Справочник

Свойства конструкционных материалов

Таблица 1. Показатели и основные зависимости, определяющие характеристики металлов

Характеристика металлов Обозначение
Механические свойства
Предел текучести — предельное растягивающее напряжение σт МПа
Модуль продольной упругости, Е = σ / ε = Рl/ FΔl, где ε = Δl / l0 Е МПа
Модуль сдвига — G = σ / α, где α ≈ tg α G МПа
Временное сопротивление при растяжении, σв = Рmах / F σв МПа
Относительное удлинение, δ = ( l1 — l) / l0 δ %
Относительное сужение, Ψ= (F0 — F1) / F0 Ψ %
Предел упругости — σе= Р/ F, σе МПа
Твердость HB; HRCэ; HV
Предел выносливости (усталости) при симметричном цикле напряжения

σ-1= (0,49 ± 0,13) σв; σ-1 =0,75 σе.

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

σи = 32М / nd3 или σи = 6М / bh2

σи МПа
Напряжение сдвига при скручивании τ = γG = 0,5 Gθd

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

τ МПа
Физические свойства
Плотность — отношение массы вещества к его объему γ г/см3
Температура плавления — превращение твердого вещества в жидкое tпл °С
Теплопроводность λ = Ql / F (t1 — t2) ч λ Вт/(см·°С)
Коэффициент линейного расширения — линейная деформация материала

при изменении температуры на 1 °С

α

α·106

1/°С
Напряженность работы р·v МПа/м·с
Удельная теплоемкость кДж/(м ·°С); Дж/(см ·°С);
Удельное электрическое сопротивление (ρ·106 ) ρ Ом·мм2
Электрическая прочность кВ/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

Материал Модуль продольной упругости Е, Па Модуль сдвига G·1010, Па Коэффициент Пуассона, v Температурный коэффициент линейного расширения, α ·10-6 °С 1 Плотность у γ·103, кг/м3
Сталь (1,90÷2,15)1011 7,8÷8,30 0,25÷0,33 10÷13 7,7÷7,8
Серый чугун (0,78÷1, 47)1011 4,42 0,23÷0,27 8,7÷11 7,0÷7,1
Бронза оловянная (0,74÷1,22)1011 0,32÷0,35 17÷22 8,6÷8, 8
Бронза безоловянная (1,03÷1,18)1011 17÷22 8,6÷8,8
Латунь алюминиевая (0.98÷1, 08)1011 3,63÷3,92 0,32÷0,34 17÷22 8,2÷8,5
Алюминиевые сплавы (6,87÷7,07)1010 2,65 0,33 22÷24 2,6÷2,7
Текстолит (5,88÷9,81) 1010 20÷40 1,25÷1,4
Генитакс (9,81÷17,7) 1010 17÷25 1,17÷1,37
Капрон (1 ,37÷1,96)1010 1,14÷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 сплав Значения а при интервалах температур в °С
20-50 20-100 20-200 20-300 20-400 20-500
Железо 11,8 12,2 12,8 13,4 13,9 14,5
Сталь углеродистая 10,6-12,2 11,3-13,0 12,1-13,5 12,9-13,9 13,5-14,3
Сталь хромистая 11,2 11,8 12,4 13,0 13,6
Чугун 8,7-11,1 8,5-11,6 10,1 — 12,2 11,5-12,7 12,9-13,2
Бронза алюминиевая 17,6 17,9 19,2
Бронза оловянистая 17,6 17,9 18,2
Алюминий чистый 23,9 24,3 25,3 26,5
Медь техническая 16,9 16,6-17,1 17,1-17,2 17,6 18,0-18,1 18,6
Латунь красная 17,2 17,5 17,9
Латунь желтая 17,8 18,8 20,9

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

HB HRC HRCЭ σв стали, МПа HB HRC HRCЭ σв стали, МПа
углеродистой хромистой хромо-

