钢的基本计算公式（超全） / 开普饭

钢材的基本公式洛氏、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=nFVrQ连铸机的浇注能力（吨/分钟）n流数F连铸坯的断面积(m2)V拉坯速度(m/min)r连铸坯的比重钢液成坯率C1=（浇注坯量/钢液浇筑量）×100%一般为96～98%连铸坯的合格率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C3=（连铸机每日实际浇注时间/24）×100%连铸机的日产量Q日=24×60×Q×C1×C2×C3Q浇注能力（吨/分钟）钢水收得率C4=（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(m2)V坯拉速度(m/min)r连铸坯的比重(t/m3)（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]×fT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/FV拉坯速度(m/min)L铸坯断面周长(mm)F铸坯的断面积(mm2)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=1.3FVrTnG中小中间包最小容量(t)F铸坯的断面积(m2)V拉坯速度(m/min)r钢液比重(t/m3) 一般取7.0T更换盛钢桶所需时间(t)n流数结晶器倒锥度εs=（S下-S上）/S下×100%εs结晶器倒锥度（%）S下结晶器下口面积(mm2)S上结晶器上口面积(mm2)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下-L上)/L下×100%ε结晶器边长计算的倒锥度(%)L下结晶器下口宽边或窄边的长度(mm)L上结晶器上口宽边或窄边的长度(mm)结晶器的冷却强度Q=0.0036FvQ结晶器冷却水量(m3/h)F结晶器水缝总面积(mm2) 其中F=B×DB结晶器的水缝周长(mm)D结晶器水缝断面宽度，取4～5mmv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×GQ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平=T中+△T1+△T2+βtT平浇注平台温度（℃）T中中间包内钢液的理论浇注温度（℃）△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℃）△T2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℃/mint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中=T熔+aT中中间包的钢液理论浇注温度（℃）T熔钢液的熔点（℃）T熔=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01 钢的热处理1.1正火加热时间t=KDt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800~95050~6060~70盐浴炉800~95012~2520~301.2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工件装炉方式修正系数t030111.11.0t030111.32.0t030111.51.3t030111.71.01.4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+bt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/mm1.6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) 在200~400℃范围：HV=640-(T-20)×1.05+(lgt-1.28)×366+(T-200)(lgt-1.28)×0.036(2) 在400~600℃范围：HV=17.2×103/T-(lgt-1.28)×29.4-(T-400)(lgt-1.28)×0.023T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)ty=12+(3~4)DD淬火工件危险截面厚度(mm)钢Ms点上分级冷却时间tf(s)tf=30+5D03 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)H4~40=88C1/2-0.0135E2C1/2+19Cr1/2+6.3Ni1/2+16Mn1/2+35Mo1/2+5Si1/2-0.82G-20E1/2+2.11E-2E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HVMHVM=127+949C+27Si+11Mn+8Ni+16Cr+21logvM钢淬火组织为贝氏体时的硬度HVBHVB=-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HVPFHVPF=42+223C+53Si+30Mn+13Ni+7Cr+19Mo+logv PF(10-19Si+4Ni+8Cr+130V)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HVMHVM=-74-434C-368Si+15Mn+37Ni+17Cr-335Mo-2235V+(103/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HVBHVB=262+162C-349Si-64Mn-6Ni-186Cr-485Mo-857+(103/PB)(-149+43C+336Si+79Mn+16Ni+196Cr+498Mo+1094V)钢回火后硬度回归方程HRC=75.5-0.094T+0.66CMT回火温度(℃)CM钢的含碳量或碳当量(%)CM=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/1545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)0.003620≤T≤400HV=17.2×104/T-(logt-1.28)29.4-(T-400)(logt-1.28)0.014400≤T≤600t回火时间(min)05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=1206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+20VSi≤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+20V6.2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%普通正火及退火钢σb =20+100CM热轧钢σb=27+56CM锻钢σb=27+50CM铸铁σb=27+48CMCM钢的碳当量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)×1/100003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