鋼材的基本計算公式

2022-06-08 12:30:03來源：材易通作者：

鋼材的基本公式

角鋼=邊長*邊厚*0.015

焊管/無縫鋼管=(外徑-壁厚）×壁厚×0.02466

方管=邊長×4×0.00785=周長/3.14

矩形管=（長+寬）×2×壁厚×0.00785

扁鋼=寬度*壁厚*0.00785

鍍鋅扁鋼=寬度×壁厚×0.00785×1.06

板材=長度×寬度×厚度×0.00785

花紋板=[厚度×0.0785+0.3]×長度*寬度

六角鋼=對邊×對邊距離×0.0065

八角鋼=對邊×對邊距離×0.0065

不銹鋼板=長度×寬度×厚度×7.93

圓鋼重量（公斤）=0.00617×直徑×直徑×長度

方鋼重量（公斤）=0.00785×邊寬×邊寬×長度

六角鋼重量（公斤）=0.0068×對邊寬×對邊寬×長度

八角鋼重量（公斤）=0.0065×對邊寬×對邊寬×長度

螺紋鋼重量（公斤）=0.00617×計算直徑×計算直徑×長度

角鋼重量（公斤）=0.00785×（邊寬+邊寬-邊厚）×邊厚×長度

扁鋼重量（公斤）=0.00785×厚度×邊寬×長度

鋼管重量（公斤）=0.02466×壁厚×（外徑-壁厚）×長度

六方體體積的計算

公式 s20.866×H/m/k即對邊×對邊×0.866×高或厚度

各種鋼管(材)重量換算公式

鋼管的重量=0.25×π×（外徑平方-內徑平方）×L×鋼鐵比重

其中：π = 3.14，L=鋼管長度，鋼鐵比重取7.8

所以，鋼管的重量=0.25×3.14×（外徑平方-內徑平方）×L×7.8

* 如果尺寸單位取米（M）,則計算的重量結果為公斤（Kg）

鋼的密度為：7.85g/cm3（注意：單位換算）

鋼材理論重量計算的計量單位為公斤（ kg ）。

其基本公式為：

W（重量，kg）=F（斷面積 mm²）×L（長度，m）×ρ（密度，g/cm³）×1/1000

各種鋼材理論重量計算公式

常用數據
1 m＝ 3.281 ft	1 in＝ 25.4 mm
1 lb＝ 0.4536 kg	1 oz＝ 28.3 g
1 kgf＝ 9.81 N	1 lbf＝4.45 N
1 MPa=145.161 lb / in	鋼的比重（密度）：7.8g/cm
不銹鋼比重（密度）：7.78g/cm	鋅比重（密度）：7.05g/cm
鋁的比重（密度）：2.7g/cm

洛氏、布式、維式、努氏硬度之間的換算公式

努氏硬度→維氏硬度

經實際數據驗證，該公式的最大相對換算誤差為0.75%，具有較高的參考價值。

洛氏硬度→維氏硬度

①

此公式用我國公布的黑色金屬硬度標準數據進行換算，其HRC誤差基本上在±0.4HRC 范圍內，其最大誤差也僅±0.9HRC，計算的HV誤差最大為±15HV。

②根據不同壓頭所受應力σHRC=σHV，通過對洛氏硬度與維氏硬度壓痕深度關系曲線的分析得出公式

本公式與國家標準實驗換算值對照,換算式計算結果與標準實驗值之誤差為±0.1HRC。

洛氏硬度→布氏硬度

對布氏壓痕和洛氏壓痕深度關系進行分析，根據壓頭的應力σHRC=σHB得出換算公式

計算結果與國家標準實驗值對照，換算式計算結果與標準實驗值之誤差為±0.1HRC。

布氏硬度→維氏硬度

布氏硬度與維氏硬度的關系，同樣根據σHB=σHV得出公式

此公式換算結果與國家標準換算值對照，換算誤差為±2HV。

努氏硬度→洛氏硬度

因為努氏硬度與洛氏硬度的對應曲線類似于拋物線，故由曲線得出近似的換算公式為

此公式比較精確，可以作為使用參考。

連鑄常用的計算公式

澆注能力：連鑄機每分鐘澆注的鋼液量
Q=nFVr
Q	連鑄機的澆注能力（t/min）
n	流數
F	連鑄坯的斷面積(m²)
V	拉坯速度(m/min)
r	連鑄坯的比重

鋼液成坯率

C₁=（澆注坯量/鋼液澆筑量）×100%

一般為96～98%

連鑄坯的合格率

C₂=（合格鑄坯量/澆注坯量）×100%

一般為96～99%

連鑄坯的日有效作業率

C₃=（連鑄機每日實際澆注時間/24）×100%

連鑄機的日產量
Q_日=24×60×Q×C1×C2×C3
Q	澆注能力（噸/分鐘）

鋼水收得率

C₄=（合格的鑄坯量/鋼液澆注量）×100%

連鑄機的流數
n=G/(F×V×r×T)
n	連鑄機的流數
G	盛鋼桶容量(t)
F	鑄坯的斷面積(m²)
V	坯拉速度(m/min)
r	連鑄坯的比重(t/m³)（碳素鎮靜鋼7.6，沸騰鋼7.4）
T	盛鋼桶內鋼液允許的澆注時間(min)

