鋼的基本計算公式(超全)

博主:adminadmin 2022-08-29 10:39:33 條評論
摘要:鋼材的基本公式角鋼=邊長*邊厚*0.015焊管/無縫鋼管=(外徑-壁厚)×壁厚×0.02466方管=邊長×4×0.00785=周長/3.14矩形管=(長+寬)×2×壁厚×0.00785扁鋼=寬度*壁厚*0.00785鍍鋅扁鋼=寬度×...


鋼材的基本公式

  角鋼=邊長*邊厚*0.015焊管/無縫鋼管=(外徑-壁厚)×壁厚×0.02466

  方管=邊長×4×0.00785=周長/3.14

  矩形管=(長+寬)×2×壁厚×0.00785

  扁鋼=寬度*壁厚*0.00785

  鍍鋅扁鋼=寬度×壁厚×0.00785×1.06

  板材=長度×寬度×厚度×0.00785

  花紋板=[厚度×0.0785+0.3]×長度*寬度

  六角鋼=對邊×對邊距離×0.0065

  八角鋼=對邊×對邊距離×0.0065

  不銹鋼板=長度×寬度×厚度×7.93

  圓鋼重量(公斤)=0.00617×直徑×直徑×長度

  方鋼重量(公斤)=0.00785×邊寬×邊寬×長度

  六角鋼重量(公斤)=0.0068×對邊寬×對邊寬×長度

  八角鋼重量(公斤)=0.0065×對邊寬×對邊寬×長度

  螺紋鋼重量(公斤)=0.00617×計算直徑×計算直徑×長度

  角鋼重量(公斤)=0.00785×(邊寬+邊寬-邊厚)×邊厚×長度

  扁鋼重量(公斤)=0.00785×厚度×邊寬×長度

  鋼管重量(公斤)=0.02466×壁厚×(外徑-壁厚)×長度

  01

  六方體體積的計算公式 s20.866×H/m/k即對邊×對邊×0.866×高或厚度

  02各種鋼管(材)重量換算公式

  鋼管的重量=0.25×π×(外徑平方-內徑平方)×L×鋼鐵比重

  其中:π = 3.14,L=鋼管長度,鋼鐵比重取7.8

  所以,鋼管的重量=0.25×3.14×(外徑平方-內徑平方)×L×7.8 

  * 如果尺寸單位取米(M),則計算的重量結果為公斤(Kg)

  鋼的密度為:7.85g/cm3(注意:單位換算)

  鋼材理論重量計算的計量單位為公斤( kg )。

  其基本公式為:

  W(重量,kg )=F(斷面積 mm2)×L(長度,m)×ρ(密度,g/cm3)×1/1000

  03各種鋼材理論重量計算公式

  鋼的基本計算公式(超全)

  鋼的基本計算公式(超全)

  鋼的基本計算公式(超全)

  鋼的基本計算公式(超全)

  鋼的基本計算公式(超全)

  鋼的基本計算公式(超全)

  鋼的基本計算公式(超全)

  鋼的基本計算公式(超全)

  常 用 數 據

  1 米(m)= 3.281 英尺

  1 英寸= 25.4 毫米

  1 磅= 0.4536 公斤

  1 盎司= 28.3 克

  1 公斤力= 9.81 牛頓

  1 磅力=4.45 牛頓

  1 兆帕=145.161 磅 / 英寸

  鋼的比重(密度):7.8g/cm

  不銹鋼比重(密度):7.78g/cm

  鋅比重(密度):7.05g/cm

  鋁的比重(密度):2.7g/cm

  鋼的基本計算公式(超全)洛氏、布式、維式、努氏硬度之間的換算公式

  01努氏硬度→維氏硬度

  鋼的基本計算公式(超全)

  經實際數據驗證,該公式的最大相對換算誤差為0.75%,具有較高的參考價值。

  02洛氏硬度→維氏硬度

 ?、?nbsp;   

  鋼的基本計算公式(超全)

  此公式用我國公布的黑色金屬硬度標準數據進行換算,其HRC誤差基本上在±0.4HRC 范圍內,其最大誤差也僅±0.9HRC,計算的HV誤差最大為±15HV。

 ?、?nbsp; 根據不同壓頭所受應力σHRC=σHV,通過對洛氏硬度與維氏硬度壓痕深度關系曲線的分析得出公式

  鋼的基本計算公式(超全)

