Справочник

Свойства конструкционных материалов

Таблица 1. Показатели и основные зависимости, определяющие характеристики металлов

Характеристика металловОбозначение
Механические свойства
Предел текучести — предельное растягивающее напряжениеσтМПа
Модуль продольной упругости, Е = σ / ε = Рl/ FΔl, где ε = Δl / l0ЕМПа
Модуль сдвига — G = σ / α, где α ≈ tg αGМПа
Временное сопротивление при растяжении, σв = Рmах / FσвМПа
Относительное удлинение, δ = ( l1 — l) / l0δ%
Относительное сужение, Ψ= (F0 — F1) / F0Ψ%
Предел упругости — σе= Р/ F,σеМПа
ТвердостьHB; HRCэ; HV
Предел выносливости (усталости) при симметричном цикле напряжения

σ-1= (0,49 ± 0,13) σв; σ-1 =0,75 σе.

σ-1МПа
Ударная вязкость — работа разрушения образца, ан = А / F = 1,25АанкДж/м2; Дж/см2
Предел прочности хрупких материалов при статическом изгибе

σи = 32М / nd3 или σи = 6М / bh2

σиМПа
Напряжение сдвига при скручивании τ = γG = 0,5 Gθd

стержня τmах = 16M / πd3; трубы τ = 16М / πd3( 1 — d14/d4 )

τМПа
Физические свойства
Плотность — отношение массы вещества к его объемуγг/см3
Температура плавления — превращение твердого вещества в жидкоеtпл°С
Теплопроводность λ = Ql / F (t1 — t2) чλВт/(см·°С)
Коэффициент линейного расширения — линейная деформация материала

при изменении температуры на 1 °С

α

α·106

1/°С
Напряженность работыр·vМПа/м·с
Удельная теплоемкостькДж/(м ·°С); Дж/(см ·°С);
Удельное электрическое сопротивление (ρ·106 )ρОм·мм2
Электрическая прочностькВ/мм2, Ом/мм2

Примечание. Pmax — максимальная нагрузка; F0 — первоначальная площадь поперечного сечения; l0 — первоначальная длина; А — работа; М — изгибающий момент; b и h — ширина и высота сечения; d — диаметр образца; Q — количество теплоты; (t1 — t2) — разность температур; ч — время; θ — угол скручивания на единицу длины.

Таблица 2. Значения модуля продольной упругости Е, модуля сдвига G, коэффициента Пуассона v, температурного коэффициента линейного расширения α и плотности γ для некоторых часто применяемых материалов при 20°С

МатериалМодуль продольной упругости Е, ПаМодуль сдвига G·1010, ПаКоэффициент Пуассона, vТемпературный коэффициент линейного расширения, α ·10-6 °С 1Плотность у γ·103, кг/м3
Сталь(1,90÷2,15)10117,8÷8,300,25÷0,3310÷137,7÷7,8
Серый чугун(0,78÷1, 47)10114,420,23÷0,278,7÷117,0÷7,1
Бронза оловянная(0,74÷1,22)10110,32÷0,3517÷228,6÷8, 8
Бронза безоловянная(1,03÷1,18)101117÷228,6÷8,8
Латунь алюминиевая(0.98÷1, 08)10113,63÷3,920,32÷0,3417÷228,2÷8,5
Алюминиевые сплавы(6,87÷7,07)10102,650,3322÷242,6÷2,7
Текстолит(5,88÷9,81) 101020÷401,25÷1,4
Генитакс(9,81÷17,7) 101017÷251,17÷1,37
Капрон(1 ,37÷1,96)10101,14÷1,37

Примечание. Плотность γ = 7,0·103 кг/м3 = 7,0 г/см3 = 7,0 кг/дм3.

Таблица 3. Коэффициенты линейного расширения α·10-6 металлов и сплавов (в интервалах температур в °С)

Металл или сплавЗначения а при интервалах температур в °С
20-5020-10020-20020-30020-40020-500
Железо11,812,212,813,413,914,5
Сталь углеродистая10,6-12,211,3-13,012,1-13,512,9-13,913,5-14,3
Сталь хромистая11,211,812,413,013,6
Чугун8,7-11,18,5-11,610,1 — 12,211,5-12,712,9-13,2
Бронза алюминиевая17,617,919,2
Бронза оловянистая17,617,918,2
Алюминий чистый23,924,325,326,5
Медь техническая16,916,6-17,117,1-17,217,618,0-18,118,6
Латунь красная17,217,517,9
Латунь желтая17,818,820,9

Пример. Шпиндель из стали 40Х длиной l = 800 мм имеет начальную температуру t1 = 20° С и конечную t2 = 60° С. Удлинение Δl = α·10-6 l(t2 — t1) = 11,2 · 10-6·800 (60 — 20) = 0,358 мм.

