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钢的基本计算公式

发布于:2023-02-16 08:56:16 来自:施工技术/建筑施工 [复制转发]
         
钢材的基本公式          

       
角钢=边长*边厚*0.015          

焊管/无缝钢管=(外径-壁厚)×壁厚×0.02466

方管=边长×4×0.00785=周长/3.14

矩形管=(长+宽)×2×壁厚×0.00785

扁钢=宽度*壁厚*0.00785

镀锌扁钢=宽度×壁厚×0.00785×1.06

板材=长度×宽度×厚度×0.00785

花纹板=[厚度×0.0785+0.3]×长度*宽度

六角钢=对边×对边距离×0.0065

八角钢=对边×对边距离×0.0065

不锈钢板=长度×宽度×厚度×7.93

圆钢重量(公斤)=0.00617×直径×直径×长度

方钢重量(公斤)=0.00785×边宽×边宽×长度

六角钢重量(公斤)=0.0068×对边宽×对边宽×长度

八角钢重量(公斤)=0.0065×对边宽×对边宽×长度

螺纹钢重量(公斤)=0.00617×计算直径×计算直径×长度

角钢重量(公斤)=0.00785×(边宽+边宽-边厚)×边厚×长度

扁钢重量(公斤)=0.00785×厚度×边宽×长度

钢管重量(公斤)=0.02466×壁厚×(外径-壁厚)×长度


01      


六方体体积的计算      

     

公式  s20.866×H/m/k 即对边×对边×0.866×高或厚度


     
02
各种钢管(材)重量换算公式


钢管的重量=0.25×π×(外径平方-内径平方)×L×钢铁比重

其中:π = 3.14,L=钢管长度,钢铁比重取7.8

所以,钢管的重量=0.25×3.14×(外径平方-内径平方)×L×7.8 

* 如果尺寸单位取米(M),则计算的重量结果为公斤(Kg)

钢的密度为:7.85g/cm3(注意:单位换算)


钢材理论重量计算的计量单位为公斤( kg )。

其基本公式为:

W(重量,kg )=F(断面积 mm2)×L(长度,m)×ρ(密度,g/cm3)×1/1000


03        
各种钢材理论重量计算公式        


常 用 数 据

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 牛顿

1 磅力=4.45 牛顿

1 兆帕=145.161 磅 / 英寸

钢的比重(密度):7.8g/cm

不锈钢比重(密度):7.78g/cm

锌比重(密度):7.05g/cm

铝的比重(密度):2.7g/cm



                         
洛氏、布式、维式、努氏硬度之间的换算公式

         
01              
努氏硬度→维氏硬度              


经实际数据验证,该公式的最大相对换算误差为0.75%,具有较高的参考价值。


             
02
洛氏硬度→维氏硬度
           



①    

此公式用我国公布的黑色金属硬度标准数据进行换算,其HRC误差基本上在±0.4HRC 范围内,其最大误差也仅 ± 0.9HRC,计算的HV误差最大为±15HV。


②  根据不同压头所受应力σHRC=σHV,通过对洛氏硬度与维氏硬度压痕深度关系曲线的分析得出公式

本公式与国家标准实验换算值对照,换算式计算结果与标准实验值之误差为±0.1HRC。


             
03
洛氏硬度→布氏硬度
           


对布氏压痕和洛氏压痕深度关系进行分析,根据压头的应力σHRC=σHB得出换算公式

计算结果与国家标准实验值对照,换算式计算结果与标准实验值之误差为±0.1HRC。


             
04
布氏硬度→维氏硬度
           


布氏硬度与维氏硬度的关系,同样根据σHB=σHV得出公式

此公式换算结果与国家标准换算值对照,换算误差为±2HV。


             
05
努氏硬度→洛氏硬度
           


因为努氏硬度与洛氏硬度的对应曲线类似于抛物线,故由曲线得出近似的换算公式为

此公式比较精确,可以作为使用参考。



             
连铸常用的计算公式              

浇注能力:连铸机每分钟浇注的钢液量

Q=nFVr

Q

连铸机的浇注能力(吨 / 分钟)

n

流数

F

连铸坯的断面积 (m 2 )

V

拉坯速度 (m/min)

r

连铸坯的比重

钢液成坯率

C 1 = (浇注坯量 / 钢液浇筑量) ×100%

一般为 96~98%

连铸坯的合格率

C 2 = (合格铸坯量/ 浇注坯量)×100%

一般为96~99%

连铸坯的日有效作业率

C 3 = (连铸机每日实际浇注时间/24 )×100%

连铸机的日产量

Q =24×60×Q×C1×C2×C3

Q

浇注能力(吨/ 分钟)

