金属强度图表

金属强度
杰克·莱 CNC加工专家

专长于 CNC铣削, CNC车削, 3D打印, 聚氨酯铸造， 和 钣金加工 服务。

金属的强度是决定其是否适合特定应用的重要因素。强度更高的金属可用于结构应用，例如建筑物、桥梁和其他基础设施的建造，在这些应用中它们会承受高负载和应力。它们还可用于制造机械部件，例如齿轮、轴和轴承，它们必须能够承受高水平的力。本文总结了不同等级或合金的常见金属的强度和机械性能，供您参考。

不同类型的金属强度

有几种类型的强度可用于描述材料的特性：

  • 屈服强度：这是材料在开始永久变形之前可以承受的应力大小。它通常以磅/平方英寸 (psi) 或兆帕 (MPa) 为单位进行测量。
  • 抗拉强度：这是材料在断裂前可以承受的最大拉伸（拉伸）应力。它通常以 psi 或 MPa 为单位进行测量。
  • 抗压强度：这是材料在断裂前可以承受的最大压缩（挤压）应力。它通常以 psi 或 MPa 为单位进行测量。
  • 剪切强度：这是材料在断裂前可以承受的最大剪切（滑动）应力。它通常以 psi 或 MPa 为单位进行测量。
  • 抗扭强度：这是材料在断裂前可以承受的最大扭转（扭曲）应力。它通常以 psi 或 MPa 为单位进行测量。
  • 疲劳强度：这是材料在因疲劳而失效之前可以承受的最大循环应力。它通常以 psi 或 MPa 为单位进行测量。
  • 冲击强度：这是材料承受突然的负载或冲击而不破裂的能力。通常使用 Izod 或 Charpy 测试等技术测量冲击强度。

金属材料的一般特性

有几个常用的属性用来描述金属材料的特性：

  1. 力量：这是指材料承受作用于其上的力而不破裂或变形的能力。两种最常见的强度度量是屈服强度和抗拉强度。屈服强度是材料开始永久变形的点，而拉伸强度是材料在断裂前可以承受的最大拉伸（拉伸）应力。
  2. 延展性：这是指材料在不断裂的情况下被拉伸或变形的能力。具有高延展性的材料可以拉伸或弯曲成各种形状而不会断裂。
  3. 硬度：这是指材料对变形、刮擦或压痕的抵抗力。硬度通常使用多种技术进行测量，例如洛氏或布氏测试。
  4. 弹性：这是指材料在受到力或负载后恢复其原始形状的能力。当力被移除时，具有高弹性的材料会迅速而完全地恢复到原来的形状。
  5. 延展性：这是指材料通过锤击或滚动变形或成形的能力。具有高度延展性的材料可以很容易地制成各种形状。
  6. 电导率：这是指材料导电或导热的能力。金属通常是电和热的良导体，而非金属通常是不良导体。
  7. 耐腐蚀性能：这是指材料抵抗由于与其环境发生化学反应而引起的劣化或损坏的能力。有些材料天然耐腐蚀，而另一些材料可能需要保护涂层或其他处理以防止腐蚀。

金属强度图表和金属机械性能图表

在为您的应用确定合适的金属时，您应该知道一些基本参数。应考虑抗拉强度、屈服强度、硬度、密度等参数。下表可以帮助您更好地比较不同的金属。

金属强度图表

金属种类 拉伸强度 (PSI) 屈服强度 (PSI) 洛氏硬度 B 标尺 密度（千克/立方米）
不锈钢 304 90,000 40,000 88 8000
铝 6061-T6 45,000 40,000 60 2720
铝 5052-H32 33,000 28,000 2680
铝3003 22,000 21,000 20 至 25 2730
钢 A36 58-80, 000 36,000 7800
钢级 50 65,000 50,000 7800
黄铜 40,000 55 8470
红色黄铜 49,000 65 8746
铜 28,000 10 8940
磷青铜 55,000 78 8900
铝青铜 27,000 77 7700-8700
钛 63,000 37,000 80 4500

机械性能 钢种 和合金

特性 碳钢 合金钢 不锈钢 工具钢
密度（1000 公斤/立方米） 7.85 7.85 7.75-8.1 7.72-8.0
弹性模量 (GPa) 190-210 190-210 190-210 190-210
泊松比 0.27-0.3 0.27-0.3 0.27-0.3 0.27-0.3
热膨胀 (10-6/K) 11-16.6 9.0-15 9.0-20.7 9.4-15.1
熔点(C) 1371-1454
热导率 (W/mK) 24.3-65.2 26-48.6 11.2-36.7 19.9-48.3
比热 (⊃/kg-K) 450-2081 452-1499 420-500
电阻率 (10-9W-m) 130-1250 210-1251 75.7-1020
抗拉强度（兆帕） 276-1882 758-1882 515-827 640-2000
屈服强度 (MPa) 186-758 366-1793 207- 552 380-440
伸长率 (%) 10-32 4-31 12-40 5-25
硬度（布氏3000kg） 86-388 149-627 137-595 210-620

