机械设计常用金属材料的性能参数
机械零件的常用材料特性及应用
料
用 材
動
滑
求
易耐 要
:
性易
熱度
導硬
處性
磨
/
充 分
/
加
工
性
/
理 性
考考考選熱
耐慮慮用
/
○
磨韌成 性性本 時時時
○
(S45C)
○
(SCM440/SK2)
○
(SKS3/SKD11/SKH61)
2.铝合金：防 锈铝、硬铝 、 超硬铝、锻铝、 型材等。
特点： 防锈铝(抗蚀性、压力加工性与焊接性能好，
鍍Cr 高硬度,耐磨性,耐蝕性
鋼/
銅及合金
鍍Ni 耐蝕性,穩定性
鋼/
表面处理：
銅及合金
鍍Zn 防腐性,不脫落
銅
發藍 防蝕性
鋼
染黑 防蝕性
鋼
陽極處理 鋁
防蝕性,防氧化
2.选材原则——材料的经济性
从实际出发，全面考虑机械性能、 工艺性能、生产成本。
降低成本，就近取材； 考虑材料生产、供应情况； 选材少而集中，便于采购和管理
塑料 橡胶 合成纤维
一、金属材料
常用金 属材料
铸铁 ----含碳量>2% 钢 ----含碳量≤ 2%
铜合金
铁碳合金
1.钢：结构钢、工具钢、特殊钢(不锈钢、耐热钢、 耐酸钢等)、碳素结构钢、合金结构钢、铸钢等。
特点：与铸铁相比，钢具有高的强度、韧性和塑性。 可用热处理方法改善S45C)，其次是硅、锰、硼、钒类合
零件毛坯获取方法：辗压、铸造。
应用：应用范围广泛。
二、非金属材料
1. 橡胶 橡胶富于弹性，能吸收较多的冲击能量。 常用作联轴器或减震器的弹性元件、带传动的胶带等。 硬橡胶可用于制造用水润滑的轴承衬。
机械设计基础中的机械设计材料选用了解不同材料的性能和应用范围
机械设计基础中的机械设计材料选用了解不同材料的性能和应用范围机械设计中，材料的选择对于产品的性能和寿命至关重要。
不同的材料具有不同的性能和应用范围，了解这些差异对于制造高质量的机械产品至关重要。
本文将介绍几种常见的机械设计材料以及它们的性能和应用范围。
1. 金属材料金属是最常见的机械设计材料之一。
它们具有优异的机械性能、导热性和导电性。
常见的金属材料包括钢、铝、铜和合金等。
钢是一种强度高、耐磨、耐腐蚀的材料，适用于制造需要高强度和耐久性的零件，如轴、齿轮等。
铝具有轻质、良好的导热性和韧性，广泛应用于制造飞机、汽车和电子设备等。
铜具有优异的导电性和热传导性，在电子设备和导线制造中得到广泛应用。
2. 聚合物材料聚合物材料是一类轻质、耐用且易于加工的材料。
常见的聚合物材料包括聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等。
这些材料具有良好的绝缘性能，适用于电气和电子设备的制造。
此外，聚合物材料还具有抗化学腐蚀、减震和耐磨等特性，适用于制造密封件、管道和垫圈等。
3. 复合材料复合材料由两种或多种不同材料组合而成，结合了各种材料的优点。
常见的复合材料包括纤维增强复合材料和层合板。
纤维增强复合材料由纤维和基质组成，具有高强度、低重量和良好的抗腐蚀性。
它们广泛应用于航空航天、汽车和体育器材等领域。
层合板由多层材料叠加而成，具有高强度、刚性和耐久性，适用于制造梁、壁板和船舶等。
4. 硅材料硅材料具有良好的耐热性、绝缘性和半导体性能。
它们广泛应用于电子器件的制造，如集成电路和太阳能电池等。
硅材料还可以用于制造热传感器和光学器件。
总结起来，不同的机械设计材料具有不同的性能和应用范围。
金属材料适用于需要高强度和耐久性的零件制造；聚合物材料适用于电气和电子设备制造；复合材料结合了各种优点，具有高强度和轻质化的特点；硅材料广泛应用于电子器件制造。
在机械设计过程中，根据不同的需求选择合适的材料是确保产品性能和质量的重要环节。
常用材料弹性模量及泊松比
常用材料弹性模量及泊松比弹性模量和泊松比是描述材料的力学性质的两个重要参数。
弹性模量是衡量材料抵抗形变能力的指标，泊松比则描述了材料在受力情况下的体积变化情况。
本文将介绍常用材料的弹性模量和泊松比。
一、金属材料1.1 铁铁是一种常见的金属材料，广泛用于建筑、机械制造和电器等领域。
铁的弹性模量通常在170到200 GPa之间，泊松比约为0.28。
铁具有良好的可塑性和导热性能，适用于各种应力和环境条件。
1.2 铝铝是一种轻质金属，广泛应用于航空、汽车和包装等行业。
铝的弹性模量约为70 GPa，泊松比约为0.33。
相比于铁，铝具有更小的弹性模量和更大的泊松比，使其在某些情况下更加适用。