  本公式與國家標準實驗換算值對照,換算式計算結果與標準實驗值之誤差為±0.1HRC。

  03洛氏硬度→布氏硬度

  對布氏壓痕和洛氏壓痕深度關系進行分析,根據壓頭的應力σHRC=σHB得出換算公式

  鋼的基本計算公式(超全)

  計算結果與國家標準實驗值對照,換算式計算結果與標準實驗值之誤差為±0.1HRC。

  04布氏硬度→維氏硬度

  布氏硬度與維氏硬度的關系,同樣根據σHB=σHV得出公式

  鋼的基本計算公式(超全)鋼的基本計算公式(超全)

  此公式換算結果與國家標準換算值對照,換算誤差為±2HV。

  05努氏硬度→洛氏硬度

  因為努氏硬度與洛氏硬度的對應曲線類似于拋物線,故由曲線得出近似的換算公式為

  鋼的基本計算公式(超全)

  此公式比較精確,可以作為使用參考。


連鑄常用的計算公式

  澆注能力:連鑄機每分鐘澆注的鋼液量

  Q=nFVr

  Q

  連鑄機的澆注能力(噸/分鐘)

  n

  流數

  F

  連鑄坯的斷面積(m2)

  V

  拉坯速度(m/min)

  r

  連鑄坯的比重

  鋼液成坯率

  C1=(澆注坯量/鋼液澆筑量)×100%

  一般為96~98%

  連鑄坯的合格率

  C2=(合格鑄坯量/澆注坯量)×100%

  一般為96~99%

  連鑄坯的日有效作業率

  C3=(連鑄機每日實際澆注時間/24)×100%

  連鑄機的日產量

  Q日=24×60×Q×C1×C2×C3

  Q

  澆注能力(噸/分鐘)

  鋼水收得率

  C4=(合格的鑄坯量/鋼液澆注量)×100%

  連鑄機的流數

  n=G/(F×V×r×T)

  n

  連鑄機的流數

  G

  盛鋼桶容量(t)

  F

  鑄坯的斷面積(m2)

  V

  坯拉速度(m/min)

  r

  連鑄坯的比重(t/m3)(碳素鎮靜鋼7.6,沸騰鋼7.4)

  T

  盛鋼桶內鋼液允許的澆注時間(min)

  盛鋼桶內鋼液最大允許的澆注時間

  T最大=[(lgG-0.2)/0.3]×f

  T最大

  盛鋼桶內鋼液最大允許的澆注時間(分鐘)

  G

  盛鋼桶容量(噸)

  f

  質量系數,取決于盛鋼桶所允許的溫度損失,要求格的鋼種取10,要求低鋼種取12

  拉坯速度

  V=K×L/F

  V

  拉坯速度(m/min)

  L

  鑄坯斷面周長(mm)

  F

  鑄坯的斷面積(mm2)

  K

  速度系數(m×mm/鋼的基本計算公式(超全)) 方坯45~75,板坯45~60,圓坯35~45

  中間包的最小容量

  G中小=1.3FVrTn

  G中小

  中間包最小容量(t)

  F

  鑄坯的斷面積(m2)

  V

  拉坯速度(m/min)

  r

  鋼液比重(t/m3) 一般取7.0

  T

  更換盛鋼桶所需時間(t)

  n

  流數

  結晶器倒錐度

  εs=(S下-S上)/S下×100%

  εs

  結晶器倒錐度(%)

  S下

  結晶器下口面積(mm2)

  S上

  結晶器上口面積(mm2)

  對于矩形坯和板坯連鑄機,鑄坯的寬度和厚度方向上的收縮率不一樣

  結晶器倒錐度計算

  ε=(L下-L上)/L下×100%  

  結晶器邊長計算的倒錐度(%)

  L下

  結晶器下口寬邊或窄邊的長度(mm)

  L上

  結晶器上口寬邊或窄邊的長度(mm)

  結晶器的冷卻強度

  Q=0.0036Fv

  Q

  結晶器冷卻水量(m3/h)

  F

  結晶器水縫總面積(mm2) 其中F=B×D

  B

  結晶器的水縫周長(mm)

  D

  結晶器水縫斷面寬度,取4~5mm

  v

  冷卻水在水縫內的流速,方坯取6~12m/s,板坯取3.5~5m/s

  二次冷卻段的耗水量

  Q=W×G

  Q

  二冷區耗水量(m3/h)

