金属材料物理性能表
常见钢材料物理性能
常见钢材料物理性能常见钢材的物理性能概述钢是一种常见的金属材料，具有广泛的应用领域，从建筑结构到汽车制造，都需要使用到钢材。
钢材的物理性能决定了其在各种应力条件下的强度、刚度和耐磨损能力等关键特性。
以下是常见钢材的物理性能的介绍。
1.强度强度是衡量材料抵抗变形和破坏的能力，常用的指标是屈服强度和抗拉强度。
屈服强度是指当钢材开始发生塑性变形时所能承受的最大应力，而抗拉强度则是在材料断裂之前所能承受的最大应力。
不同类型的钢材具有不同的强度，高强度钢材通常具有更高的屈服强度和抗拉强度。
2.刚度刚度是指材料抵抗形变的能力，在应力施加下不轻易发生变形的性质。
通常用弹性模量来衡量材料的刚度，弹性模量越大，材料的刚度越高。
刚度高的钢材在使用中更不容易变形，可以提供更好的结构支撑能力。
3.延展性和韧性延展性和韧性是衡量钢材在应力作用下变形能力的指标。
延展性是指材料在拉伸过程中可以延展多少，而韧性则是指材料在受冲击载荷时可以吸收多少能量而不会断裂。
高延展性和韧性的钢材对于抵御撞击、震动和挤压应力具有更好的性能。
4.硬度硬度是指材料抵抗局部形变和划伤的能力。
一般使用洛氏硬度或布氏硬度来衡量钢材的硬度。
高硬度的钢材更难以切削和加工，但在需要耐磨性的场合非常有用。
5.磁性钢材可以分为磁性钢和非磁性钢。
磁性钢有良好的磁导率，可以用于电磁设备和电机等应用；而非磁性钢则不具备磁性，可以用于需要磁场屏蔽的场合。
6.导热性和导电性一般来说，金属材料具有较高的导热性和导电性。
钢材通常具有良好的导热和导电性能，适用于需要传导热量或电流的应用。
然而，不同类型的钢材具有不同的导热和导电性能，例如，不锈钢的导热性能相对较差。
除了上述常见的物理性能外，钢材还具有耐腐蚀性、耐磨性、耐高温和低温性能等特性，这些特性根据具体需求可以通过特殊的合金设计和处理工艺进行改善。
总结起来，钢材作为一种常见的金属材料，在各种工程和工业领域都有广泛应用。
了解和掌握常见钢材的物理性能有助于在选择和设计中做出合理的材料选择。
金属硬度10级对照表
金属硬度10级对照表金属硬度是物理学研究中非常重要的一个参数，它是指物质抵抗压缩、刮擦、切削等形变过程中所产生的抵抗力大小。
硬度测试是金属学分析中的基础性测试。
经典的金属硬度测试方法包括洛氏硬度、维氏硬度、布氏硬度和肖氏硬度等方法。
各种金属材料的硬度可以用10级的对照表进行比较。
以下是关于金属硬度10级对照表的一些相关参考内容。
1. 内涵说明金属硬度10级对照表是用于比较不同金属材料的硬度指数。
其中，10级硬度指数最高，是评估一种金属材料硬度的最高标准，而1级则是最低标准。
因此，10级对照表是用于比较金属硬度时的基准，数值越大，相应的硬度也越高。
2. 金属硬度对材料性质的影响金属硬度是衡量材料物理和机械性能的重要指标之一。
高硬度的金属材料通常具有很高的抵抗力，其强度和韧性很高；而低硬度的金属材料则会比较柔软，容易变形，所以用途会有所局限。
在工业应用中，硬度测试常用于材料的质量控制和物理性能的评估。
例如在生产加工过程中，原材料的硬度、强度和韧性参数是最基本的质量指标，必须严格符合相关标准和要求。
3. 硬度测试方法硬度测试是用于测量材料表面的硬度指数的测试方法。
通常使用的硬度测试方法有以下几种：(1) 布氏硬度测试法：布氏硬度测试法是最常使用的硬度测试方法之一，使用钢珠或硬合金珠作为压头。
