今天分享一份超全的钢的计算公式，收藏起来慢慢看，希望会对你有所帮助。
钢材的基本公式
角钢=边长*边厚*0.015 |
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焊管/无缝钢管=(外径-壁厚）×壁厚×0.02466 |
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方管=边长×4×0.00785=周长/3.14 |
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矩形管=（长 宽）×2×壁厚×0.00785 |
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扁钢=宽度*壁厚*0.00785 |
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镀锌扁钢=宽度×壁厚×0.00785×1.06 |
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板材=长度×宽度×厚度×0.00785 |
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花纹板=[厚度×0.0785 0.3]×长度*宽度 |
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六角钢=对边×对边距离×0.0065 |
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八角钢=对边×对边距离×0.0065 |
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不锈钢板=长度×宽度×厚度×7.93 |
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圆钢重量（公斤）=0.00617×直径×直径×长度 |
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方钢重量（公斤）=0.00785×边宽×边宽×长度 |
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六角钢重量（公斤）=0.0068×对边宽×对边宽×长度 |
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八角钢重量（公斤）=0.0065×对边宽×对边宽×长度 |
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螺纹钢重量（公斤）=0.00617×计算直径×计算直径×长度 |
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角钢重量（公斤）=0.00785×（边宽 边宽-边厚）×边厚×长度 |
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扁钢重量（公斤）=0.00785×厚度×边宽×长度 |
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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 |
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1 m＝ 3.281 ft |
1 in＝ 25.4 mm |
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1 lb＝ 0.4536 kg |
1 oz＝ 28.3 g |
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1 kgf＝ 9.81 N |
1 lbf＝4.45 N |
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1 MPa=145.161 lb / in |
钢的比重（密度）：7.8g/cm |
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不锈钢比重（密度）：7.78g/cm |
锌比重（密度）：7.05g/cm |
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铝的比重（密度）：2.7g/cm |
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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 |
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Q=nFVr |
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Q |
连铸机的浇注能力（t/min） |
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n |
流数 |
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F |
连铸坯的断面积(m2) |
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V |
拉坯速度(m/min) |
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r |
连铸坯的比重 |
钢液成坯率 |
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C1=（浇注坯量/钢液浇筑量）×100% 一般为96～98% |
连铸坯的合格率 |
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C2=（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 |
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C3=（连铸机每日实际浇注时间/24）×100% |
连铸机的日产量 |
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Q日=24×60×Q×C1×C2×C3 |
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Q |
浇注能力（吨/分钟） |
钢水收得率 |
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C4=（合格的铸坯量/钢液浇注量）×100% |
连铸机的流数 |
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n=G/(F×V×r×T) |
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n |
连铸机的流数 |
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G |
盛钢桶容量(t) |
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F |
铸坯的断面积(m2) |
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V |
坯拉速度(m/min) |
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r |
连铸坯的比重(t/m3)（碳素镇静钢7.6，沸腾钢7.4） |
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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 |
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T最大=[(lgG-0.2)/0.3]×f |
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T最大 |
盛钢桶内钢液最大允许的浇注时间（分钟） |
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G |
盛钢桶容量（吨） |
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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 |
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V=K×L/F |
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V |
拉坯速度(m/min) |
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L |
铸坯断面周长(mm) |
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F |
铸坯的断面积(mm2) |
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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 |
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G中小=1.3FVrTn |
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G中小 |
中间包最小容量(t) |
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F |
铸坯的断面积(m2) |
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V |
拉坯速度(m/min) |
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r |
钢液比重(t/m3) 一般取7.0 |
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T |
更换盛钢桶所需时间(t) |
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n |
流数 |
结晶器倒锥度 |
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εs=（S下-S上）/S下×100% |
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εs |
结晶器倒锥度（%） |
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S下 |
结晶器下口面积(mm2) |
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S上 |
结晶器上口面积(mm2) |
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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 |
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结晶器倒锥度计算 |
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ε=(L下-L上)/L下×100% |
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ε |
结晶器边长计算的倒锥度(%) |
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L下 |
结晶器下口宽边或窄边的长度(mm) |
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L上 |
结晶器上口宽边或窄边的长度(mm) |
结晶器的冷却强度 |
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Q=0.0036Fv |
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Q |
结晶器冷却水量(m3/h) |
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F |
结晶器水缝总面积(mm2) 其中F=B×D |
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B |
结晶器的水缝周长(mm) |
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D |
结晶器水缝断面宽度，取4～5mm |
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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 |
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Q=W×G |
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Q |
二冷区耗水量(m3/h) |
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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 |
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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） |
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T平=T中 △T1 △T2 βt |
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T平 |
浇注平台温度（℃） |
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T中 |
中间包内钢液的理论浇注温度（℃） |
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△T1 |
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℃） |
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△T2 |
钢液从盛钢桶到中间包的温度降低值（℃） |
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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 |
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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） |
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T中=T熔 a |
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T中 |
