計算鋼材的所有公式及對照表「圓鋼的理論重量表格」

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

不鏽鋼板=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
不鏽鋼比重（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 範圍內，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係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係進行分析，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係，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於拋物線，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/鋼液澆築量）×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	質量係數，取決於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	速度係數(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)
對於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；不鏽鋼，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)

澆注平台溫度（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	澆注平台溫度（℃）
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（℃）中包過熱度取值範圍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	加熱時間係數(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℃)

1.3淬火加熱時間

t=a×K×D（不經預熱）
t=(a+b)×K×D（經一次預熱）
t=(a+b+c)×K×D（經二次預熱）
t	加熱時間(min)
a	到達淬火溫度的加熱係數(min/mm)
b	到達預熱溫度的加熱係數(min/mm)
c	到達二次預熱溫度的加熱係數(min/mm)
K	裝爐修正係數
D	工件的有效厚度(mm)

在一般的加熱條件下，採用箱式爐進行加熱時，碳素鋼及合金鋼a多採用1～1.5min/mm；b為1.5～2min/mm（高速鋼及合金鋼一次預熱a=0.5～0.3；b=2.5～3.6；二次預熱a=0.5～0.3；b=1.5～2.5；c=0.8～1.1），若在箱式爐中進行快速加熱時，當爐溫較淬火加熱溫度高出100～150℃時，係數a約為1.5～20s/mm，係數b不用另加。若用鹽浴加熱，則所需時間，應較箱式爐中加熱時間少1/5（經預熱）至1/3（不經預熱）左右。

工件裝爐修正係數K
工件裝爐方式	修正係數
t030111.1	1.0
t030111.3	2.0
t030111.5	1.3
t030111.7	1.0

1.4淬火加熱溫度

亞共析鋼的淬火加熱溫度	Ac3+(30~50℃)
共析和過共析鋼	Ac1+(30~50℃)
合金鋼的淬火加熱溫度	Ac1（或Ac3）+(50~100℃)

1.5回火加熱時間

對於中溫或高溫回火的工件，回火時間是指均勻透燒所用的時間t=aD+b
t	回火保溫時間(min)
D	工件有效尺寸(mm)
a	加熱係數(min/mm)
b	附加時間，一般為10~20min
鹽浴的加熱係數為0.5~0.8min/mm；鉛浴的加熱係數為0.3~0.5min/mm;井式回火電爐（RJJ系列回火電爐）加熱係數為1.0~1.5min/mm箱式電爐加熱係數為2~2.5min/mm

1.6回火加熱溫度

T=200+k(60-x)
x	回火後硬度值(HRC)
k	待定係數，對於45鋼，x＞30，k=11

大量試驗表明，當鋼的回火參數P一定時，回火所達到的工藝效果—硬度值或力學性能相同。因此，按傳統經驗式確定回火參數僅在標準態(回火1h)時方可使用，實際生產應用受到限制。

為了解決上述問題，將有關因素均定量表達，文獻中導出如下回火公式：

(1) 在200~400℃範圍：HV=640-(T-20)×1.05+(lgt-1.28)×366+(T-200)(lgt-1.28)×0.036
(2) 在400~600℃範圍：HV=17.2×103/T-(lgt-1.28)×29.4-(T-400)(lgt-1.28)×0.023
T	回火溫度℃
t	回火時間min