  W

  二次冷卻強度(升/千克鋼)(也叫比水量:所消耗的冷卻水量與通過二冷區的鑄坯質量的比值。)低碳鋼比水量1.0~1.2升/千克鋼;中高碳鋼,低合金鋼比水量0.7~1.0升/千克鋼;不銹鋼,裂紋敏感鋼比水量0.4~0.6升/千克鋼;高速鋼比水量0.1~0.3升/千克鋼

  G

  連鑄機理論小時產量(t/h)  

  澆注平臺溫度(盛鋼桶開始澆注時,桶內鋼液測量的溫度)

  T平=T中+△T1+△T2+βt

  T平

  澆注平臺溫度(℃)

  T中

  中間包內鋼液的理論澆注溫度(℃)

  △T1

  中包內鋼液初期溫度降低值(℃)(與中包預熱狀態有關,一般10~15℃)

  △T2

  鋼液從盛鋼桶到中間包的溫度降低值(℃)

  β

  盛鋼桶內自然降溫速率(℃/min)

  盛鋼桶50噸為1.3~1.5℃/min,盛鋼桶100噸為0.5~0.6℃/min,盛鋼桶200噸為0.3~0.4℃/min,盛鋼桶300噸為0.2~0.3℃/min

  t

  盛鋼桶內鋼液最大允許澆注時間(min)

  連鑄澆注溫度(中間包內鋼液溫度)

  T中=T熔+a

  T中

  中間包的鋼液理論澆注溫度(℃)

  T熔

  鋼液的熔點(℃)

  T熔=1538℃-[88C%+8Si%+5Mn%+30P%+25S%+5Ca%+4Ni%+2Mo%+2V%+1.5Cr%]

  a

  鋼液的過熱度(℃)

  中包過熱度取值范圍10~30℃,鑄坯斷面大的取值高一些

  鋼的基本計算公式(超全)鋼的熱處理工藝設計經驗公式

  01  鋼的熱處理1.1正火加熱時間

  t=KD

  t

  加熱時間

  D

  工件有效厚度(mm)

  K

  加熱時間系數(s/mm)

  K值的經驗數據

  加熱設備

  加熱溫度(℃)

  碳素鋼K/(S/mm)

  合金鋼K(S/mm)

  箱式爐

  800~950

  50~60

  60~70

  鹽浴爐

  800~950

  12~25

  20~30

  1.2正火加熱溫度

  根據鋼的相變臨界點選擇正火加熱溫度

  低碳鋼

  T=Ac3+(100~150℃)

  中碳鋼

  T=Ac3+(50~100℃)

  高碳鋼

  T=Ac3+(30~50℃)

  亞共析剛

  T=Ac3+(30~80℃)

  共析鋼及過共析鋼

  T=Acm+(30~50℃)

  1.3淬火加熱時間

  t=a×K×D(不經預熱)

  t=(a+b)×K×D(經一次預熱)

  t=(a+b+c)×K×D(經二次預熱)

  t

  加熱時間(min)

  a

  到達淬火溫度的加熱系數(min/mm)

  b

  到達預熱溫度的加熱系數(min/mm)

  c

  到達二次預熱溫度的加熱系數(min/mm)

  K

  裝爐修正系數

  D

  工件的有效厚度(mm)

  在一般的加熱條件下,采用箱式爐進行加熱時,碳素鋼及合金鋼a多采用1~1.5min/mm;b為1.5~2min/mm(高速鋼及合金鋼一次預熱a=0.5~0.3;b=2.5~3.6;二次預熱a=0.5~0.3;b=1.5~2.5;c=0.8~1.1),若在箱式爐中進行快速加熱時,當爐溫較淬火加熱溫度高出100~150℃時,系數a約為1.5~20s/mm,系數b不用另加。若用鹽浴加熱,則所需時間,應較箱式爐中加熱時間少1/5(經預熱)至1/3(不經預熱)左右。

  工件裝爐修正系數K

  工件裝爐方式

  修正系數

  t030111.1

  1.0

  t030111.3

  2.0

  t030111.5

  1.3

  t030111.7

  1.0

  1.4淬火加熱溫度

  亞共析鋼的淬火加熱溫度

  Ac3+(30~50℃)

  共析和過共析鋼

  Ac1+(30~50℃)

