机械设计常用材料使用表2020.8.6
主要设备材料一览表
主要设备材料一览表在各个行业中，设备材料的选择对于产品的质量和生产效率有着至关重要的作用。
以下是一些常见主要设备及其所采用的材料一览表：1. 离心机离心机是一种常见的分离设备，它主要由转子、离心筒、电机和控制系统等组成。
离心机所采用的材料需要具有较好的强度、耐腐蚀性和耐磨性等性能。
常用材料：•转子：不锈钢304、316L•离心筒：不锈钢304、316L、钛合金、陶瓷材料•电机：铝合金、铜线•控制系统：塑料、金属材料2. 真空泵真空泵是一种用于吸气、压缩、移动、稀释或压缩气体的机械设备。
它的材料需要具有高强度、低膨胀系数、低导热系数等性能。
常用材料：•泵体：铸铁、不锈钢304、316L、铜合金•叶轮：铸铁、不锈钢304、316L、钛合金•密封件：橡胶、聚四氟乙烯等高分子材料•连接件：不锈钢304、316L3. 反应釜反应釜是一种用于物质混合、反应、溶解、结晶和合成等实验或生产过程中的设备。
它所采用的材料需要具有优异的耐腐蚀性、抗压性和抗磨性能。
常用材料：•釜体：不锈钢304、316L、钛合金、镍合金•加热材料：镁合金、钨丝•搅拌器：PTFE、碳钢、不锈钢304、316L•聚合物材料：聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚苯乙烯等4. 压缩机压缩机是一种将气体压缩为高温高压气体的设备。
它的材料需要具有较高的强度、刚性和耐高温性能。
常用材料：•压缩机机身：铸铁、不锈钢304、316L、镍合金•活塞材料：铸铁、不锈钢304、316L、钛合金•齿轮材料：黄铜、铜合金、不锈钢304、316L•冷却系统：铜管、不锈钢3045. 搅拌设备搅拌设备是一种用于混合、搅拌、溶解等操作的重要设备。
它的材料需要具有优良的强度、耐磨性和耐腐蚀性等性能。
常用材料：•搅拌器：碳钢、不锈钢304、316L、聚四氟乙烯、陶瓷材料•传动系统：铝合金、铜合金、不锈钢304•操作面板：铝板、塑料、玻璃以上是常见的一些主要设备及其所采用的材料一览表。
在实际的生产中，不同的设备，其材料需要根据使用环境、产品特性以及安全标准等因素进行选用。
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。
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。
冷态下可局部镦粗和拉丝。
淬透性低，正火或调质后使用应用举例:适于制造小截面零件，可承受较大载荷的零件：如曲轴、杠杆、连杆、钩环等，各种标准件、紧固件6、65Mn——常用的弹簧钢应用举例:小尺寸各种扁、圆弹簧、座垫弹簧、弹簧发条，也可制做弹簧环、气门簧、离合器簧片、刹车弹簧、冷卷螺旋弹簧，卡簧等。
机械零件的常用材料及应用
3.铜合金 3.铜合金 种类 青铜 -含锡青铜、不含锡青铜 含锡青铜、 铜锌合金，并含有少量的锰 黄铜 -铜锌合金，并含有少量的锰、铝、镍 轴承合金（巴氏合金） 轴承合金（巴氏合金）
特点：具有良好的塑性和液态流动性。 特点：具有良好的塑性和液态流动性。青铜合金还具 有良好的减摩性和抗腐蚀性。 有良好的减摩性和抗腐蚀性。 零件毛坯获取方法：辗压、铸造。 零件毛坯获取方法：辗压、铸造。 应用：应用范围广泛。 应用：应用范围广泛。 二、非金属材料 橡胶富于弹性，能吸收较多的冲击能量。 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 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。 硬橡胶可用于制造用水润滑的轴承衬。
最小间隙: 最小间隙: 最大间隙: 最大间隙:
Xmin = 孔min-轴max Xmax = 孔max-轴min
最小过盈： 最小过盈： Ymin = 孔max-轴min 最大过盈: 最大过盈: Ymax = 孔min-轴max
景德镇陶瓷学院专用
国防科大潘存云教授研制
Xmax
间隙 配合
Xmin
孔公差带
国防科大潘存云教授研制
ES-EI ES-
EI
φL Lmin 孔
es-ei es-
ES
Lmin 孔 轴
ei
es
Lmax 轴 轴
Lmax
孔
实际尺寸与理论设计尺寸之差； 尺寸误差 ：实际尺寸与理论设计尺寸之差； 最大极限尺寸与基本尺寸之差；符号： 上偏差 ：最大极限尺寸与基本尺寸之差；符号：ES,es 最小极限尺寸与基本尺寸之差；符号： 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； 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。 允许的尺寸变动量。 公差= 公差=Lmax- Lmax =ES-EI =es-ei =ES=es景德镇陶瓷学院专用 国防科大潘存云教授研制
1)常用机械设计材料
常用材料密度铜：(下表仅供参考)常用工程塑料花钢板(GB/T3277-1991)铜及铜合合材料常用铜及铜合金带材规格石棉橡胶板(GB/T3985-1995)工业橡胶板（GB/T5574-1994）碳素钢的分类特点及表示方法钢的常用热处理方法及应用新旧GB700标准钢号对照角焊缝的最小焊接尺寸K常用焊接检验方法几种无损探伤检验比较工件加工精度及方法公差等级与表面粗糙度数值表面粗糙度选用举例公差等级及极限偏差（GB/T1804-2000，等效ISO2768-1：1989）1）线性尺寸：线性尺寸和倒角尺寸的极限偏差如下表，线性尺寸的一般公差主要用于低精度的非配合尺寸。
线性尺寸的极限偏差数值/mm2）角度尺寸：外圆加工方案平面加工方案孔加工方案图样中未注倒角的加工值:涂敷液态密封胶的工艺热轧扁钢规格（GB704-88）热轧圆钢（直径d），方钢(边长a)，六角钢（截面中两平行对面间的距离a）规格水煤气钢管螺栓性能等级分类SOLAS=Convention on the Safety of Life at Sea 海上人命安全公约(联合国IMCO)绿星火箭信号：用于船舶遇险求救，救生船或海上救助机构引导遇险者、遇险艇、筏登陆时使用的绿星火箭信号。
应满足SOLAS。
红光降落伞信号：用于船舶、救生艇/筏等遇险需救助时使用的红光降落伞信号，应满足SOLAS。
红星火箭信号：用于船舶遇险需救助时，救生站或海上救助单位引导遇险者/艇/筏登陆时使用的红星火箭信号。
白光火焰信号：用于遇险船舶需救助使用或救生站及海上救助机构引导遇险者/艇/筏登陆时使用的白光火焰信号。
白光降落伞信号：用于船舶遇险，救生站或海上救助机构引导登陆救助时使用的白光降落伞信号。
声响榴弹信号：用于船舶遇险救助时或警告时使用的声响榴弹信号。
声响火箭信号：用于船舶遇险求救时或警告时使用的声响火箭信号。
橙色烟雾信号：用于国际、国内航行时遇险的船舶、救生艇和救生筏或海上救生站及救助机构引导遇险者登陆时使用的橙色烟雾信号。
(仅供参考)机械设计材料选用
碳素弹簧钢丝二组 一般场合
冷卷后直接使用或低温退火
11 弹簧
65Mn 琴钢丝
重要场合，疲劳强度要求较高 重要场合，疲劳强度要求高
冷卷后直接使用或低温退火 冷卷后低温退火
不锈钢丝
耐腐蚀、耐热场合（300℃）
HT150、HT200
12 手轮、把手
Q235 25
35
齿轮泵外壳
HT250
齿轮泵齿轮
参照齿轮类
编号
零件类别
材料牌号
用途
热处理
硬度HB
硬度HRC
HT200
一般性要求，
退火（时效）
表面硬化约360以上38以上
HT250
通用，耐磨性好
1 基体、床身、机架、结构件 HT300 QT450-10
强度高，耐磨，粗加工后时效可做精密类零件 要求较高抗拉强度时
Q235
型材、板材，组焊或单独使用
45
用于要求强度高场合，如焊接易有焊接缺陷，焊后需要低温退火去内应力
淬火回火
360-380
39-41
Q275
原态（或调质）
─
9 键类