盛鋼桶內鋼液最大允許的澆注時間
T_最大=[(lgG-0.2)/0.3]×f
T_最大	盛鋼桶內鋼液最大允許的澆注時間（分鐘）
G	盛鋼桶容量（噸）
f	質量系數，取決于盛鋼桶所允許的溫度損失，要求格的鋼種取10，要求低鋼種取12

拉坯速度
V=K×L/F
V	拉坯速度(m/min)
L	鑄坯斷面周長(mm)
F	鑄坯的斷面積(mm²)
K	速度系數(m×mm/) 方坯45～75，板坯45～60，圓坯35～45

中間包的最小容量
G_中小=1.3FVrTn
G_中小	中間包最小容量(t)
F	鑄坯的斷面積(m²)
V	拉坯速度(m/min)
r	鋼液比重(t/m³) 一般取7.0
T	更換盛鋼桶所需時間(t)
n	流數

結晶器倒錐度
εs=（S_下-S_上）/S_下×100%
εs	結晶器倒錐度（%）
S_下	結晶器下口面積(mm²)
S_上	結晶器上口面積(mm²⁾
對于矩形坯和板坯連鑄機，鑄坯的寬度和厚度方向上的收縮率不一樣
結晶器倒錐度計算
ε=(L_下-L_上)/L_下×100%
ε	結晶器邊長計算的倒錐度(%)
L_下	結晶器下口寬邊或窄邊的長度(mm)
L_上	結晶器上口寬邊或窄邊的長度(mm)

結晶器的冷卻強度
Q=0.0036Fv
Q	結晶器冷卻水量(m³/h)
F	結晶器水縫總面積(mm²) 其中F=B×D
B	結晶器的水縫周長(mm)
D	結晶器水縫斷面寬度，取4～5mm
v	冷卻水在水縫內的流速，方坯取6～12m/s，板坯取3.5～5m/s

二次冷卻段的耗水量
Q=W×G
Q	二冷區耗水量(m³/h)
W	二次冷卻強度（升/千克鋼）（也叫比水量：所消耗的冷卻水量與通過二冷區的鑄坯質量的比值。）低碳鋼比水量1.0～1.2升/千克鋼；中高碳鋼，低合金鋼比水量0.7～1.0升/千克鋼；不銹鋼，裂紋敏感鋼比水量0.4～0.6升/千克鋼；高速鋼比水量0.1～0.3升/千克鋼
G	連鑄機理論小時產量(t/h)

澆注平臺溫度（盛鋼桶開始澆注時，桶內鋼液測量的溫度）
T_平=T_中+△T₁+△T₂+βt
T_平	澆注平臺溫度（℃）
T_中	中間包內鋼液的理論澆注溫度（℃）
△T₁	中包內鋼液初期溫度降低值（℃）（與中包預熱狀態有關，一般10～15℃）
△T₂	鋼液從盛鋼桶到中間包的溫度降低值（℃）
β	盛鋼桶內自然降溫速率(℃/min) 盛鋼桶50噸為1.3～1.5℃/min，盛鋼桶100噸為0.5～0.6℃/min，盛鋼桶200噸為0.3～0.4℃/min，盛鋼桶300噸為0.2～0.3℃/min
t	盛鋼桶內鋼液最大允許澆注時間(min)

連鑄澆注溫度（中間包內鋼液溫度）
T_中=T_熔+a
T_中	中間包的鋼液理論澆注溫度（℃）
T_熔	鋼液的熔點（℃）
T_熔=1538℃-[88C%+8Si%+5Mn%+30P%+25S%+5Ca%+4Ni%+2Mo%+2V%+1.5Cr%]
a	鋼液的過熱度（℃）中包過熱度取值范圍10～30℃，鑄坯斷面大的取值高一些

鋼的熱處理工藝設計經驗公式

鋼的熱處理

1.1正火加熱時間

t=KD
t	加熱時間
D	工件有效厚度(mm)
K	加熱時間系數(s/mm)

K值的經驗數據
加熱設備	加熱溫度(℃)	碳素鋼K/(S/mm)	合金鋼K(S/mm)
箱式爐	800~950	50~60	60~70
鹽浴爐	800~950	12~25	20~30

1.2正火加熱溫度

根據鋼的相變臨界點選擇正火加熱溫度
低碳鋼	T=Ac3+(100~150℃)
中碳鋼	T=Ac3+(50~100℃)
高碳鋼	T=Ac3+(30~50℃)
亞共析剛	T=Ac3+(30~80℃)
共析鋼及過共析鋼	T=Acm+(30~50℃)

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鋼材的基本計算公式