Таблица 4. Перевод коэффициентов твердости НВ, НRС и НRСэ конструкционной стали

HBHRCHRCЭσв стали, МПаHBHRCHRCЭσв стали, МПа
углеродистойхромистойхромо-

никель

углеродистойхромистойхромо-

никель

65263643113436112109106
62761623023334108105102
6005960210204293313310510299
5785859203197286303210210097
555565719518927729311009794
53254551851802692830979491
5125253,51781732622729949289
4955152,51731682652628928986
4774950,51682482527898784
4604849,51562412426878482
4444748,51562352325858280
4304546,51501462292224828077
4184445,51511471432232123807876
4024344,51451411372172022787674
3874142,51391361322121921757472
3754041,51341301272071820747270
3643940,5130127123202737168
3513839,5126122119170615958
3403738,5122119116149535150
3323637,5120117113128464544
3213537115112109118434240
3113436112109106112403938

Таблица 5. Перевод коэффициентов твердости НВ в коэффициенты твердости по шкале Шора (НSh)

НВSНВSНВSНВSНВSНВS
444643325025540201321632713122
429623214924839197311592612822
415613124724138192301562612321
401593024623537187301522512121
388572934522936185291492411821
375562834422335179291472411620
363542774321734174281432411420
352532704221234170281402311120
341512604120733167271372311020
1352310719

Таблица 6. Коэффициенты трения скольжения (ориентировочные)

Материалы трущихся телПри покоеПри движении
насухосо смазкойнасухосо смазкой
Сталь — сталь0,150,1-0,120,150,05-0,1
Сталь — чугун0,30,180,05-0,15
Сталь — бронза0,150,1-0,150,150,1-0,15
Сталь — дуб0,60,120,4-0,60,1
Чугун — чугун0,180,150,07-0,12
Чугун — бронза0,15-0,20,07-0,15
Бронза — бронза0,10,20,07-0,1
Чугун — дуб0,650,3-0,50,2
Кожа — чугун0,3-0,50,150,60,15
Резина — чугун0,80,5

Таблица 7. Коэффициенты трения качения для катка на плоскости (ориентировочные)

Материалы трущихся телКоэффициент трения, см
Мягкая сталь — мягкая сталь0,005
Закаленная сталь — закаленная сталь0,001
Чугун — чугун0 005
Дерево — сталь0,03-0,04
Дерево — дерево0,05-0,08

Таблица 8. Удельный вес некоторых материалов, (10-2 Н/см3)

МатериалУдельный весМатериалУдельный весМатериалУдельный вес
Алмаз3,52Никель8,3-8,9Сталь катаная7,85-8,0
Алюминий (прокат)2,65 — 2,75Платина21,5Сталь литая7,5-7,92
Асбест2,1-2,8Припои мягкие7,6-10,7Стекло2,42-3,86
Асбестовый шнур1,11Припои твердые8,1-8,3Стекло

органическое

1,18
Баббит7,5-10,5Припои серебряные8,6-9,5
Бронза алюминиевая7,7Пробка0,24Текстолит1,3-1,4
Бронза оловянистая8,6-9,3Резина вулканизированная1,00Уран18,7
Бронза фосфористая8,8Фибра1,1-1,4
Войлок технический0,2-0,38Ртуть твердая (при — 40 °С)15,632Хром7,14
Гетинакс1,3-1,4Целлулоид1,35-1,4
Графит2,20Ртуть жидкая (при + 20 °С)13,55Цемент0,82-1 95
Дуралюмин2,75-2,90Цинк6,6-7,1
Золото18,6-19,35Свинец11,3-11,4Цинковые сплавы5,25-7,25
Каучук0,93Серебро10,4-10,75Чугун ковкий7,2-7,4
Корунд3,9-4,0Слюда2,8-3,2Чугун серый6,6-7,4
Латунь8,4 — 8,85Сормайт № 17,4Эбонит диэлектрический1,25

 

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *