大截面承受重载的轴，转子，齿轮和高压容器，表淬硬度HRC50-55。

40B

淬透性稍高于40钢，可带头40Cr，做要求不高的小尺寸零件。

45B

淬透性及强度稍高于45钢，可做截面较大的，要求高的零件，可带代替40Cr做小尺寸零件。

50B

600

调质后综合力学性能优于50钢，可代替50，50Mn，50Mn2制作强度高截面小的零件。

40MnB

985

性能接近40Cr，常用于汽车，拖拉机等中小截面零件，可代替40Cr做较大截面零件，如卷扬机轴等。

45MnB

1030

用于代替40Cr，45Cr，45Mn2制作较耐磨的中小截面零件和高频淬火零件，如机床齿轮，轴，花键轴等。

20MnMoB

1085

用于代替20CrMnTi和12CrNi3A制造心部强度要求高的中等负荷的汽车齿轮，及负荷大的机床齿轮等。

15MnVB

860

用于低温淬火制造重要螺栓，汽车上的连杆螺栓，代替40Cr调质后做中等负荷的小尺寸齿轮，小轴等。

20MnVB

1080

用于代替20CrMnTi，20CrNi，20Cr制造模数较大负荷较大中小齿轮渗碳件如汽车和重型机床的齿轮。

40MnVB

★调质后有良好综合力学性能，优于40Cr，

代替40Cr，40CrMo，40CrNi制造汽车，机床上重要调质件，如齿轮，轴等。

20MnTiB

1130

用于代替20CrMnTi制造较高级的渗碳件，如汽车上截面较小中等负荷的齿轮。

25MnTiBRE

有较高的弯曲强度，接触疲劳强度，广泛用于中等负荷的拖拉机齿轮，性能优于20CrMnTi。

15Cr

490

11

179

用于制造截面尺寸小于30mm形状简单，心部强度和韧性要求较高，表面受磨损的渗碳和氰化件，如齿轮凸轮，活塞销。

渗碳淬火后表面HRC56-62。

15CrA

180

20Cr

30Cr

用于磨损和冲击负荷下工作的重要零件，如轴，滚子，齿轮及重要螺栓等。

35Cr

★调质后有良好的综合力学性能，是应用广泛的调质钢，用于轴类零件，如曲轴，曲柄，汽车转向节，连杆螺栓齿轮等。

表淬硬度HRC48-55。

截面小于50mm时油淬有较高的疲劳强度。

在一定条件下，可用40MnB，45MnB，35SiMn，42SiMn代替。

45Cr

用做拖拉机离合器，连杆，齿轮，柴油机连杆，推杆，螺栓等。

50Cr

830

★用于支撑辊心轴，强度和耐磨性要求高的轴，齿轮，油膜轴承的轴套。

在油淬和回火后可获得很高的强度。

38CrSi

255

比40Cr的淬透性好，低温冲击韧性高，一般用于制造截面30-40mm，强度和耐磨性要求较高的汽车齿轮，轴汽阀等。

以下为热强钢

12CrMo

410

24

60

110

用于蒸汽温度达510℃的主汽管，管壁温度≤540℃的蛇形管，导管等。

15CrMo

22

94

20CrMo

78

197

★强度和韧性较高，在500℃以下有足够的高温强度，焊接性能好，用于轴，活塞杆等。

30CrMo

★调质后有很好的综合力学性能，高温

（≤550℃）亦有较高的强度，用于制造截面较大零件，如主轴，高负荷螺栓等，500℃以上受高压法兰，螺栓，尤其适用于400℃下工作的管道，螺栓。

30CrMoA

71

35CrMo

★强度，韧性，淬透性高，用做大截面齿轮，重型传动轴，齿轮，汽轮发电机主轴，锅炉上400℃下螺栓，500℃下螺母，可代替40CrNi，表淬硬度HRC40-45。

42CrMo

560

★淬透性比35CrMo高，调质后有较高的疲劳极限，有多次抗冲击能力，低温冲击韧性好，用于调质断面更大的锻件，如机车牵引用的大齿轮，后轴，连杆，万向联轴节，表淬HRC54-60。

12CrMoV

970

750

221

用于蒸汽管道温度达550℃热力管道，汽轮机隔板，＜570℃的过热蒸汽管。

35CrMoV

630

241

★用做承受高应力的零件，如500℃下长期工作的汽轮机转子叶轮，高级蜗轮鼓风机，压缩机转子，联轴器和动力零件。

12Cr1MoV

245

同12CrMoV，但抗氧化性和热强度比12CrMoV好。

25Cr2MoVA

640

14

用于汽轮机整体转子套筒，主汽阀，蒸汽温度530-550℃螺母及530℃螺栓，氮化零件阀杆，齿轮等。

25Cr2Mo1VA

1040

700

16

用于蒸汽温度565℃汽轮机前汽缸，螺栓，阀杆。

38Cr2MoAl

940

★为高级氮化钢，用于高耐磨性，高疲劳强度和较高强度，处理后尺寸精度高氮化零件，如阀门，汽缸套，橡塑挤压机，渗氮后，硬度达1000-1200HV。

40CrV

★用做重要零件，如曲轴，齿轮，受强力的双头螺栓，连杆，高压锅炉给水泵主轴。

50CrVA

1280

★用于蒸汽温度＜400℃的重要零件及负荷大，疲劳强度高的大型弹簧。

15CrMn

用做齿轮，蜗轮，塑料模具，汽轮机密封缸套。

20CrMn

用做无级变速器，摩擦轮，齿轮。

性能相当于20CrNi，热处理后性能比20Cr好。

40CrMn

对于截面不太大的零件，可代替40CrMo用做在高转速与高弯曲负荷下工作的齿轮，轴，水泵转子，高压容器螺栓。

20CrMnSi

480

是强度和韧性较高的底碳合金钢，用于制造强度较高的焊接件，和要求韧性的拉力件，矿山用链条，适于冷拉，冲压。

25CrMnSi

用于制造重要的焊接件和冲压件。

30CrMnSi

淬火，回火后有很高的强度和韧性，淬透性好，用于在震动负荷下工作的焊接结构和铆焊结构，如高压鼓风机叶片，高速高负荷的砂轮轴，齿轮，链轮，离合器，以及温度不高而要求耐磨的零件。