钢水收得率

C 4 = (合格的铸坯量/ 钢液浇注量)×100%

连铸机的流数

n=G/(F×V×r×T)

n

连铸机的流数

G

盛钢桶容量(t)

F

铸坯的断面积(m 2 )

V

坯拉速度(m/min)

r

连铸坯的比重(t/m 3 ) (碳素镇静钢7.6 ,沸腾钢7.4

T

盛钢桶内钢液允许的浇注时间(min)

盛钢桶内钢液最大允许的浇注时间

T 最大 =[(lgG-0.2)/0.3]×f

T 最大

盛钢桶内钢液最大允许的浇注时间(分钟)

G

盛钢桶容量(吨)

f

质量系数,取决于盛钢桶所允许的温度损失,要求格的钢种取10 ,要求低钢种取12

拉坯速度

V=K×L/F

V

拉坯速度(m/min)

L

铸坯断面周长(mm)

F

铸坯的断面积(mm 2 )

K

速度系数(m×mm/ 方坯45~75 ,板坯45~60 ,圆坯35~45

中间包的最小容量

G 中小 =1.3FVrTn

G 中小

中间包最小容量(t)

F

铸坯的断面积(m 2 )

V

拉坯速度(m/min)

r

钢液比重(t/m 3 一般取7.0

T

更换盛钢桶所需时间(t)

n

流数

结晶器倒锥度

εs=(S -S )/S ×100%

εs

结晶器倒锥度(%

S

结晶器下口面积(mm 2 )

S

结晶器上口面积(mm 2)

对于矩形坯和板坯连铸机,铸坯的宽度和厚度方向上的收缩率不一样

结晶器倒锥度计算

ε=(L -L )/L ×100%  

ε

结晶器边长计算的倒锥度(%)

L

结晶器下口宽边或窄边的长度(mm)

L

结晶器上口宽边或窄边的长度(mm)

结晶器的冷却强度

Q=0.0036Fv

Q

结晶器冷却水量(m 3 /h)

F

结晶器水缝总面积(mm 2 其中F=B ×D

B

结晶器的水缝周长(mm)

D

结晶器水缝断面宽度,取4~5mm

v

冷却水在水缝内的流速,方坯取6~12m/s ,板坯取3.5~5m/s

二次冷却段的耗水量

Q=W ×G

Q

二冷区耗水量(m3/h)

W

二次冷却强度(升/ 千克钢)(也叫比水量:所消耗的冷却水量与通过二冷区的铸坯质量的比值。)低碳钢比水量1.0~1.2 升/ 千克钢;中高碳钢,低合金钢比水量0.7~1.0 升/ 千克钢;不锈钢,裂纹敏感钢比水量0.4~0.6 升/ 千克钢;高速钢比水量0.1~0.3 升/ 千克钢

G

连铸机理论小时产量(t/h)  

浇注平台温度(盛钢桶开始浇注时,桶内钢液测量的温度)

T =T + △T 1 + △T 2 + βt

T

浇注平台温度(℃)

T

中间包内钢液的理论浇注温度(℃)

△T 1

中包内钢液初期温度降低值(℃)(与中包预热状态有关,一般10~15 ℃)

△T 2

钢液从盛钢桶到中间包的温度降低值(℃)

β

盛钢桶内自然降温速率( ℃/min)

盛钢桶50 吨为1.3~1.5 ℃/min ,盛钢桶100 吨为0.5~0.6 ℃/min ,盛钢桶200 吨为0.3~0.4 ℃/min ,盛钢桶300 吨为0.2~0.3 ℃/min

t

盛钢桶内钢液最大允许浇注时间(min)

连铸浇注温度(中间包内钢液温度)

T =T +a

T

中间包的钢液理论浇注温度(℃)

T

钢液的熔点(℃)

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

a

钢液的过热度(℃)

中包过热度取值范围10~30 ℃,铸坯断面大的取值高一些

         
钢的热处理工艺设计经验公式        

0 1
   钢的热处理

             

1.1 正火加热时间

t=KD

t

加热时间

D

工件有效厚度 (mm)

K

加热时间系数 (s/mm)


K 值的经验数据

加热设备

加热温度 (℃)

碳素钢 K/(S/mm)

合金钢 K(S/mm)

