机械设计工程师必备知识（非标机械设计常用材料）

45，优质碳素结构钢，是最常用中碳调质钢。平均碳含量为0.45%的钢，钢号为“45”。 重要结构受力件的首选，切削性能及力学性能都能好，常用于做重要的轴、轮、齿、套等，如需表面的高平面度或光洁度，可淬火后上磨床；还可调质增加综合的力学性能，行业内一般认为45钢如不做热处理就是典型的浪费。

主要特征: 最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，淬透性低，水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理，大型件宜采用正火处理。 淬火后硬度在48-58HRC，调质后硬度为20-30HRC

应用举例: 主要用于制造强度高的运动件，如透平机叶轮、压缩机活塞。轴、齿轮、齿条、蜗杆等。焊接件注意焊前预热，焊后消除应力退火。

Q235A（A3钢），最常用的碳素结构钢。 Q235表示屈服点(σs)为235 MPa的碳素结构钢。

主要特征: 具有高的塑性、韧性和焊接性能、冷冲压性能，以及一定的强度、好的冷弯性能。

应用举例: 广泛用于一般要求的零件和焊接结构。如受力不大的拉杆、连杆、销、轴、螺钉、螺母、套圈、支架、机座、建筑结构、桥梁等。

最常用最廉价，强度也很好，机械性能接近于35钢，当使用铝合金强度不够时，或零件太大不适合用铝合金时，可选用，Q235的板材很常用也廉价。表面可以发黑、镀锌、镀铬、镀镍，用以防锈和美观。很适合做一些结构性的零件。

40Cr，使用最广泛的钢种之一，属合金结构钢。

主要特征: 经调质处理后，具有良好的综合力学性能、低温冲击韧度及低的缺口敏感性，淬透性良好，油冷时可得到较高的疲劳强度，水冷时复杂形状的零件易产生裂纹，冷弯塑性中等，回火或调质后切削加工性好，但焊接性不好，易产生裂纹，焊前应预热到100～150℃，一般在调质状态下使用，还可以进行碳氮共渗和高频表面淬火处理。

应用举例:调质处理后用于制造中 速、中载的零件，如机床齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶针套等，调质并高频表面淬火后用于制造表面高硬度、耐磨的零件，如齿轮、轴、主轴、曲轴、心轴、套筒、销子、连杆、螺钉螺母、进气阀等，经淬火及中温回火后用于制造重载、中速冲击的零件，如油泵转子、滑块、齿轮、主轴、套环等，经淬火及低温回火后用于制造重载、低冲击、耐磨的零件，如蜗杆、主轴、轴、套环等，碳氮共渗处即后制造尺寸较大、低温冲击韧度较高的传动零件，如轴、齿轮等。

HT150，灰铸铁

应用举例:齿轮箱体，机床床身，箱体，液压缸，泵体，阀体，飞轮，气缸盖，带轮，轴承盖等

35，各种标准件、紧固件的常用材料

主要特征: 强度适当，塑性较好，冷塑性高，焊接性尚可。冷态下可局部镦粗和拉丝。淬透性低，正火或调质后使用

应用举例: 适于制造小截面零件，可承受较大载荷的零件：如曲轴、杠杆、连杆、钩环等，各种标准件、紧固件

65Mn——常用的弹簧钢

应用举例:小尺寸各种扁、圆弹簧、座垫弹簧、弹簧发条，也可制做弹簧环、气门簧、离合器簧片、刹车弹簧、冷卷螺旋弹簧，卡簧等。

0Cr18Ni9，最常用的不锈钢（美国钢号304，日本钢号SUS304）

特性和应用: 作为不锈耐热钢使用最广泛，如食品用设备，一般化工设备，原于能工业用设备

304不锈钢/316L不锈钢，很常用的高级不锈钢，常用于食品、医疗，316L相比304略贵一点，但是抗锈能力尤其中抗氯离子腐蚀的能力略强。注意304和316L都不能被磁铁吸上，因此上不了磨床，如果一定要求有磁性的不锈钢，2Cr13也是非常常用的。

做钝化处理、表面拉丝；不建议做机加件，因为切削性不好、粘刀；钝化处理：对不锈钢全面酸洗钝化处理，清除污垢，处理后表面变成均匀银白色，大大提高不锈钢抗腐蚀性能。

Cr12，常用的冷作模具钢（美国钢号D3，日本钢号SKD1)

特性和应用: Cr12钢是一种应用广泛的冷作模具钢，属高碳高铬类型的莱氏体钢。该钢具有较好的淬透性和良好的耐磨性；由于Cr12钢碳含量高达2.3%，所以冲击韧度较差、易脆裂，而且容易形成不均匀的共晶碳化物；

Cr12钢由于具有良好的耐磨性，多用于制造受冲击负荷较小的要求高耐磨的冷冲模、冲头、下料模、冷镦模、冷挤压模的冲头和凹模、钻套、量规、拉丝模、压印模、搓丝板、拉深模以及粉末冶金用冷压模等

DC53，常用的日本进口冷作模具钢

特性和应用: 高强韧性冷作模具钢，日本大同特殊钢（株）厂家钢号。高温回火后具有高硬度、高韧性，线切割性良好。9用于精密冷冲压模、拉伸模、搓丝模、冷冲裁模、冲头等

铜合金，常用的有黄铜、白铜，紫铜，一般性能就选黄铜，如果机械性能要求高一点就用白铜，如果导电导热性能要求高一点就选紫铜。在选择导热材料时，铜合金和铝合金是首选，铜的导热性更强但是与铝合金基本在一个等级上，钢材中不锈钢的导热是最差的。

AL6061——以镁、硅为主要合金元素，中等强度<270Mpa，抗腐蚀性和机加工性好

电木——化学名称叫酚醛塑料

FR-4——环氧玻璃布层压板

POM——也称塑钢，常见塑料中硬度最高，切削性能也很好，以白色黑色为主，抛光后表面十分光滑平整，是非常常用的非金属材料，目前在高质量的产品中应用越来越广泛，在许多设计场合取代铝合金、PA、PTFE等，惟一缺点是耐热性一般，热变形温度大约在100摄氏度左右。

PTFE，聚四氟乙烯，也称特氟龙，切削性能及表面抛光性很好，表面有极强的疏水性，在医疗食品行业十分常用，在塑料中算比较耐高温的，热变形温度能达到260摄氏度左右，有时用作隔热材料，而且各种形式的标准件中也很常见，比如棒料、板料、管、接头、垫片等，值得一提的是这种材料还有自润滑特性，表面摩擦系数非常低。

PMMA，亚克力，以板料为主，采用激光切割的板件十分廉价，常见各种颜色，有透明、白色、黑色等等，材料偏脆，如果想攻螺纹有些手法需要注意，透明亚克力在切割面一般是毛面不透明，而抛光后的毛面虽然透明但尺寸难以保证。

PA，尼龙，也是非常常用的非金属材料，经常被用来做各种零件，结构件、齿轮、甚至轴承等，相比于POM还是偏软一点，白色外观偏黄一点，所以目前有些高级应用将PA用POM取代了。

PC，聚碳酸酯，也可以机械加工，但是在批量注塑中最为常用，因此在各行各业中都十分常见，其收缩率很低，一般0.2%以内，而且粒料有各种标准，现在已非常成熟。

,