對比可以看出影響回火效果的主要因素是T和t能較好，較真實地反映出實際工藝參數的影響，定量地表達了不同溫度區間回火硬度的變化特徵。

鋼的淬火冷卻時間計算

鋼預冷淬火時空氣預冷時間ty(s)
ty=12+(3~4)D
D	淬火工件危險截面厚度(mm)
鋼Ms點上分級冷卻時間tf(s)
tf=30+5D

鋼的淬火硬度的計算

鋼終端淬火試驗時，距試樣頂端4~40mm範圍內各點硬度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-2
E	到頂端距離(mm)
G	奧氏體晶粒度
鋼的最高淬火硬度，即淬火鋼獲得90%馬氏體時的硬度Hh(HRC)
Hh=30+50C
鋼的臨界淬火硬度，即淬火鋼獲得50%馬氏體時的硬度H1(HRC)
H1=24+40C
鋼淬火組織為馬氏體時的硬度HVM
HVM=127+949C+27Si+11Mn+8Ni+16Cr+21logvM
鋼淬火組織為貝氏體時的硬度HVB
HVB=-323+185C+330Si+153Mn+65Ni+144Cr+191Mo+logv B(89+54C-55Si-22Mn-10Ni-20Cr-33Mo)
鋼淬火組織為珠光體-鐵素體的硬度HVPF
HVPF=42+223C+53Si+30Mn+13Ni+7Cr+19Mo+logv PF(10-19Si+4Ni+8Cr+130V)

鋼回火後硬度的計算

鋼淬火組織為馬氏體時的回火硬度HVM
HVM=-74-434C-368Si+15Mn+37Ni+17Cr-335Mo-2235V+(103/PB)(260+616C+321Si-21Mn-35Ni-11Cr+352Mo-2345V)
PB	回火參數（回火溫度×回火時間），此處加熱時間為1h
鋼淬火組織為貝氏體時的回火硬度HVB
HVB=262+162C-349Si-64Mn-6Ni-186Cr-485Mo-857+(103/PB)(-149+43C+336Si+79Mn+16Ni+196Cr+498Mo+1094V)
鋼回火後硬度回歸方程
HRC=75.5-0.094T+0.66CM
T	回火溫度(℃)
CM	鋼的含碳量或碳當量(%)
CM=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15
45鋼回火後硬度回歸方程
HV=640-(T-200)1.05-(logt-1.28)36.6+(T-200)(logt-1.28)0.003620≤T≤400
HV=17.2×104/T-(logt-1.28)29.4-(T-400)(logt-1.28)0.014400≤T≤600
t	回火時間(min)

鋼的回火溫度估算（碳素鋼）

T=200+k(60-x)
x	回火後硬度值（HRC)
k	待定係數，對於45鋼，x＞30,k=11;x≤30,k=12

由鋼的化學成分估算力學性能

6.1 求屈服比（屈服極限σs/抗拉強度σb）

油液淬火調質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%材料適用直徑在φ150~200mm

空氣淬火調質鋼σs/σb(%)

σs/σb=48+3Si+4Mn+8Cr+10Mn+3Ni+20V

6.2 求抗拉強度σb（9.8×MPa）

調質鋼
σb=100C-100(C-0.40)/3+100Si/10+100Mo/4+30Mn+6Ni+2W+60V適用C≤0.9%,Si≤1.8%,Mn≤1.1%,Cr≤1.8%,Ni≤5%,V≤2%
普通正火及退火鋼
σb =20+100CM
熱軋鋼
σb=27+56CM
鍛鋼
σb=27+50CM
鑄鐵
σb=27+48CM
CM	鋼的碳當量
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

機加工常用計算公式

術語和單位

Dm	加工直徑(mm)
Vc	切削速度(m/min)
n	主軸轉速(r/min)
Tc	加工時間(min)
Qz	金屬去除量(cm³/min)
Im	加工長度(mm)
Pc	有效功率(kW)
Kc0.4	切削厚度為0.4mm時的單位切削力(N/mm²)
fn	每轉進給量(mm/r)
kr	主偏角（度）
Rmax	表面粗糙度(um)
rε	刀片刀尖半徑(mm)
ap	切削深度(mm)

公式

切削速度(m/min)	Vc=π×Dm×n/103
主軸轉速(r/min)	n=vc×103/(π×Dm)
金屬去除量(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
加工時間(min)	Tc=Im/fn×n
表面粗糙度(um)	Rmax=fn2/ rε×125
刀尖R補償公式	*Z=R-Rtan(a/2)X=Ztan(a)*