箱式炉

800~950

50~60

60~70

盐浴炉

800~950

12~25

20~30


1.2 正火加热温度

根据钢的相变临界点选择正火加热温度

低碳钢

T=Ac3+(100~150℃)

中碳钢

T=Ac3+(50~100℃)

高碳钢

T=Ac3+(30~50℃)

亚共析刚

T=Ac3+(30~80℃)

共析钢及过共析钢

T=Acm+(30~50℃)


1.3 淬火加热时间

t=a×K×D (不经预热)

t=(a+b)×K×D (经一次预热)

t=(a+b+c)×K×D (经二次预热)

t

加热时间 (min)

a

到达淬火温度的加热系数 (min/mm)

b

到达预热温度的加热系数 (min/mm)

c

到达二次预热温度的加热系数 (min/mm)

K

装炉修正系数

D

工件的有效厚度 (mm)


在一般的加热条件下,采用箱式炉进行加热时,碳素钢及合金钢 a 多采用 1 1.5min/mm b 1.5 2min/mm( 高速钢及合金钢一次预热 a=0.5 0.3 b=2.5 3.6 ;二次预热 a=0.5 0.3 b=1.5 2.5 c=0.8 1.1) ,若在箱式炉中进行快速加热时,当炉温较淬火加热温度高出 100 150℃ 时,系数 a 约为 1.5 20s/mm ,系数 b 不用另加。若用盐浴加热,则所需时间,应较箱式炉中加热时间少 1/5( 经预热 ) 1/3( 不经预热 ) 左右。

工件装炉修正系数 K

工件装炉方式

修正系数

t030111.1

1.0

t030111.3

2.0

t030111.5

1.3

t030111.7

1.0


1.4 淬火加热温度

亚共析钢的淬火加热温度

Ac3+(30~50℃)

共析和过共析钢

Ac1+(30~50℃)

合金钢的淬火加热温度

Ac1 (或 Ac3 +(50~100℃)


1.5 回火加热时间

对于中温或高温回火的工件,回火时间是指均匀透烧所用的时间

t=aD+b

t

回火保温时间 (min)

D

工件有效尺寸 (mm)

a

加热系数 (min/mm)

b

附加时间,一般为 10~20min

盐浴的加热系数为 0.5~0.8min/mm

铅浴的加热系数为 0.3~0.5min/mm;

井式回火电炉( RJJ 系列回火电炉)加热系数为 1.0~1.5min/mm

箱式电炉加热系数为 2~2.5min/mm


1.6 回火加热温度

T=200+k(60-x)

x

回火后硬度值 (HRC)

k

待定系数,对于 45 钢, x 30 k=11

大量试验表明,当钢的回火参数 P 一定时,回火所达到的工艺效果 硬度值或力学性能相同。因此,按传统经验式确定回火参数仅在标准态 ( 回火 1h) 时方可使用,实际生产应用受到限制。

为了解决上述问题,将有关因素均定量表达,文献中导出如下回火公式 :

(1)      200~400℃ 范围:

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

(2)        400~600℃ 范围:

HV=17.2×10 3 /T-(lgt-1.28)×29.4-(T-400)(lgt-1.28)×0.023

T

回火温度

t

回火时间 min

对比可以看出影响回火效果的主要因素是 T t 能较好,较真实地反映出实际工艺参数的影响,定量地表达了不同温度区间回火硬度的变化特征。


0 2
  钢的淬火冷却时间计算

             

钢预冷淬火时空气预冷时间 ty(s)

ty=12+(3~4)D

D

淬火工件危险截面厚度 (mm)

Ms 点上分级冷却时间 tf(s)

tf=30+5D


0 3
  钢的淬火硬度的计算

             

钢终端淬火试验时,距试样顶端 4~40mm 范围内各点硬度 H4~40(HRC)

H 4~40 =88C 1/2 -0.0135E 2 C 1/2 +19Cr 1/2 +6.3Ni 1/2 +16Mn 1/2 +35Mo 1/2 +5Si 1/2 -0.82G-20E 1/2 +2.11E-2

E

到顶端距离 (mm)

G

奥氏体晶粒度

钢的最高淬火硬度,即淬火钢获得 90% 马氏体时的硬度 Hh(HRC)

Hh=30+50C

钢的临界淬火硬度,即淬火钢获得 50% 马氏体时的硬度 H1(HRC)

