零部件的失效与选材

第十三章零部件的失效与选材

一、名词解释

失效、磨损失效、腐蚀失效、表面疲劳失效

二、填空题

1.零部件失效的形式有______、______、______ 和______ 等。

2.造成零部件失效的原因主要有______、______、______ 及______ 等。

3.零部件选材的基本原则是______、______ 和______ 。

4.表面损伤失效主要包括_______ 、_______ 、_______ 。

5.断裂失效包括_______ 、_______。

三、选择题

1.现有下列材料

Q235-A·F、42CrMo、65、H68、T8、W18Cr4V、ZG45、HT200、LD2、60Si2Mn、20CrMnTi 请按用途选材：

①机床床身（）；

②汽车板弹簧（）；

③承受重载、大冲击载荷的机车动力传动齿轮（）；

④高速切削刀具（）；

⑤大功率柴油机曲轴（大截面、传动大扭矩、大冲击、轴颈处要耐磨）（）；

2.高精度磨床主轴用38CrMoAl制造，请在其加工工艺路线上，填入相应热处理工艺名称：

锻造→（）→粗机加工→（）→精机加工→（）→粗磨加工→（）→精磨加工

A．调质B．氮化C．消除应力 D.退火

3.机械零部件约80% 以上的断裂失效是（）。

A．疲劳引起的B．磨损引起的C．超载引起的 D.蠕变引起的

4.一耐酸泵轴发生疲劳断裂，金相检验发现夹杂物严重超标，泵轴的断裂原因是（）。

A．选材不合理B．材料不合格C．设计不合理 D.使用不当

四、简答题

1.为什么要进行失效分析？概述失效分析的一般程序。

2.简述防止零件失效的主要措施。2. 选用材料一般应注意哪些基本原则？并简述它们之间的关系。

3.下列发动机零件在选材时应考虑哪些问题？选择哪些材料较适宜。

1 ）活塞；

2 ）曲轴；

3 ）排气阀；

4 ）气门弹簧；

5 ）滑动轴承

4.某工厂用T10 钢制造钻头，给一批铸件钻10mm 的深孔，但钻几个孔后钻头即很快磨损。据检验，钻头的材质、热处理、金相组织和硬度都合格，问失效原因和解决方案。

5.用20CrMnTi钢制造汽车齿轮，加工工艺路线为：

下料——锻造——正火——切削加工——渗碳、淬火及低温回火——喷丸——磨削加工，分析渗碳、淬火及低温回火及喷丸处理的目的。

机械设计与选材

第10章机械设计与选材本章学习要求 1. 了解机械零件的失效和失效的形式； 2 掌握选材的原则和分析方法； 3. 学会常用机械零件选材。 本章学习重点 ?选材的原则； ?常用机械零件选材和工艺路线。 学习方法指导 选材的动机： ?首次开发生产一种新产品、新零件或新装置； ?现有产品的改进和更新换代； ?零件过早失效甚至灾难性事故发生后，需改变用材。 第1节机械零件的失效分析●失效的概念 当零件由于某种原因丧失预定的功能时，即它发生了失效。 ①零件完全破坏，不能继续工作； ②严重损伤，继续工作不安全； ③虽能安全工作，但不能满意地起到预期的作用。 ●失效的形式

第2节选材的依据和基本原则 ①从材料使用性能的角度出发，选用的材料必须保证零件在使用过程中具有良 好的工作能力； ②根据材料工艺性能的要求，必须保证零件便于加工制造； ③从经济性角度考虑，必须保证零件的总成本最低。 ④环境与资源原则 ●使用性能与选材----首要原则 使用性能主要指零件在使用状态下应具有的力学性能、物理性能和化学性能。 ?分析零件的工作条件 首先应判断零件在工作中所受载荷的性质和大小，计算载荷引起的应力分布。 i载荷的性质是决定材料使用性能的主要依据之一。 i i计算应力是确定材料使用性能的数量依据。 考虑零件的工作环境：环境因素会与零件的力学状态综合作用，提出更为复杂的性能要求。

环境状况 温度（如低温、高温、常温或变温）及介质情况（如有无腐蚀或摩擦作用）。 特殊功能 导电性、磁性、热膨胀性、比重、外观等。 失效抗力取决于材料的性能，对零件主要失效形式的分析常常可以综合出零件所要求的主要使用性能。 ?零件性能要求的指标化 将零件对使用性能的要求具体转化为实验室力学性能指标（如强度、韧性、塑性、硬度等）；再根据工作应力、使用寿命或安全性确定性能指标的具体数值。 ●选材与材料工艺性能的关系 材料的工艺性能主要包括冷加工性能如冷变形加工和切削加工性能，热加工性能如铸造性能、焊接性能、锻造性能和热处理性能等。 ?尽量选用工艺简单的材料 ?选材材质与其工艺性要求 ?各工序工艺之间的相互联系和结合 金属零件的加工工艺路线图 性能、质量要求不高的零件 毛坯─→正火或退火─→切削加工─→零件。 如铸铁或碳钢，只要注意采用适宜的毛坯制造方法，其工艺性能均能满足要求。 性能要求较高的零件（如轴、齿轮等） 毛坯─→预先热处理（正火、退火）─→粗加工─→最终热处理（淬火十回火， 固溶时效，渗碳处理等）─→精加工─→零件。 金属零件用材多为碳钢、合金钢、高强铝合金等，其中有些材料的加工性能存 在问题，因此选材时应注意对其工艺性能的分析。