不锈钢牌号和合金的机械性能

年级 联合国编号 常见形式 治疗 抗拉强度 MPa (min.) 屈服强度 (0.2% offset) MPa (min.) 伸长率 % in 50mm（最小值） 硬度（最大）（注 2）
奥氏体不锈钢
253毫安 S30815 盘子 退火 600 310 40 95HRB
301 S30100 片材或卷材 退火 1/4 至全硬 515 860-1275 205 515- 965 40 25-9 95HRB
302总部 S30430 线径 2.5mm和超过 退火轻拉 最大 605最大 660 - - -
303 530300 酒吧 冷加工条件 A 第262章
304 530400 盘子 退火 515 205 40 92HRB
304L S30403 盘子 退火 485 170 40 88HRB
304小时 S30409 盘子 退火 515 205 40 92HRB
3095 530908 酒吧 退火 515 20 40 95HRB
310 S31000 盘子 退火 515 205 40 95HRB
316 S31600 盘子 退火 515 205 40 95HRB
316L S31603 盘子 退火 485 170 40 95HRB
317L S31703 盘子 退火 515 205 40 95HRB
321 S32100 床单 退火 515 205 40 95HRB
347 S34700 盘子 退火 515 205 39 92HRB
904L N08904 盘子 退火 490 220 40 70 - 90 NRB 典型值

铝牌号和合金的机械性能

铝牌号和合金的机械性能

铝合金 脾气 弹性模量 (10⁶ psi) (GPa) 剪切模量 (10⁶ psi) (GPa) 屈服强度 (10³ psi) (MPa) 拉伸强度 (10³ psi) (MPa)
1100 10.0 3.75 3.5 11
1100 H12 10.0 3.75 11 14
2014 10.8 4.00 8 22
2014 T6 10.6 4.00 58 66
2014 T62 10.8 4.00 59 67
2017 T4 10.5 3.95 32 55
2024 T3 10.6 4.00 42 64
2024 T4 10.6 4.00 40 62
2025 T6 10.4 3.90 33 52
2124 T851 10.4 4.00 57 66
2219 T62 10.5 4.00 36 54
2618 T61 10.7 4.10 42 55
3003 10.0 3.75 5 14
3003 H18 10.0 3.75 25 27
3003 H112 10.0 3.75 10 17
354 T61 10.6 4.00 36 47
355 T51 10.2 3.80 22 27
355 T6 10.3 3.80 23 37
356 T7 10.3 3.85 21 29
356 T6 10.3 3.85 20 30
5052 10.2 3.80 9.5 25
5052 H32 10.2 3.80 23 31
5056 H38 10.3 3.75 50 60
5056 安利 10.3 4.00 22 42
6061 T4 10.0 3.80 16 30
6061 T6 10.0 3.80 35 42
6062 10.0 3.75 5 14
6062 T4 10.0 3.75 16 26
6062 T6 10.0 3.75 35 38
6063 T42 10.0 3.75 10 17
6063 T5 10.0 3.75 16 22
6063 T6 10.0 3.75 25 30
6151 T6 10.1 3.85 37 44
7050 T7452 10.1-11.6 58 68
7050 T74 60 70
7075 T6 10.4 3.90 70 78
7075 T6 63 73
A356 T61 10.4 3.90 28 38
D712 T5 10.3 3.80 20 32

