钢材的基本公式
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
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
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
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℃)
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t030111.11.0t030111.32.0t030111.51.3t030111.71.0
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+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/mm
1.6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+5D
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)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
钢的回火温度估算（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=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+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+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%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
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