1.3 钛钛是一种高强度、低密度的金属材料，被广泛应用于航空航天和医疗领域。
钛的弹性模量约为105 GPa，泊松比约为0.34。
钛具有良好的耐腐蚀性和生物相容性，因此在高要求的应用中得到广泛应用。
二、非金属材料2.1 玻璃玻璃是一种无定型非晶体材料，用于建筑、器皿和光学等领域。
玻璃的弹性模量约为60至90 GPa之间，泊松比约为0.2至0.4。
玻璃的弹性模量较低，因此具有较大的变形能力。
2.2 混凝土混凝土是一种常见的建筑材料，具有较高的强度和耐久性。
混凝土的弹性模量约为30至50 GPa之间，泊松比约为0.15至0.25。
与金属相比，混凝土的弹性模量较低，但泊松比较小。
2.3 塑料塑料是一类广泛使用的材料，具有良好的可塑性和耐腐蚀性。
不同种类的塑料具有不同的弹性模量和泊松比。
一般来说，塑料的弹性模量在1至4 GPa之间，泊松比在0.3至0.5之间。
三、其他材料3.1 橡胶橡胶是一种高弹性的材料，广泛应用于密封和减震等领域。
橡胶的弹性模量通常在0.01至1 GPa之间，泊松比约为0.45至0.5。
橡胶具有较小的弹性模量和较大的泊松比，使其能够有效地吸收和缓冲应力。
3.2 骨骼组织人体骨骼组织是一种复杂的生物材料，具有优异的力学性能。
钢材机械性能 标准
钢材机械性能标准
钢材作为一种常用的金属材料，在工程领域中有着广泛的应用。
而钢材的机械性能则是评价其质量优劣的重要指标之一。
钢材的机械性能标准是指钢材在受力作用下所表现出来的力学性能，包括强度、韧性、硬度、塑性等指标。
本文将对钢材机械性能标准进行详细介绍，以便读者更好地了解和应用钢材材料。
首先，钢材的强度是指材料在受力作用下所能承受的最大应力。
强度是衡量钢材抗压、抗拉、抗弯等性能的重要参数。
一般来说，钢材的强度越高，其承载能力就越大，因此在工程设计中需要根据实际情况选择合适的强度等级的钢材。
其次，钢材的韧性是指材料在受到冲击或挤压作用时能够吸收能量并发生形变的能力。
韧性是衡量材料抗冲击能力的重要指标，对于一些需要承受冲击载荷的工程结构来说，韧性是至关重要的。
此外，钢材的硬度是指材料抵抗划伤、切削等表面破坏的能力。
硬度高的钢材具有较好的耐磨性和耐切削性，适用于一些对材料表面要求较高的工程领域。
最后，钢材的塑性是指材料在受力作用下能够发生形变而不破坏的能力。
塑性好的钢材能够在受到外力作用后发生塑性变形，适用于一些对材料变形要求较高的工程结构。
综上所述，钢材的机械性能标准是评价钢材质量优劣的重要依据，其中强度、韧性、硬度和塑性是其主要指标。
在选择和应用钢材材料时，需要根据工程实际情况合理选择合适的机械性能标准，以确保工程结构的安全可靠性。
希望本文对读者对钢材机械性能标准有所帮助，谢谢阅读！。
机械设计常用材料
机械设计常用材料1、45——优质碳素结构钢，是最常用中碳调质钢。
主要特征: 最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，淬透性低，水淬时易生裂纹。
小型件宜采用调质处理，大型件宜采用正火处理。
应用举例: 主要用于制造强度高的运动件，如透平机叶轮、压缩机活塞。
轴、齿轮、齿条、蜗杆等。
焊接件注意焊前预热，焊后消除应力退火。
2、Q235A（A3钢）——最常用的碳素结构钢。
主要特征: 具有高的塑性、韧性和焊接性能、冷冲压性能，以及一定的强度、好的冷弯性能。
应用举例: 广泛用于一般要求的零件和焊接结构。
如受力不大的拉杆、连杆、销、轴、螺钉、螺母、套圈、支架、机座、建筑结构、桥梁等。
3、40Cr——使用最广泛的钢种之一，属合金结构钢。
主要特征: 经调质处理后，具有良好的综合力学性能、低温冲击韧度及低的缺口敏感性，淬透性良好，油冷时可得到较高的疲劳强度，水冷时复杂形状的零件易产生裂纹，冷弯塑性中等，回火或调质后切削加工性好，但焊接性不好，易产生裂纹，焊前应预热到100～150℃，一般在调质状态下使用，还可以进行碳氮共渗和高频表面淬火处理。
