钢材的基本计算公式

2022-06-08 12:30:03来源：材易通作者：

钢材的基本公式

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

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

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

各种钢材理论重量计算公式

常用数据
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	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

洛氏、布式、维式、努氏硬度之间的换算公式

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。

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。

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。

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。

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=nFVr
Q	连铸机的浇注能力（t/min）
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×C3
Q	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]×f
T_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/F
V	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=1.3FVrTn
G_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7.0
T	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=0.0036Fv
Q	结晶器冷却水量(m³/h)
F	结晶器水缝总面积(mm²) 其中F=B×D
B	结晶器的水缝周长(mm)
D	结晶器水缝断面宽度，取4～5mm
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
Q=W×G
Q	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+βt
T_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℃/min
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）
T_中=T_熔+a
T_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

钢的热处理

1.1正火加热时间

t=KD
t	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	800~950	50~60	60~70
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
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℃)

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