никель

углеродистой хромистой хромо-

никель

652 63 64 311 34 36 112 109 106
627 61 62 302 33 34 108 105 102
600 59 60 210 204 293 31 33 105 102 99
578 58 59 203 197 286 30 32 102 100 97
555 56 57 195 189 277 29 31 100 97 94
532 54 55 185 180 269 28 30 97 94 91
512 52 53,5 178 173 262 27 29 94 92 89
495 51 52,5 173 168 265 26 28 92 89 86
477 49 50,5 168 248 25 27 89 87 84
460 48 49,5 156 241 24 26 87 84 82
444 47 48,5 156 235 23 25 85 82 80
430 45 46,5 150 146 229 22 24 82 80 77
418 44 45,5 151 147 143 223 21 23 80 78 76
402 43 44,5 145 141 137 217 20 22 78 76 74
387 41 42,5 139 136 132 212 19 21 75 74 72
375 40 41,5 134 130 127 207 18 20 74 72 70
364 39 40,5 130 127 123 202 73 71 68
351 38 39,5 126 122 119 170 61 59 58
340 37 38,5 122 119 116 149 53 51 50
332 36 37,5 120 117 113 128 46 45 44
321 35 37 115 112 109 118 43 42 40
311 34 36 112 109 106 112 40 39 38

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

НВ S НВ S НВ S НВ S НВ S НВ S
444 64 332 50 255 40 201 32 163 27 131 22
429 62 321 49 248 39 197 31 159 26 128 22
415 61 312 47 241 38 192 30 156 26 123 21
401 59 302 46 235 37 187 30 152 25 121 21
388 57 293 45 229 36 185 29 149 24 118 21
375 56 283 44 223 35 179 29 147 24 116 20
363 54 277 43 217 34 174 28 143 24 114 20
352 53 270 42 212 34 170 28 140 23 111 20
341 51 260 41 207 33 167 27 137 23 110 20
135 23 107 19

Таблица 6. Коэффициенты трения скольжения (ориентировочные)

Материалы трущихся тел При покое При движении
насухо со смазкой насухо со смазкой
Сталь — сталь 0,15 0,1-0,12 0,15 0,05-0,1
Сталь — чугун 0,3 0,18 0,05-0,15
Сталь — бронза 0,15 0,1-0,15 0,15 0,1-0,15
Сталь — дуб 0,6 0,12 0,4-0,6 0,1
Чугун — чугун 0,18 0,15 0,07-0,12
Чугун — бронза 0,15-0,2 0,07-0,15
Бронза — бронза 0,1 0,2 0,07-0,1
Чугун — дуб 0,65 0,3-0,5 0,2
Кожа — чугун 0,3-0,5 0,15 0,6 0,15
Резина — чугун 0,8 0,5

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

Материалы трущихся тел Коэффициент трения, см
Мягкая сталь — мягкая сталь 0,005
Закаленная сталь — закаленная сталь 0,001
Чугун — чугун 0 005
Дерево — сталь 0,03-0,04
Дерево — дерево 0,05-0,08

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

Материал Удельный вес Материал Удельный вес Материал Удельный вес
Алмаз 3,52 Никель 8,3-8,9 Сталь катаная 7,85-8,0
Алюминий (прокат) 2,65 — 2,75 Платина 21,5 Сталь литая 7,5-7,92
Асбест 2,1-2,8 Припои мягкие 7,6-10,7 Стекло 2,42-3,86
Асбестовый шнур 1,11 Припои твердые 8,1-8,3 Стекло

органическое

1,18
Баббит 7,5-10,5 Припои серебряные 8,6-9,5
Бронза алюминиевая 7,7 Пробка 0,24 Текстолит 1,3-1,4
Бронза оловянистая 8,6-9,3 Резина вулканизированная 1,00 Уран 18,7
Бронза фосфористая 8,8 Фибра 1,1-1,4
Войлок технический 0,2-0,38 Ртуть твердая (при — 40 °С) 15,632 Хром 7,14
Гетинакс 1,3-1,4 Целлулоид 1,35-1,4
Графит 2,20 Ртуть жидкая (при + 20 °С) 13,55 Цемент 0,82-1 95
Дуралюмин 2,75-2,90 Цинк 6,6-7,1
Золото 18,6-19,35 Свинец 11,3-11,4 Цинковые сплавы 5,25-7,25
Каучук 0,93 Серебро 10,4-10,75 Чугун ковкий 7,2-7,4
Корунд 3,9-4,0 Слюда 2,8-3,2 Чугун серый 6,6-7,4
Латунь 8,4 — 8,85 Сормайт № 1 7,4 Эбонит диэлектрический 1,25

 

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *