力学性能（不小于）
抗拉强度σb 屈服点σs 伸长率δ
/MPa
/MPa
/%
335
205
31
410
245
25
用
途
冷冲压件、连接件及渗碳零件，如心轴、 套筒、螺栓、螺母、吊钩、摩擦片、离合 器盘等
30
490
295
21 调制零件，如齿轮、套筒、连杆、轴类零
45
600
355
16 件及连接件等
60
675
70
715
310
15 联轴器、气缸、齿轮、重载荷机架
340
10
起重运输机中的齿轮、联轴器等重要机 件
可用铸造方法来获得毛坯，适用于尺寸较大、形状复杂、要 求较高的零件。
牌号含义：ZG230-450
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7
2、铸铁 铁碳合金（C>2%）
铸铁性脆，不适合于锻压和焊接，但熔点低，流动性好，可铸造形状复
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9
1）铜及铜合金
表1-6 铜合金
牌号
ZCuSn10P1 (10-1锡青铜) ZCuAl10Fe3 (10-3铝青铜)
力学性能
抗拉强 度σb
/MPa
伸长率δ /%
材料状 态
用途
220
3
砂 模 受冲击载荷的耐磨件，如齿轮、
310
2
金属模 涡轮、轴瓦、衬套、丝杆螺母等
490
10
砂 模 重要的轴承、轴套、轮缘及大型
400
12
420
9
弹簧、弹性垫圈、凸轮及易磨损零件
牌号含义：45钢（平均含碳量为万分之45 )
C≤0.25% 低碳钢，强度、硬度低，塑性、焊接性能好
0.25%<C< 0.6% 中碳钢，综合性能好，应用最广 C≥0.6% 高碳钢，弹性或易磨损元件
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5
3）合金结构钢
表1-3 合金结构钢
540
12
金属模 铸件等
H62 (62黄铜)
370
49
棒 材 螺母、垫圈、铆钉、弹簧等
导电性、导热性、减摩耐磨性、耐腐蚀性良好
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10
2）铝及铝合金
表1-7 铝合金
牌号
2Al1 (LY11，硬铝)
7A04 (LC4，超硬铝)
力学性能
材料状
抗拉强度 伸长率δ 态
σb
/% （棒材）
/MPa
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4、工程塑料
在工程中用来作结构或传动件材料的塑料，具有较高
的强度，质量轻，绝缘性、减摩耐磨性、耐蚀性、耐热
性好。
表1-8 工程塑料
力学性能
牌号
尼龙66 聚四氟乙烯 (PTEE，F-4)
酚醛塑料 (PF)
抗拉强 度σb /MPa 46~81.
885
735
15 可代替40Cr钢制造齿轮、轴类零件
65Mn
980
785
8 截面小于20mm的冷卷弹簧
50CrVA
1275
1130
10 大截面高强度弹簧
牌号含义：如45Mn2，40Cr，50CrVA 当合金元素的平均含量低于1.5%仅用元素符号表示
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6
4）铸 钢
表1-4 一般工程用铸造碳钢
用途
砂 模 中等强度零件及焊接件，如
420
15
金属模 螺栓、铆钉、接头、骨架等
砂模
600
12
金属模 高强度零件、大梁、框架等
ZAlSi7Mg
(ZL101铸铝硅合 222 金)
中等强度、形状复杂的零件，
1
棒 材 如支架、客体、发动机附件
等
铝及铝合金是应用最广的轻金属，纯铝有良好的塑性、耐 蚀性、导电性、导热性和焊接性。
第一章 机械零件的常用材 料和结构工艺性
§1-1 机械零件的常用材料及选用 §1-2 机械零件的结构工艺性 §1-3 机械设计中的标准化
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§1-1 机械零件的常用材料及选用
一、机械零件常用材料
金属材料
黑色金属（钢、铸铁等） 有色金属（如铜、铝及其合金等）
非金属材料 如工程塑料、橡胶、玻璃等
牌号含义：HT150（抗拉强度平均值）
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8
3、有色金属
1) 铜及铜合金 黄铜：Cu与Zn（≥15%）合金
青铜 锡青铜：Cu与Sn的合金 无锡青铜：Cu与Al、Si、Pb等的合金
铜的力学性能很低，在机械工业中的应用并不多。 2) 铝及铝合金 形变铝合金：防锈铝、锻铝等
铸造铝合金 （应用最广的轻金属）
杂的大小铸件。主要包括：灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、合金铸铁等。
表1-5 灰铸铁
牌号
HT200 HT250 HT300
力学性能
抗拉强度σb 抗压强度σs
/MPa
/MPa
200
750
250
1000
300
1100
用途
气缸、齿轮、机床、飞轮、齿条、衬筒、一 般机床铸有导轨的床身、液压筒、泵的壳体 等. 阀壳、油缸、气缸、联轴器、机体、齿轮、 齿轮箱外壳、飞轮、凸轮、轴承座等. 齿轮、凸轮、车床卡盘、压力机的床身、导 板、增压液压筒、泵的壳体等.
牌号
力学性能（不小于）
抗拉强度 σb /MPa
屈服点 σs /MPa
伸长率 δ
/%
用
途
ZG230 -450 450
230
22 机座、机盖、箱体等。焊接性良好
ZG270 -500 500 ZG310 -570 570 ZG340 -640 640
飞轮、机架、蒸汽锤、联轴器、水压机
270
18 工作缸，焊接性尚好
牌 抗拉强度 屈服 伸长
号
σb
点σs 率δ
/MPa /MPa /%
用
途
Q195 315~430 195
冲压件、焊接件及受载小的机械零件，如垫 33 圈,开口销、地脚螺栓等
Q215 335~450 215 Q235 375~500 235
Q255 410~550 255 Q275 490~630 275
31 焊接件、金属结构件及螺栓、螺母、铆钉、 26 销轴、连杆、支座等受载不大的机械零件
24 金属结构件及螺栓、螺母、垫圈、楔、转轴、 20 心轴、链轮、吊钩、连杆等受力较大的机械
零件Байду номын сангаас
牌号含义：Q235，Q235-A（B、C、D）
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2）优质碳素结构钢
表1-2 优质碳素结构钢
牌号
10 20
牌号
20Cr 20Mn2 40Cr
力学性能（不小于）
抗拉强度 屈服点σs 伸长率
σb /MPa
/MPa
δ /%
835
540
10
用途
用于要求心部强度高，承受磨损，尺寸较 大的渗碳零件
785
590
10 可代替20Cr钢制造齿轮、轴等渗碳零件
980
785
9
用于较重要的调质零件，如连杆、重要齿 轮、曲轴等
35SiMn
复合材料
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如纤维增强塑料、金属陶瓷等
2
1、钢 铁碳合金（C<2%）
结构钢（机械零件、工程结构等） 用途 工具钢（刀具、量具、模具等）
特殊钢（不锈钢、耐热钢、耐酸钢等）
化学 碳素钢（非合金钢） 成分 低合金钢
合金钢
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1）普通碳素结构钢
表1-1 普通碳素结构钢
力学性能（不小于）