45
55
调质 调质
230-280 230-280
22-30 22-30
40Cr
淬火回火
300-350
31-38
基础及杂用
Q235
原态（或调质）
─
10 螺钉类 普通用
45
调质
230-270
22-28
强力
30CrMo
淬火回火
HRC32-38
调质并表面离子氮化，深度0.15-0.3mm 240-300
24-32
42CrMo
机械设计 机械零件的常用材料及结构工艺性
2、常用机器零件选材
(1)轴类零件的材料选择
轴的功能是支承旋转零件、传递动力或运动。轴类零 件是机床、汽车等各类机器的重要零件之一。轴类零件一 般按强度、刚度计算和结构要求进行零件设计和选材。
制造轴类零件的材料主要是各种结构钢（如45、 40Cr、38CrMoAl、20Cr），特殊场合也用不锈 钢、有色金属甚至塑料。近年来，球墨铸铁和高 强度铸铁（如HT350，KTZ550-06）已愈来愈多 地作为制造轴类的材料，如内燃机曲轴、普通机 床的主轴等。 （大部分的轴是用型材或锻件）
2、淬火
把钢加热到临界温度以上，保温一定时间，然后使之在水 或油中迅速冷却的过程称为淬火。由于材料内部组织结构 的变化，使其硬度提高，增大了材料的耐磨性；但材料的 脆性也增加，塑性、韧性降低，并在材料内部形成较大的 淬火应力，会导致零件的变形或开裂。为了消除淬火应力， 提高材料的塑性和韧性，淬火后需经回火处理。
20 受力较大的机构零件
(2) 优质非合金钢结构钢（优质碳素结构钢）
表4-2优质非合金钢结构钢（优质碳素结构钢）
牌号
力学性能（不小于）
抗拉强度σb Mpa
屈服点σs Mpa
伸长率δ %
用途
08 325
10
335
20
410
30
490
40
570
195 33
205
31
245
25
295
21
335
19
管子、垫片、要求不高的渗碳或
4.2.1钢的热处理简介
钢的热处理是将钢在固态下进行不同温度的加热、保温和 冷却的工艺方法（图4-1），促使其内部组织结构发生变 化，从而达到提高零件的力学性能和改善其工艺性能的目 的。
最好用的非标机械设计选型计算表格
最好用的非标机械设计选型计算表格
在机械设计的过程中，选型计算表格是非常重要的工具，它可以
帮助工程师快速准确地选取合适的机械元件和材料。
以下是一些最好
用的非标机械设计选型计算表格。
1.常用材料选型表：这个表格列出了常见机械设计中常用的材料，包括金属、塑料等，以及它们的特性和适用范围。
这个表格可以帮助
工程师选择最合适的材料，以满足设计要求。
2.轴承选型表：在机械设计中，轴承是常见的元件之一。
通过轴
承选型表，工程师可以根据载荷、转速等参数，选择合适的轴承类型
和规格。
3.传动带选型表：传动带在许多机械设备中用于传递动力和运动，选型计算表格可以帮助工程师选择合适的传动带类型、尺寸和材料，
以确保传动系统的安全可靠性。
4.联轴器选型表：联轴器用于连接不同设备或轴线，它们有不同
的类型和规格。
通过联轴器选型表，工程师可以根据传动功率和工作
条件选择合适的联轴器类型和尺寸。
5.齿轮选型表：齿轮是机械传动中常用的元件，它们有不同的节数、齿数、模数等参数。
通过齿轮选型表，工程师可以选择合适的齿轮类型和尺寸，以满足传动需求。
以上是一些最常用的非标机械设计选型计算表格。
它们可以帮助工程师在机械设计的过程中快速准确地选取合适的元件和材料，以满足设计要求。
选择合适的选型计算表格对于提高机械设计的效率和质量具有重要意义。
机械设计表：表1常用轴承材料的性能及用途
37.00
98.95
1.1
0.440
0.658
0.947
1.377
1.669
2.097
2.664
3.580
5.106
8.186
11.91
17.86
38.12
101.15
1.2
0.487
0.723
1.033
1.489
1.796
2.247
2.838
3.787
5.364
8.533
12.35
18.43
钻石刀头镗
镗磨