  合金鋼的淬火加熱溫度

  Ac1(或Ac3)+(50~100℃)

  1.5回火加熱時間

  對于中溫或高溫回火的工件,回火時間是指均勻透燒所用的時間

  t=aD+b

  t

  回火保溫時間(min)

  D

  工件有效尺寸(mm)

  a

  加熱系數(min/mm)

  b

  附加時間,一般為10~20min

  鹽浴的加熱系數為0.5~0.8min/mm;

  鉛浴的加熱系數為0.3~0.5min/mm;

  井式回火電爐(RJJ系列回火電爐)加熱系數為1.0~1.5min/mm

  箱式電爐加熱系數為2~2.5min/mm

  1.6回火加熱溫度

  T=200+k(60-x)

  x

  回火后硬度值(HRC)

  k

  待定系數,對于45鋼,x>30,k=11

  大量試驗表明,當鋼的回火參數P一定時,回火所達到的工藝效果—硬度值或力學性能相同。因此,按傳統經驗式確定回火參數僅在標準態(回火1h)時方可使用,實際生產應用受到限制。

  為了解決上述問題,將有關因素均定量表達,文獻中導出如下回火公式:

  (1)    在200~400℃范圍:

  HV=640-(T-20)×1.05+(lgt-1.28)×366+(T-200)(lgt-1.28)×0.036

  (2)      在400~600℃范圍:

  HV=17.2×103/T-(lgt-1.28)×29.4-(T-400)(lgt-1.28)×0.023

  T

  回火溫度℃

  t

  回火時間min

  對比可以看出影響回火效果的主要因素是T和t能較好,較真實地反映出實際工藝參數的影響,定量地表達了不同溫度區間回火硬度的變化特征。

  02 鋼的淬火冷卻時間計算鋼預冷淬火時空氣預冷時間ty(s)

  ty=12+(3~4)D

  D

  淬火工件危險截面厚度(mm)

  鋼Ms點上分級冷卻時間tf(s)

  tf=30+5D

  03 鋼的淬火硬度的計算鋼終端淬火試驗時,距試樣頂端4~40mm范圍內各點硬度H4~40(HRC)

  H4~40=88C1/2-0.0135E2C1/2+19Cr1/2+6.3Ni1/2+16Mn1/2+35Mo1/2+5Si1/2-0.82G-20E1/2+2.11E-2

  E

  到頂端距離(mm)

  G

  奧氏體晶粒度

  鋼的最高淬火硬度,即淬火鋼獲得90%馬氏體時的硬度Hh(HRC)

  Hh=30+50C

  鋼的臨界淬火硬度,即淬火鋼獲得50%馬氏體時的硬度H1(HRC)

  H1=24+40C

  鋼淬火組織為馬氏體時的硬度HVM

  HVM=127+949C+27Si+11Mn+8Ni+16Cr+21logvM

  鋼淬火組織為貝氏體時的硬度HVB

  HVB=-323+185C+330Si+153Mn+65Ni+144Cr+191Mo+logv   B(89+54C-55Si-22Mn-10Ni-20Cr-33Mo)

  鋼淬火組織為珠光體-鐵素體的硬度HVPF

  HVPF=42+223C+53Si+30Mn+13Ni+7Cr+19Mo+logv   PF(10-19Si+4Ni+8Cr+130V)

  04 鋼回火后硬度的計算鋼淬火組織為馬氏體時的回火硬度HVM

  HVM=-74-434C-368Si+15Mn+37Ni+17Cr-335Mo-2235V+(103/PB)(260+616C+321Si-21Mn-35Ni-11Cr+352Mo-2345V)

  PB

  回火參數(回火溫度×回火時間),此處加熱時間為1h

  鋼淬火組織為貝氏體時的回火硬度HVB

  HVB=262+162C-349Si-64Mn-6Ni-186Cr-485Mo-857+(103/PB)(-149+43C+336Si+79Mn+16Ni+196Cr+498Mo+1094V)

  鋼回火后硬度回歸方程

  HRC=75.5-0.094T+0.66CM

  T

  回火溫度(℃)

  CM

  鋼的含碳量或碳當量(%)

  CM=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15

  45鋼回火后硬度回歸方程

  HV=640-(T-200)1.05-(logt-1.28)36.6+(T-200)(logt-1.28)0.0036

  20≤T≤400

  HV=17.2×104/T-(logt-1.28)29.4-(T-400)(logt-1.28)0.014

  400≤T≤600

  t

  回火時間(min)