测定时，压头通过自由落体打入被测材料表面，压头形成的痕迹的面积和深度来衡量材料硬度。
(2) 洛氏硬度测试法：洛氏硬度测试法主要适用于比较软的材料，如铝、铜、铅等。
测试中，压头被压入材料表面，测试时限制压头的降落速度，通过压头陷入深度计算硬度值。
(3) 维氏硬度测试法：维氏硬度测试法是一种用金刚石锥头进行的测试方法，适用于渗碳钢、高强度钢和硬质合金等高硬度材料的测试。
(4) 肖氏硬度测试法：肖氏硬度测试法是用长针落下的自由落体、扰动呈U型的试样表面进行测试的方法，这种测试方法适用于测定超高硬度材料如陶瓷、钻石等的硬度。
金属材料的性能
2.抗氧化性 金属材料在高温下，抵抗产生氧化皮的能力 。
3.化学稳定性 化学稳定性是金属材料的耐腐蚀性和抗氧化性的总称。
三1 金属材料的力学性能
1.力学性能:
金属材料在外力作用下所表现出来的性能称为力学性能。
2.载荷：
拉伸过程
拉 伸 试 样 的 颈 缩 现 象
拉伸试验机
②塑性 δδ
金属材料在静载荷作用下，产生永久变形 而不破坏的能力称为塑性。
常用的塑性指标： 延伸率（δ）和断面收缩率（ψ）。
塑性 ：材料在载荷作用下，产生塑形变形而不被破坏的能力。
1.断后伸长率
断后伸长率是指试样拉断后，标距的伸长量与原标距长
度的百分比，用符号δ表示。
δ=
L1-L0 L0
L0—试样的原始标距（mm）
2.断面收缩率
L1—试样拉断后的标距（mm）
断面收缩率是指试样拉断后，缩颈处横截面积的最大缩
减量与原始横截面积的百分比，用符号ψ表示。
ψ=
S1-S0 S0
S0—试样的原始横截面积（mm2） S1—试样拉断后的横截面积（mm2）
裂纹扩展的基本形式
1943年美国T-2油轮发生
北
断裂
极 星
导
弹
⑤疲劳强度
• 材料在低于s的重复交变应力作用下发生断裂的现象。
材料在规定次数应力循环后仍不发生断裂时的 最大应力称为疲劳极限。用-1表示。
钢铁材料规定次数为107，有色金属合金为108。
疲劳应力示意图
疲劳曲线示意图
疲劳断口
式中：HBS(HBW) ——淬火钢球（硬质合金球）试验的布氏硬度值 Ｆ —— 试验力（N）； d —— 压痕平均直径（mm）； Ｄ —— 淬火钢球（硬质合金球）直径（mm）。
金属材料的力学性能指标项目
2) 洛氏硬度 HR
洛氏硬度用符号HR表示，HR=k-(h1-h0)/0.002
根据压头类型和主载荷不同，分为九个标尺，常用的标尺为A、B、C。
HRC60：表示材料的硬度
3) 维氏硬度 HV
目 录
5、冲击韧度（冲击韧性）
材料抵抗冲击载荷而不破坏的能力。
AKU =mg（H1 – H2）（J）
a K = AKU/S
N0— 循环基数
1
N0 N
钢： 有色金属：
影响疲劳强度的因素:内部缺陷、表面划痕、残留应力等
目 录
伸长率：
F
d0
F
l0
LБайду номын сангаас
dk
良好的塑性是金属材料进行 塑性加工的必要条件。
lk
目 录
3、刚
度
材料在外力作用下抵抗弹性变形的能力称为刚度。
在弹性阶段： F l
所以：
E
E
比例系数E 称为弹性模量，它反映材料对弹性变形 的抗力，代表材料的“刚度” 。
E
— 材料抵抗弹性变形的能力越大。
弹性模量的大小主要取决于材料的本性，随温度升高而 逐渐降低。
目 录
4、硬
度
定义：材料抵抗表面局部弹塑性变形的能力。 1)布氏硬度 HB
HB 0.102 2F
D( D D 2 d 2 )
HB230 材料的b与HB之间的经验关系：