40CR属于低淬透性合金调质钢，一般调质使用，比45#钢要好点，做要求不是很严的轴类件，也可以热处理后表面处理做齿轮，一般做轴退火后800度保温5小时淬火，用油淬，然后520度保温80分钟用水或者油快冷回火应用举例:调质处理后用于制造中速、中载的零件，如机床齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶针套等，调质并高频表面淬火后用于制造表面高硬度、耐磨的零件，如齿轮、轴、主轴、曲轴、心轴、套筒、销子、连杆、螺钉螺母、进气阀等，经淬火及中温回火后用于制造重载、中速冲击的零件，如油泵转子、滑块、齿轮、主轴、套环等，经淬火及低温回火后用于制造重载、低冲击、耐磨的零件，如蜗杆、主轴、轴、套环等，碳氮共渗处即后制造尺寸较大、低温冲击韧度较高的传动零件，如轴、齿轮等。
4、HT150——灰铸铁应用举例:齿轮箱体，机床床身，箱体，液压缸，泵体，阀体，飞轮，气缸盖，带轮，轴承盖等5、35——各种标准件、紧固件的常用材料主要特征: 强度适当，塑性较好，冷塑性高，焊接性尚可。
机械设计常用金属材料的性能参数
机械设计常用金属材料的性能参数机械设计中常用的金属材料有很多种，每种材料都有其独特的性能参数。
在机械设计中，通常需要考虑材料的力学性能、物理性能和化学性能等方面的参数。
下面将介绍几种常用的金属材料及其主要性能参数。
1.钢材料钢是一种常用的金属材料，具有良好的强度和韧性。
其常用的性能参数包括：拉伸强度、屈服强度、延伸率、冲击韧性等。
拉伸强度是指材料在受拉状态下的抗拉能力，屈服强度是指材料开始产生塑性变形的抗拉能力，延伸率是指材料在断裂前能够承受的塑性变形程度，冲击韧性是指材料抵抗外界冲击作用的能力。
2.铝材料铝是一种轻质金属材料，具有良好的导热性和导电性。
其常用的性能参数包括：强度、硬度、热膨胀系数、导热系数等。
强度是指材料抵抗外力作用的能力，硬度是指材料抵抗划痕或变形的能力，热膨胀系数是指材料在温度变化过程中长度变化的比例，导热系数是指材料传导热量的能力。
3.铜材料铜是一种良好的导电和导热材料，具有良好的塑性和韧性。
其常用的性能参数包括：电导率、热导率、硬度、拉伸强度等。
电导率是指材料传导电流的能力，热导率是指材料传导热量的能力，硬度是指材料抵抗划痕或变形的能力，拉伸强度是指材料在受拉状态下的抗拉能力。
4.不锈钢材料不锈钢是一种具有良好耐腐蚀性和高温抗氧化性的金属材料。
其常用的性能参数包括：耐蚀性、热膨胀系数、热导率、硬度等。
不锈钢的耐蚀性是指材料抵抗腐蚀介质的能力，热膨胀系数是指材料在温度变化过程中长度变化的比例，热导率是指材料传导热量的能力，硬度是指材料抵抗划痕或变形的能力。
5.镁合金材料镁合金是一种轻质高强度的金属材料，具有良好的机械性能和可塑性。
其常用的性能参数包括：密度、强度、塑性、耐腐蚀性等。
密度是指单位体积的质量，强度是指材料抵抗外力作用的能力，塑性是指材料变形能够持续到断裂前的能力，耐腐蚀性是指材料抵抗腐蚀介质的能力。
以上是机械设计中常用金属材料的一些主要性能参数。
在实际应用中，工程师需要根据具体的设计要求和工作环境，综合考虑材料的各项性能参数，选择最适合的材料来满足设计需求。
金属材料的机械性能-精品ppt课件.ppt
第二章 金属材料基础
机械(力学)性能: 在机械载荷（外力）作用下表现出来的特性。
主要指标有: 强度、塑性、硬度、冲击韧性(度)、 疲劳强度
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在 日 常 生 活 中，随 处都可 以看到 浪费粮 食的现 象。也 许你并 未意识 到自己 在浪费 ，也许 你认为 浪费这 一点点 算不了 什么
第二章 金属材料基础
0-0： 未加试验力时，压头与试件表面未接触 1-1： 加初试验力10kg时，压头从a压入至b 2-2： 加总试验力时，压头压入至c 3-3： 卸除主试验力，压头回复至d 保持规定时间： 测量残余压痕深度增量bd; 计算洛氏硬度值:
HRK bd 0.002
式中：K=100；金刚石压头。 K=130；淬火钢球压头。
100kg • HRC：1200金刚石圆锥体，总试验力
150kg ——应用最广
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特点： 优点 ：测试简便、迅速、因压痕小、不损伤零 件，适合成品检验。 缺点 测得的硬度值重复性较差，需在不同的 部位测量数次。 适用范围：用于测定硬质材质（20－70 HRC）
即表示该材料可能经受无 数次应力循环而仍不发生 疲劳断裂，这个应力叫做 疲劳强度极限。。
用应力循环基数表示：
钢为107
非铁合金为108
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非标机械设计常用金属及非金属材料汇总