中间包的钢液理论浇注温度（℃） |
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T熔 |
钢液的熔点（℃） |
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T熔=1538℃-[88C% 8Si% 5Mn% 30P% 25S% 5Ca% 4Ni% 2Mo% 2V% 1.5Cr%] |
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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
01
钢的热处理
1.1正火加热时间
t=KD |
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t |
加热时间 |
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D |
工件有效厚度(mm) |
|
K |
加热时间系数(s/mm) |
K值的经验数据 |
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加热设备 |
加热温度(℃) |
碳素钢K/(S/mm) |
合金钢K(S/mm) |
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箱式炉 |
800~950 |
50~60 |
60~70 |
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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 |
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低碳钢 |
T=Ac3 (100~150℃) |
|
中碳钢 |
T=Ac3 (50~100℃) |
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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） |
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t=(a b)×K×D（经一次预热） |
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t=(a b c)×K×D（经二次预热） |
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t |
加热时间(min) |
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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) |
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c |
到达二次预热温度的加热系数(min/mm) |
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K |
装炉修正系数 |
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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为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）至1/3（不经预热）左右。
工件装炉修正系数K |
|
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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 |
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t |
回火保温时间(min) |
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D |
工件有效尺寸(mm) |
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a |
加热系数(min/mm) |
|
b |
附加时间，一般为10~20min |
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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 |
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1.6回火加热温度
T=200 k(60-x) |
|
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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) 在200~400℃范围： HV=640-(T-20)×1.05 (lgt-1.28)×366 (T-200)(lgt-1.28)×0.036 |
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|
(2) 在400~600℃范围： HV=17.2×103/T-(lgt-1.28)×29.4-(T-400)(lgt-1.28)×0.023 |
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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和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。
02
钢的淬火冷却时间计算
钢预冷淬火时空气预冷时间ty(s) |
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ty=12 (3~4)D |
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D |
淬火工件危险截面厚度(mm) |
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钢Ms点上分级冷却时间tf(s) |
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tf=30 5D |
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03
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) |
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H4~40=88C1/2-0.0135E2C1/2 19Cr1/2 6.3Ni1/2 16Mn1/2 35Mo1/2 5Si1/2-0.82G-20E1/2 2.11E-2 |
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E |
到顶端距离(mm) |
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G |
奥氏体晶粒度 |
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钢的最高淬火硬度，即淬火钢获得90%马氏体时的硬度Hh(HRC) |
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Hh=30 50C |
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钢的临界淬火硬度，即淬火钢获得50%马氏体时的硬度H1(HRC) |
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H1=24 40C |
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钢淬火组织为马氏体时的硬度HVM |
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HVM=127 949C 27Si 11Mn 8Ni 16Cr 21logvM |
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钢淬火组织为贝氏体时的硬度HVB |
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HVB=-323 185C 330Si 153Mn 65Ni 144Cr 191Mo logv B(89 54C-55Si-22Mn-10Ni-20Cr-33Mo) |
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钢淬火组织为珠光体-铁素体的硬度HVPF |
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HVPF=42 223C 53Si 30Mn 13Ni 7Cr 19Mo logv PF(10-19Si 4Ni 8Cr 130V) |
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04
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 |
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HVM=-74-434C-368Si 15Mn 37Ni 17Cr-335Mo-2235V (103/PB)(260 616C 321Si-21Mn-35Ni-11Cr 352Mo-2345V) |
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PB |
回火参数（回火温度×回火时间），此处加热时间为1h |
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钢淬火组织为贝氏体时的回火硬度HVB |
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HVB=262 162C-349Si-64Mn-6Ni-186Cr-485Mo-857 (103/PB)(-149 43C 336Si 79Mn 16Ni 196Cr 498Mo 1094V) |
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钢回火后硬度回归方程 |
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HRC=75.5-0.094T 0.66CM |
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T |
回火温度(℃) |
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CM |
钢的含碳量或碳当量(%) |
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CM=C Mn/6 (Cr Mo V)/5 (Ni Cu)/15 |
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45钢回火后硬度回归方程 |
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HV=640-(T-200)1.05-(logt-1.28)36.6 (T-200)(logt-1.28)0.0036 20≤T≤400 |
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|
HV=17.2×104/T-(logt-1.28)29.4-(T-400)(logt-1.28)0.014 400≤T≤600 |
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|
t |
回火时间(min) |
05
钢的回火温度估算（碳素钢）
T=200 k(60-x) |
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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 |
06
由钢的化学成分估算力学性能
6.1 求屈服比（屈服极限σs/抗拉强度σb）
油液淬火调质σs/σb(%) |
|
σs/σb=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φ150~200mm |
|
空气淬火调质钢σs/σb(%) |
|
σs/σb=48 3Si 4Mn 8Cr 10Mn 3Ni 20V |
6.2 求抗拉强度σb（9.8×MPa）
调质钢 |
|
|
σb=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% |
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|
普通正火及退火钢 |
|
|
σb =20 100CM |
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热轧钢 |
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σb=27 56CM |
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锻钢 |
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σb=27 50CM |
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铸铁 |
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σb=27 48CM |
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|
CM |
钢的碳当量 |
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CM=[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) |
|
rε |
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) |
01
常用车削加工计算公式
- 切削线速度Vc（m/min）
Dm：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）
Dm：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）
ap：切深（吃刀量），单位（mm）
fn：每转进给量，单位（mm/r）
- 净功率 Pc （kW）
Vc：切削线速度，单位（m/min）
ap：切深（吃刀量），单位（mm）
fn：每转进给量，单位（mm/r）
- 加工时间 Tc （min）
Im：加工长度，单位（mm）
fn：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）
kc1：特定切削力，适用于hm= 1 mm
hm：平均切屑厚度，单位（mm)
mc：实际校正系数hm
γ0：切屑前角
02
常用铣削加工计算公式
03
常用孔加工计算公式
来源：材易通、直观学机械、金蜘蛛紧固件网
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