对于低碳钢: b(MPa)≈3.6HB 对于高碳钢： b(MPa)≈3.4HB 对于 铸铁： b(MPa)≈1HB或 b(MPa)≈ 0.6(HB-40)
指材料在外力作用下，产生屈服现象时的最小应力。
钛合金硬度对照表
钛合金硬度对照表是指钛合金的硬度和其他金属材料的硬度之间的比较。
硬度是指材料的组织构造所具有的抗压强度，它是材料的一种重要物理性能。
钛合金的硬度可以达到非常高的水平，并且具有良好的耐腐蚀性。
硬度是一般金属材料中最重要的性能之一，它具有决定材料特性的重要作用。
一般来说，硬度越高，材料的抗磨损性能就越强。
下面是一张关于钛合金硬度对照表：
| 材料 | 硬度 |
| :---: | :---: |
| 钛合金 | 1020HV |
| 铝合金 | 70HV |
| 碳钢 | 220HV |
| 镍钢 | 700HV |
| 铜合金 | 100HV |
可以看到，钛合金的硬度比一般金属材料高出很多，这就是为什么钛合金被用来制造具有高强度、高硬度和高耐腐蚀性的零部件的原因。
钛合金不仅有很高的硬度，而且还具有良好的抗拉强度和延展性，高温下也具有不错的抗拉强度和延展性，这使其可以用于高温环境下的工程领域，比如航空航天、核能、船舶等。
钛合金是一种重要的工程材料，具有非常高的硬度和抗腐蚀性。
它的硬度比一般金属材料要高得多，因此可以制造出具有更好性能的零部件。
在使用钛合金的时候，可以参考上面的钛合金硬度对照表，以便有效的利用钛合金的特性。
金属性能
例： AIBCInl,BCIn6,LBCIn3
C ——铸造代号， In ——锭，铜合金类别代号同上 例： KJ1 、 KJ2 、 KJ ——轴承用铜铝合金 例： Pb 、 PbT1 、 HPbT8 H ——硬；产品形状代号含义见下表 例： WJ10 ， WJ ——轴承用滑动内衬 例： HPbC8 ， H ——硬， C ——铸件 例： K13 ： 1/ 种， K ——铅字用
（三）、机械性能
机械性能是指金属材料在外力作用下所表现出来的特性。 1、强度：材料在外力(载荷)作用下，抵抗变形和断裂的能力。 材料单位面积受载荷称应力。
2、屈服点(бs)：称屈服强度，指材料在拉抻过程中，材 料所受应力达到某一临界值时，载荷不再增加变形却继续 增加或产生0.2%L。时应力值，单位用牛顿/毫米2(N/mm2) 表示。 3、抗拉强度(бb)也叫强度极限指材料在拉断前承受最大应 力值。单位用牛顿/毫米2(N/mm2)表示。 4、延伸率(δ)：材料在拉伸断裂后，总伸长与原始标距长 度的百分比。 5、断面收缩率(Ψ)材料在拉伸断裂后、断面最大缩小面积 与原断面积百分比。 6、硬度：指材料抵抗其它更硬物压力其表面的能力，常 用硬度按其范围测定分布氏硬度(HBS、HBW)和洛氏硬度 (HKA、HKB、HRC)。 7、冲击韧性(Ak)：材料抵抗冲击载荷的能力，单位为焦耳 /厘米2(J/cm2)。
二、工艺性能 指材料承受各种加工、处理的能力的那些性能。 1、铸造性能：指金属或合金是否适合铸造的一些工艺性能，主要 包括流性能、充满铸模能力；收缩性、铸件凝固时体积收缩的能 力；偏析指化学成分不均性。 2、焊接性能：指金属材料通过加热或加热和加压焊接方法，把两 个或两个以上金属材料焊接到一起，接口处能满足使用目的的特 性。 3、顶气段性能：指金属材料能承授予顶锻而不破裂的性能。 4、冷弯性能：指金属材料在常温下能承受弯曲而不破裂性能。弯 曲程度一般用弯曲角度α(外角)或弯心直径d对材料厚度a的比值表 示，a愈大或d/a愈小，则材料的冷弯性愈好。 5、冲压性能：金属材料承受冲压变形加工而不破裂的能力。在常 温进行冲压叫冷冲压。检验方法用杯突试验进行检验。 6、锻造性能：金属材料在锻压加工中能承受塑性变形而不破裂的 能力。