7.亚克力板和PC板： 亚克力板化学名称叫聚甲基丙烯酸甲酯。重要的光学塑料，良好的综合性能和光学性能，透明性可与光学玻璃媲美，几 乎不可吸收可见光的全波段光，透光率>91%，光泽性好，轻而强韧，成型加工性好，耐化学和耐候性好，可作光学透镜 及工业透镜。 PC板耐冲击韧度(热塑性塑料之首)，很高的耐热性，耐寒性也很好，抗弯，抗拉强度与尼龙相当，较高的延伸率和弹性 模量，尺寸稳定性好，耐磨性与尼龙相当，耐腐蚀，透明度高，但易产生开裂。常用于制作齿轮，轴承，无色透明PC可 用于制造飞机，车挡风玻璃。尤其来说，聚优新生产的耐力板、阳光板、PC板、PC阳光板、PC耐力板符合国家板材的相 关标准。 亚克力板和PC板的区别： 1耐热，耐温，耐候：亚克力板达到70度就容易软化，而PC是120度，所以PC更耐温耐热，工作温度应用更广 2耐冲击，耐砸，耐强度指标：同等厚度，PC耐冲击强度是亚克力板的30-50倍，6毫米开始PC厚板材就是防弹材料，3毫 米PC板普通成年人用榔头也砸不碎。 3耐燃，耐火：PC是阻燃材料，属于B级阻燃(国际上是UL94-V2等级)，自熄塑料之一， 不容易燃烧，而亚克力板就不阻燃。 4环保：PC属于环保塑料，而亚克力板有些物性达不到，所以国外有些领域已经淘汰亚 克力板应用，国内也会慢慢普及，虽说我国是亚克力板大国，但生产出来的高附加值亚 克力板板材很少，都依赖进口。
2.尼龙 聚酰胺俗称尼龙（Nylon），英文名称Polyamide（简称PA） PA具有良好的综合性能，包括力学性能、耐性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性，且摩擦系数低，有一定的阻燃 性，易于加工 PA的品种繁多，有PA6、PA66、PAll、PA12、PA46、PA610、PA612、PA1010等 颜色：尼龙颜色分白色、黑色、蓝色、绿色、米黄色等等都有
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常用数据:
金属材料熔点、热导率及比热容
常用法定计量单位及换算关系
碳素结构钢（GB700—88）
优质碳素结构钢（GB699—88）
弹簧钢（GB122—84）
合金结构钢（GB3077—82）、不锈钢棒（GB1220—84）
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≤75mm 和≤180mm钢棒。
一般工程用铸造碳钢（GB5676-85）
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30~200mm的球软件。
灰铸铁（GB 9439—88）
注：灰铸铁的硬度，系由经验关系式计算，即，当σb ≥196Mpa
时，HB=RH(100+0.438σb )。
RH 一般取o.80~1.20
冷轧钢板和钢带（GB708-88） 注：钢板宽度系列为600,650,700,710,750~1000（50进位），1250,1400，1420，1500~3000（100进位），3200~380（200进位。
）
注：1.本标准适用于直径为5.5~250mm 的热轧圆钢和边长为5.5~200mm 的热轧方钢。
2.各种直径优质钢的长度为2~6m;普通钢的长度当直径或边长小于25mm 时为4~10m.
3.表中带*者不推荐使用。
注：1. 角钢长度为：角钢号2~9，长度量10~14，长度4~19m 。
2．d r 3
11=
热轧槽钢（GB707-88）
W x , W y ——截面系数 标记示例： 热轧槽钢
88
70023588
707970180-----⨯⨯GB A Q GB
（碳素结构钢Q235-A ，尺寸为180×70×9mm ）
11
注：槽钢长度：槽钢号8，长度5~12m; 槽钢号10~18，长度5~19m ；槽钢号20~32，长度6~19m 。
热轧工字钢（GB706-88）
W x , W y ——截面系数 标记示例： 热轧工字钢
88
70023588
706125144400-----⨯⨯GB A Q GB
（碳素结构钢Q235-A ，尺寸为144×12.5×88mm ）
注：工字钢长度：工字钢号10~18,长度为5~19m;工字钢20~40，长度为6~19m。
12。