30CrMnSiA

35CrMnSiA

950

230

1620

41

31

★强度比30CrMnSiA提高许多，而韧性下降不明显，其他特性与30CrMnSiA相同，用于制造重负荷，中等转速的高强度零件，如高压鼓风机叶轮，飞机上的高强度零件。

20CrMnMo

1180

★为高级渗碳钢，渗碳淬火后有较高的抗弯强度和耐磨性，有良好的低温冲击韧性，用于制造表面硬度高，耐磨性好的渗碳件，如齿轮，凸轮轴，连杆，活塞销等，渗碳淬后表硬HRC56-62。

40CrMnMo

★为高级调质钢，调质后有较高的综合力学性能，淬透性好，较高的回火稳定性，适宜制造截面较大重负荷齿轮，齿轮轴，轴类零件。

可代替4040CrNiMo

20CrMnTi

★用做渗碳零件，渗碳淬火后有良好的耐磨性和抗弯强度，有较高的低温冲击韧性，切削加工性能良好，广泛用于汽车，拖拉机工业的截面在30mm的重载，冲击和摩擦的齿轮，轴。

30CrMnTi

★主要用于渗碳钢，强度和淬透性高，冲击韧性略底，用于截面在60mm，心部强度要求特别高的高速高负荷工作的重要渗碳零件，如汽车，拖拉机上的主动圆锥齿轮，蜗杆，齿轮轴等。

20CrNi

460

用于在高负荷工作的重要渗碳件，如齿轮，轴，键，活塞销，花键轴。

也可用于高冲击韧性的调质小轴。

40CrNi

调质后有较好综合力学性能，低温冲击韧性好，用于制造强度要求高韧性高的零件，如轴，齿轮，链条。

45CrNi

530

≤255

性能基本与40CrNi同，但具有更高的强度和淬透性，可用来制造截面更大齿轮和轴类零件。

50CrNi

8

12CrNi2

淬火和低温回火后有较好的塑性和韧性，适用于要求心部韧性高，强度不太高，受力复杂中小渗碳件，如齿轮，轴。

12CrNi3

淬火和低温回火，或高温回火后都有良好的综合力学性能，有较高的淬透性，可用于截面稍大的零件，强度高，韧性好表面硬度高的齿轮，凸轮轴万向联轴器十字销。

20CrNi3

调质后有好的综合力学性能，低温冲击韧性好，多用于制造高负荷下工作的齿轮，轴蜗杆。

30CrNi3

性能基本同上，淬透性好用于截面尺寸较大的零件，如曲轴，齿轮，轴连杆等。

37CrNi3

★用于大截面，高负荷，受冲击的重要零件，如汽轮机叶轮，转子轴等。

12Cr2Ni4

★用于大截面，高负荷，受交变应力下工作的重要零件，如齿轮，蜗杆，蜗轮，万向接头等。

20Cr2Ni4

★性能与12Cr2Ni4近，但强度，韧性，淬透性更高，用于制造承受高负荷的渗碳件，如传动齿轮，轴，万向节。

20CrNiMo

淬透性与20CrNi同，用于制造汽车拖拉机传动系统中的齿轮，矿山牙轮钻头中的牙轮体，牙爪。

40CrNiMoA

★为优质调质钢，有好的综合力学性能，低温冲击韧性高，淬火和低温回火或高温回火后都有较高的疲劳强度和底的缺口敏感性，中等淬透性，用于受冲击负荷的，如锻造机的偏心传动轴，锻压机的曲轴等。

18CrNiMnMoA

45CrNiMoVA

1330

7

★★强度高，淬透性较高，主要用于制造振动负荷下工作减震器，重型汽车等承受高负荷的零件，飞机发动机曲轴，起落架，中小型火箭壳体等高强度零件，扭力离合器轴，淬火或低温回火后也可做调质件用。

18Cr2Ni4WA

★为渗碳钢，用于大截面，高强度而又需要良好韧性和缺口敏感性的重要渗碳件，如大齿轮，传动轴，曲轴，也做调质钢零件。

25Cr2Ni4WA

★为调质钢，有优良的低温冲击韧性和淬透性，用于做大截面，高负荷的调质件，如汽轮机主轴，叶轮等。

合金结构钢的高温力学性能/MPa

见《化工设备设计手册》P60页。

材料状态

高温短时力学性能

920℃正火，

680-690℃回火

空冷（φ273x26管）

20℃

445

280

200℃

250

300℃

500℃

395

235

600℃

305

220

480℃

215

145

70

540℃

510℃

155

120

900-920℃正火

630-650℃回火

350℃

400℃

495

240

钢管

计算用

σ0.2）

250℃

195

450℃

190

475℃

185

150

525℃

115

860-870℃淬火油冷690-700℃回火

565

435

320℃

535

425

420℃

420

520℃

365

570℃

350

—

285

470℃

135

130

390

375

165

880℃油淬

600℃回火

825

725

800

845

690

745

610

580

425℃

140