研磨,抛光,超精加工等
表面粗糙
度代号
Rz/μm
10
6.3
3.2
1.6
0.8
0.4
0.2
0.1
0.05
往上
1.775
3.195
5.055
8.393
21.00
65.26
0.5
0.133
0.209
0.317
0.493
0.622
0.819
1.098
1.572
2.428
4.261
6.615
10.706
25.62
75.86
0.6
0.182
0.238
0.427
0.655
0.819
1.070
1.418
2.001
3.036
0.85
0.9
0.925
0.95
0.975
0.99
承 载 量 系 数Cp
0.3
0.0522
0.0826
0.128
0.203
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名称 牌号（日标）使用范围备注
45号钢45#（S45C）机架钢板，支撑板，普通连接零
件，轴杆零件，仿形件
调质硬度在（洛氏硬度）
HRC20-30之间，电镀Cr，发
黑
铬12Cr12Mo1V2
（SKD11）
热处理后用于冲压模，高强度零
件，耐磨零件，冲切刀
硬化处理HRC35-62，电镀Cr
P203Cr2Mo 适用于大中型精密模具，易加
工，材质匀称度高，适合抛光模
具
购买来就具备硬度HRC30-36
NAK80（NAK80）模具钢，适合做高效落料模，冲
载模及压印模， 各种切刀
购买来就具备硬度HRC37-43
ASP60ASP60超级高合金高速钢，刀具、切断
车刀、成形刀、冷作工具
良好的热处理尺寸稳定，红
硬性高，硬化处理HRC64-68
锋钢/风钢W6Mo5Cr4V2
（SKH51）
宜于制造强力切割用，耐磨，耐
冲击各种工具刀，高级冲模，螺
丝模
硬化处理HRC60-64 ，高温下
也可具备硬度
名称 牌号（日标）使用范围备注
冷轧钢板Q195钣金折弯件，镀锌板，外罩，壳
体，防护板，喷漆支架
0.5-6mm内选用
镀锌钢板镀锌钢板用于防生锈，强度要求不高，底
板，盖板，防护板，电气安装板
表面电镀有锌层，耐蚀性、
涂漆性、装饰性
不锈钢
0Cr18Ni9
(SUS304）
防锈零件，水箱，料盒，落料滑
槽，外观件
不需要电镀，快速加工使用
零件 ，比喷漆钢板更效率
不锈铁4Cr17(SUS430)紧急代替电镀件，可热处理，有
一定的防锈性能，连接件
HRC35-55，电镀Cr
软光轴45#或40cr 支撑柱，机构连接件，连杆，手
柄杆，轴承连杆
表面有硬铬，亮白，易加
工，轴外径公差g6
硬光轴GCR15直线轴承用轴杆，高耐磨高硬
度，尺寸精度要求高的零件，可
作定位销
HRC602硬化层深度：0.8-
3mm，轴外径公差g6
名称 牌号（日标）使用范围备注
光圆Q235普通车床加工零件，支撑柱，螺
纹棒，电镀杆
经热轧成型并自然冷却的成
品钢筋，无电镀处理
铝A6061轻质的零件结构件，工装底板，
轻型工作台板
阳极氧化，本色，彩色，特
氟龙涂层
航空铝A7075夹具，强硬和轻质的零件，模
具，支撑件，高受力零件
阳极氧化，本色，彩色，价
格高，特氟龙涂层
黄铜H62（C2801P）加热导热板，热熔头，衬套，自
润滑垫快，
黄金色，不需要处理
耐磨尼龙尼龙66耐磨零件，产品定位仿形件灰色，黄色
塑胶钢POM耐磨零件，缓冲支撑件，硬度高黑色，白色
名称 牌号（日标）使用范围备注
电木板电木治具，用于绝缘零件，非金属易
加工零件
桔红色、黑色、黄色、啡色
环氧树脂
板环氧树脂
轻质夹具，隔热垫快，电子产品
治具，易加工，韧性好，有一定
的硬度
绿色，黄色
亚克力板PMMA 防护罩，透光度要求高的窗户，
硬度要求高的防护板
透明，茶色，耐温85℃以下
有机玻璃有机玻璃一般要求的门窗板，防护罩，透明 ，可热弯成型
聚氨酯PU 气缸缓冲垫，防撞耐磨件，胶滚
附层，预压件
邵式硬度 60A如同橡皮，90A
如同尼龙，透明，浅黄
注：黄色格子里表示在图纸材料里填写的牌号。