H1=24+40C

钢淬火组织为马氏体时的硬度 HVM

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

钢淬火组织为贝氏体时的硬度 HVB

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

钢淬火组织为珠光体 - 铁素体的硬度 HVPF

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


0 4
  钢回火后硬度的计算

             

钢淬火组织为马氏体时的回火硬度 HVM

HVM=-74-434C-368Si+15Mn+37Ni+17Cr-335Mo-2235V+(10 3 /PB)(260+616C+321Si-21Mn-35Ni-11Cr+352Mo-2345V)

PB

回火参数(回火温度×回火时间),此处加热时间为 1h

钢淬火组织为贝氏体时的回火硬度 HVB

HVB=262+162C-349Si-64Mn-6Ni-186Cr-485Mo-857+(10 3 /PB)(-149+43C+336Si+79Mn+16Ni+196Cr+498Mo+1094V)

钢回火后硬度回归方程

HRC=75.5-0.094T+0.66CM

T

回火温度 ( )

CM

钢的含碳量或碳当量 (%)

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

45 钢回火后硬度回归方程

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

20 T 400

HV=17.2 × 10 4 /T-(logt-1.28)29.4-(T-400)(logt-1.28)0.014

400 T 600

t

回火时间 (min)


0 5
钢的回火温度的估算(使用于碳素钢)

             

T=200+k(60-x)

x

回火后硬度值 (HRC)

k

待定系数,对于 45 钢, x 30,k=11;x 30,k=12


0 6
由钢的化学成分估算力学性能

             


6.1 求屈服比(屈服极限σ s/ 抗拉强度σ b

油液淬火调质 σ s/ σ b(%)

σ s/ σ b=55+3Si+4Mn+8Cr+10Mo+3Ni+20V

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

材料适用直径在φ 150~200mm

空气淬火调质钢 σ s/ σ b(%)

σ s/ σ b=48+3Si+4Mn+8Cr+10Mn+3Ni+20V


6.2 求抗拉强度σ b(9.8 × MPa)

调质钢

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

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

普通正火及退火钢

σ b =20+100C M

热轧钢

σ b=27+56C M

锻钢

σ b=27+50C M

铸铁

σ b=27+48C M

C M

钢的碳当量

C M =[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

         
机加工常用计算公式          

       
             
术语和单位

Dm

加工直径 (mm)

Vc

切削速度 (m/min)

n

主轴转速 (r/min)

Tc

加工时间 (min)

Qz

金属去除量 (cm3/min)

Im

加工长度 (mm)

Pc

有效功率 (kW)

Kc0.4

切削厚度为 0.4mm 时的单位切削力 (N/mm2)

fn

每转进给量 (mm/r)

kr

主偏角(度)

Rmax

表面粗糙度 (um)

刀片刀尖半径 (mm)

ap

切削深度 (mm)


公式
           

切削速度 (m/min)

Vc= π× Dm × n/103

主轴转速 (r/min)

n=vc × 103/( π× Dm)

金属去除量 (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

加工时间 (min)

Tc=Im/fn × n

表面粗糙度 (um)

Rmax=fn2/ rε × 125

刀尖 R 补偿公式

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

X=Z*tan(a)

0 1              
常用车削加工计算公式              

             

             




● 切削线速度Vc(m/min)        


D m: 加工直径,单位(mm)

n:主轴转速,单位(rpm)


● 主轴转速 n   (rpm)        
         
         

Vc:切削线速度,单位(m/min

D m: 加工直径,单位(mm)


●  金属去除率 Q   (cm3/min)        


Vc:切削线速度,单位(m/min

a p :切深(吃刀量 ),单位(mm)  

f n :每转进给量,单位(mm/r) 


●  净功率   Pc (kW        


Vc:切削线速度,单位(m/min

a p :切深(吃刀量 ),单位(mm)  

f n :每转进给量,单位(mm/r) 


●  加工时间  Tc  (min)        


I m :加工长度,单位(mm) 

f n :每转进给量,单位(mm/r)

n:主轴转速,单位(rpm)


● 特定切削力   Kc(N/mm2)        


k c1 :特定切削力,适用于h m = 1 mm

h m :平均切屑厚度,单位(mm)

m c :实际校正系数h m  

γ 0 :切屑前角


0 2
常用铣削加工计算公式            

           

           


03
常用孔加工计算公式            

           

           

  • 敬于才华
    敬于才华 沙发

    角钢重量(公斤)=0.00785×(边宽 边宽-边厚)×边厚×长度

    2023-02-28 19:33:28

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这个家伙什么也没有留下。。。

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