钛等级和合金的机械性能

抗拉强度（最小值） 0.2%屈服强度（最小值）
指定 兆帕 ksi 兆帕 ksi
非合金牌号
ASTM 等级 1 240 35 170 25
ASTM 2 级 340 50 280 40
ASTM 等级 3 450 65 380 55
ASTM 4 级 550 80 480 70
ASTM 等级 7 340 50 280 40
ASTM 等级 11 240 35 170 25
α和近α合金
Ti-0.3M0-0.8Ni 480 70 380 55
Ti-5Al-2.5Sn 790 115 760 110
Ti-5Al-2.5Sn-ELI 690 100 620 90
Ti-8Al-1Mo-1V 900 130 830 120
Ti-6A1-2Sn-4Zr-2Mo 900 130 830 120
Ti-6A1-2Nb-1Ta-0.8Mo 790 115 690 100
Ti-2.25Al-11Sn-5Zr-1Mo 1000 145 900 130
Ti-5.8Al-4Sn-3.5Zr-0.7Nb-0.5Mo-0.35Si 1030 149 910 132
α-β合金
Ti-6Al-4V(a) 900 130 830 120
Ti-6Al-4V-ELI(a) 830 120 760 110
Ti-6Al-6V-2Sn(a) 1030 150 970 140
Ti-8Mn(a) 860 125 760 110
Ti-7Al-4Mo(a) 1030 150 970 140
Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo(b) 1170 170 1100 160
Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr(b)(c) 1125 163 1055 153
Ti-6Al-2Sn-2Zr-2Mo-2Cr(c) 1030 150 970 140
Ti-3Al-2.5V(d) 620 90 520 75
Ti-4Al-4M0-2Sn-0.5Si 1100 160 960 139
β合金
Ti-10V-2Fe-3Al(a)(C) 1170 170 1100 160
Ti-13V-11Cr-3Al(b) 1170 170 1100 160
Ti-8Mo-8V-2Fe-3Al(b)(c) 1170 170 1100 160
Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr(a)(c) 900 130 830 120
Ti-11.5Mo-6Zr-4.5Sn(a) 690 100 620 90
Ti-15V-3Cr-3AI-3Sn 1000(乙) 145(b) 965(乙) 140(b)
1241(女) 180(女) 1172(女) 170(女)
Ti-15Mo-3A1-2.7Nb-0.2Si 862 125 793 115

铜牌号和合金的机械性能

铜及铜合金 塑料特性
单轴
不。 姓名及待遇 测试温度，K 拉伸强度，psi 屈服强度，psi 伸长率，4D 中的 % 面积减少，%
102 无氧（冷拔 60%） 295 48,400 46,800 17 77
195 52,900 49,800 20 74
76 66,400 54,400 29 78
20 74,500 58,500 42 76
4 74,600 58,600 41 75
122 磷脱氧、高残磷（退火） 295 31,300 6,700 45 76
195 38,300 6,600 56 87
76 50,600 7,400 62 84
20 63,800 8,400 68 83
4 60,400 7,900 65 81
(冷拉26%) 295 51,800 49,400 17 76
195 56,800 53,600 21 79
76 68,400 59,900 28 76
20 81,400 64,100 46 78
4 81,000 63,600 44 72
150 锆铜（冷拉、时效） 295 64,450 59,600 16 62
195 67,200 61,300 20 66
76 77,400 65,700 26 71
20 85,200 66,400 37 72
4 85,700 64,700 36 69
220 商业青铜，90%（退火） 295 38,500 9,600 56 84
195 41,800 10,200 57 80
76 55,200 13,200 86 78
20 73,200 15,600 95 73
4 68,200 15,000 91 73
230 红黄铜，85%（冷拔 14%） 295 40,400 13,000 48 74
195 46,500 14,000 63 79
76 62,000 16,400 83 77
20 79,200 20,900 80 75
4 71,000 18,300 82 71
443 金钟砒霜（退火） 295 44,800 10,600 86 81
195 49,600 12,600 91 79
76 64,600 18,700 98 73
20 76,800 20,800 99 68
4 78,600 21,100 92 72
464 海军黄铜（退火） 295 63,300 31,000 37 52
195 67,400 33,800 37 54
76 80,400 38,000 44 48
20 105,200 47,600 41 42
4 99,600 43,700 40 48
510 磷青铜，5% A（冷拔 85%，弹簧） 295 77,400 72,000 18 78
195 85,600 78,700 20 78
76 105,200 89,200 34 67
20 131,000 104,800 39 62
4 116,400 100,400 34 58
614 铝青铜 D（退火） 295 83,200 59,400 40 66
195 89,500 64,800 45 71
76 105,800 69,500 52 64
20 126,400 80,600 48 58
4 134,500 82,400 52 59
647 铜镍硅（时效） 295 112,400 105,000 15 60
195 119,400 110,800 18 66
76 123,600 114,100 24 70
20 133,700 118,400 33 68
4 135,800 119,800 31 65
655 高硅青铜 A（退火，软） 295 61,400 24,200 66 79
195 69,900 26800 68 79
76 89,000 31,900 71 69
20 108,900 37,600 72 69
4 101,200 36,900 71 70
706 铜镍 10%（退火） 295 49,600 21,400 37 79
195 54,700 24,700 42 77
76 72,000 24,800 50 77
20 82,500 30,200 50 73
4 80,600 24,900 53 73
715 铜镍 30%（退火） 295 57,800 18,700 47 68
195 68,000 22,200 48 70
76 89,800 31,600 52 70
20 103,100 38,100 51 66
4 104,600 40,100 48 65
镍铝青铜（砂铸） 295 101,200 44,000 11 9
195 104,600 47,800 9 9
76 117,100 54,900 6 7
20 126,600 61,600 6 2
4 130,500 60,100 6 5