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。
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)。
阀门常用金属材料化学成分及物理性能对照标准-2018版
C%
0.05~ 0.18 0.20 0.20 0.08~ 0.12 0.15 0.30 0.30 0.20 0.08 0.08 0.03 0.03 0.08 0.07 0.03 0.03 0.03 0.08 0.03 0.08 0.03
Si%
0.60 0.75 1.00 0.20~ 0.50 1.50 0.15~ 0.30 0.15~ 0.30 0.20~ 0.35 2.00 1.50 2.00 1.50 2.00 1.50 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00
321 200~ 235 321 200~ 235 321 223 321 223 321 248~ 352 159~ 237 248~ 352 248~ 352 159~ 237 126~ 300 126~ 300
0.25~ 0.35
Al:0.015
860 515 860
ASTM A193/A193M-2017
HB
ASTM A182/A182M-2018a
ASTM A320/A320M-2018
+QT 850~927(Q) ≥593 (T) +QT 850~927(Q) ≥620 (T) +QT 925~954(Q) ≥593 (T) +QT 925~954(Q) ≥620 (T) +QT 925~954(Q) ≥650 (T) +S +S +S +S 1050 1050 1050 1050
Si%
1.00 1.00 0.15~ 0.35 0.15~ 0.35 0.15~ 0.35 0.15~ 0.35 0.15~ 0.35 1.00 1.00 1.00 1.00 0.40 0.40 0.15~ 0.35 0.15~ 0.35 0.15~ 0.35 1.00 1.00 0.60 0.60 0.60
常用金属材料密度表
铬镍钨钢
锰黄铜
铬钼铝钢
硅黄铜、镍黄铜、铁黄铜
含钨9高速工具钢
5-5-5铸锡青铜
含钨18高速工具钢
3-12-5铸锡青铜
高强度合金钢
6-6-3铸锡青铜
轴承钢
、、、4-3锡青铜
不
锈
钢
?????
0Cr13、1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、
Cr17Ni2、Cr18、9Cr18、Cr25、Cr28
普通碳素钢
80、85、90黄铜
优质碳素钢
96黄铜
碳素工具钢
59-1、63-3铅黄铜
易切钢
74-3铅黄铜
锰钢
90-1锡黄铜
15CrA铬钢
70-1锡黄铜
20Cr、30Cr、40Cr铬钢
60-1和62-1锡黄铜
38CrA铬钢
77-2铝黄铜
铬钒、铬镍、铬镍钼、铬锰、硅、
铬锰硅镍、硅锰、硅铬钢
、66-6-3-2、60-1-1铝黄铜
常用金属材料密度表，包括黑色、有色金属材料及其合金材料的密度。??（ 参见《金属材料物理性能手册》 ）???