  05鋼的回火溫度的估算(使用于碳素鋼)T=200+k(60-x)

  x

  回火后硬度值(HRC)

  k

  待定系數,對于45鋼,x>30,k=11;x≤30,k=12

  06由鋼的化學成分估算力學性能

  6.1求屈服比(屈服極限σs/抗拉強度σb)

  油液淬火調質σs/σb(%)

  σs/σb=55+3Si+4Mn+8Cr+10Mo+3Ni+20V

  Si≤1.8%,Mn≤1.1%,Cr≤1.8%,Mo≤0.5%,Ni≤5%,V≤0.25%

  材料適用直徑在φ150~200mm

  空氣淬火調質鋼σs/σb(%)

  σs/σb=48+3Si+4Mn+8Cr+10Mn+3Ni+20V

  6.2求抗拉強度σb(9.8×MPa)

  調質鋼

  σb=100C-100(C-0.40)/3+100Si/10+100Mo/4+30Mn+6Ni+2W+60V

  適用C≤0.9%,Si≤1.8%,Mn≤1.1%,Cr≤1.8%,Ni≤5%,V≤2%

  普通正火及退火鋼

  σb =20+100CM

  熱軋鋼

  σb=27+56CM

  鍛鋼

  σb=27+50CM

  鑄鐵

  σb=27+48CM

  CM

  鋼的碳當量

  CM=[1+0.5(C-0.20)]C+0.15Si+[0.125+0.25(C+0.20)Mn]+[1.25-0.5(C-0.20)]P+0.20Cr+0.10Ni

  鋼的基本計算公式(超全)機加工常用計算公式

  術語和單位Dm

  加工直徑(mm)

  Vc

  切削速度(m/min)

  n

  主軸轉速(r/min)

  Tc

  加工時間(min)

  Qz

  金屬去除量(cm3/min)

  Im

  加工長度(mm)

  Pc

  有效功率(kW)

  Kc0.4

  切削厚度為0.4mm時的單位切削力(N/mm2)

  fn

  每轉進給量(mm/r)

  kr

  主偏角(度)

  Rmax

  表面粗糙度(um)

  rε

  刀片刀尖半徑(mm)

  ap

  切削深度(mm)

  公式切削速度(m/min)

  Vc=π×Dm×n/103

  主軸轉速(r/min)

  n=vc×103/(π×Dm)

  金屬去除量(cm3/min)

  Qz=vc×ap×fn

  所需功率(kW)

  Pc=vc×ap×fn×kc0.4/60×103(0.4/fn×sin kr)0.29

  加工時間(min)

  Tc=Im/fn×n

  表面粗糙度(um)

  Rmax=fn2/ rε×125

  刀尖R補償公式

  Z=R-R*tan(a/2)

  X=Z*tan(a)

  01常用車削加工計算公式

  鋼的基本計算公式(超全)

  ● 切削線速度Vc(m/min)鋼的基本計算公式(超全)

  Dm:加工直徑,單位(mm)

  n:主軸轉速,單位(rpm)

  ● 主軸轉速 n   (rpm)鋼的基本計算公式(超全)Vc:切削線速度,單位(m/min)

  Dm:加工直徑,單位(mm)

  ● 金屬去除率 Q   (cm3/min)鋼的基本計算公式(超全)

  Vc:切削線速度,單位(m/min)

  ap:切深(吃刀量),單位(mm) 

  fn:每轉進給量,單位(mm/r) 

  ● 凈功率  Pc (kW)鋼的基本計算公式(超全)

  Vc:切削線速度,單位(m/min)

  ap:切深(吃刀量),單位(mm) 

  fn:每轉進給量,單位(mm/r) 

  ● 加工時間  Tc  (min)鋼的基本計算公式(超全)

  Im:加工長度,單位(mm) 

  fn:每轉進給量,單位(mm/r)

  n:主軸轉速,單位(rpm)

  ● 特定切削力   Kc(N/mm2)鋼的基本計算公式(超全)

  kc1:特定切削力,適用于hm= 1 mm

  hm:平均切屑厚度,單位(mm)

  mc:實際校正系數hm 

  γ0:切屑前角

  02常用銑削加工計算公式

  鋼的基本計算公式(超全)

  03常用孔加工計算公式

  鋼的基本計算公式(超全)