材料名称
密度
克/厘米3
材料名称
密度
克/厘米3
灰口铸铁
~
不锈钢
1Crl8NillNb、Cr23Ni18
白口铸铁
~
2Cr13Ni4Mn9
可锻铸铁
~
3Cr13Ni7Si2
铸钢
纯铜材
工业纯铁
59、62、65、68黄铜
1Cr23Ni18、Cr17Ni3Mo2Ti
1Cr18Ni11Si4A1Ti
2Cr13Ni4Mn9
3Cr13Ni7Si2
材料的物理、声学性能参数
8.7 16.6 19.3 7.31 8.58 7.3 13.55 13.55/13.6 19.25 11~15 7.7 6.95/7.35 8.03 20.6 0.26 13.1 35.4 0.35 2.04 5.44 0.33 2.78 18.6 7.95 0.42
3.12 5.56 6.26
4.25 2.42 1.95 1.973 9.98 7.7/10.2 4.5 2.5/4.0
7.7 7.9 7.9 7.91 7.67 7.7 7.58 19.5
0.25 0.28
4.53 4.47 4.46
0.3
4.54 4.13 4.63
8.9 8.54 8.8 8.93 8.4 8.9 8.53 8.41 8.86 8.75 8.4 11.4 10.88 8.4 8.8 8.4 8.5
3.96 4.31
1.67 1.95
4.31 1.92 2.16 4.17 2.18 3.37 2.78 3.6 0.81 2.41 1.1 2.4
1.93
1.5 1.5
4.76 3.35 3.24 1.2
4.95 3.32 1.45 1.451 5.18 6.8/7.3 5.85 3.5/5.6
1.978x10-3 1.429x10-3 1.329x10-3 2.927x10-3 4.85x10-3 0.596x10-3 0.999 1 1.025 1.11 1.2613 1.2613 0.87 0.92
0.514x10-3 0.452x10-3 0.436x10-3 0.623x10-3 1.9x10-3 0.241x10-3 0.14 0.148 0.155 0.18 0.2425 0.243 0.15 0.127
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20
100
700
0~100
铸造
退火
铸造
退火
退火
退火
20
20
?
?
450
100
29
~
1083±
165×10-7
36
45~50
16~20
20~25
11700~12600
3900~4800
~
×10-3
450~600
6×10-2
?
?
g·cm-3
oC
cal·g-1·oC-1
cal·m-1·s-1·oC-1
?
磁化率(顺磁)
退火温度
H2的溶解度
?
?
?
?
20
100
20
200
20~100
20~300
软化
冷轧
?
?
软化
冷轧
20
300
20
250
?
580
13
646~657
×10-6
×10-6
15~25
35~70
7~11
5800~7000
2760
2750
×10-3
×10-3
×10-6
200~450
2×10-2
?
?
g·cm-3
cal·cm-1·s-1·oC-1
?பைடு நூலகம்
oC-1
?
kg·mm-2
?
kg·mm-2
kg·mm-2
μΩ·cm
表7铜的性质
性质
温度(oC)或成形
数值
单位
原子序数
原子量
密度
熔点
比热
热导率
?
?
线热膨胀系数
布氏(Brinell)硬度
?
抗拉强度
?
杨氏模量
刚度
电阻率
电阻率的温度系数
电子逸出功
退火温度
H2的溶解度
?
?
?
?
?
?
oC-1
kg·mm-2
kg·mm-2
?
kg·mm-2
kg·mm-2
Ω·mm-2m-1
oC-1
eV
oC
cm3(NTP)/100g
表8铝的性质
性质
温度(oC)或成形
数值
单位
原子序数
原子量
密度
熔点
比热
?
热导率
?
线热膨胀系数
?
布氏(Brinell)硬度
?
抗拉强度
杨氏模量
刚度
?
电阻率
电阻率的温度系数
电子逸出功
金属材料物理性能表
表3奥氏体不锈钢的性质
性质
温度(oC)或成形
数值
单位
密度
熔点
比热
热导率
?
线热膨胀系数
?
?
抗拉强度
?
杨氏摸量
弹性极限
电阻率
?
?
?
100
500
0~93
0~316
0~538
退火
冷轧
?
退火
25
700
1427
×10-4
×10-4
×10-4
65
240
110
?
g·cm-3
oC
cal·g-1·oC-1
oC
cal·g-1·oC-1
?
cal·m-1·s-1·oC-1
?
oC-1
?
kg·mm-2
?
kg·mm-2
kg·mm-2
kg·mm-2
?
μΩ·cm
?
oC-1
?
eV
cgs
oC
cm3(NTP)/100g