典型零件的选材

材料选用的原则与方法 机械零件的选材是一项十分重要的工作。选材是否恰当，特别是一台机器中关键零件的选材是否恰当，将直接影响到产品的使用性能、使用寿命及制造成本。要做到合理选用材料，就必须全面分析零件的工作条件、受力性质和大小，以及失效形式，然后综合各种因素，提出能满足零件工作条件的性能要求，再选择合适的材料并进行相应的热处理以满足性能要求。 选用工程材料的基本原则是：不仅要充分考虑材料的使用性能能够适应机械零件的工作条件要求、使机器零件经久耐用．同时还要兼顾材料的加工工艺性能、经济性与可持续发展性，以便提高零件的生产率、降低成本、减少能耗、减少乃至避免环境污染等。 选材的一般方法 材料的选择是一个比较复杂的决策问题。目前还没有一种确定选材最佳方案的精确方法。它需要设计者熟悉零件的工作条件和失效形式，掌握有关的工程材料的理论及应用知识、机械加工工艺知识以及较丰富的生产实际经验。通过具体分析，进行必要的试验和选材方案对比，最后确定合理的选材方案。一般，根据零件的工作条件，找出其最主要的性能要求，以此作为选材的主要依据。 零件材料的合理选择通常按照以下步骤进行： (1) 对零件的工作条件进行周密的分析，找出主要的失效方式，从而恰当地提出主要性能指标。一般地，主要考虑力学性能，特殊情况还应考虑物理、化学性能。 (2) 调查研究同类零件的用材情况，并从其使用性能、原材料供应和加工等方面分析选材是否合理，以此作为选材的参考。 (3) 根据力学计算，确定零件应具有的主要力学性能指标，正确选择材料。这时要综合考虑所选材料应满足失效抗力指标和工艺性的要求，同时还需考虑所选材料在保证实现先进工艺和现代生产组织方面的可能性。 (4) 决定热处理方法或其他强化方法，并提出所选材料在供应状态下的技术要求。 (5) 审核所选材料的经济性，包括材料费、加工费、使用寿命等。 (6) 关键零件投产前应对所选材料进行试验，可通过实验室试验、台架试验和工艺性能试验等，最终确定合理的选材方案。 (7) 最后，在中、小型生产的基础上，接受生产考验。以检验选材方案的合理性。 典型零件的选材 轴类零件的选材 轴是机器中的重要零件之一，一切回转运动的零件都装在轴上。根据轴的作用与所承受的载荷，可分成心轴和转轴两类。心轴只承受弯矩不传递扭矩，心轴可以转动，也可以不转动。转轴按负荷情况有

机械零件材料的选用原则

机械零件材料的选用原则 及典型零件的选材与热处理 一、机械零件选材原则 ①使用性能原则 ②工艺性能原则 a.铸造性能 b.压力加工性能 c.焊接性能 d.切削加工性能 ③经济性原则 二、典型零件的选材及热处理 1、齿轮 齿轮的选材及工艺分析： ①机床齿轮 材料：调质钢如45、40Cr、40MnB等，合金钢的淬透性更好。 工艺路线：备料→锻造→正火→机械粗加工→调质→机械精加工→齿部高频表面淬火+低温回火→精磨该工艺路线中热处理工序的作用是： 正火：可消除锻造应力，使同批毛坯具有相同的硬度（便于切削加工），并使组织细化、均匀； 调质：提高齿轮心部的综合力学性能，以承受交变弯曲应力和冲击载荷，还可减少高频淬火变形； 齿部高频表面淬火：提高齿面硬度、耐磨性和抗疲劳点蚀的能力； 低温回火：消除淬火应力，提高抗冲击能力，并可防止产生磨削裂纹。 ②汽车、拖拉机齿轮 材料：一般用合金渗碳钢，如20Cr、20CrMnTi、20MnVB等。 工艺路线：下料→锻造→正火→机械粗加工→渗碳+淬火+低温回火→磨削加工 该工艺路线中热处理工序的作用是： 正火：细化均匀组织，消除锻造应力，改善切削加工性； 渗碳：提高齿轮表面含碳量（0.8%～1.05%）； 淬火：获得一定深度的淬硬层（0.8～1.3mm），提高齿面耐磨性和接触疲劳强度； 低温回火：消除淬火应力，防止磨削裂纹，提高冲击抗力。 2、轴类零件 ①机床主轴 材料：载荷和转速不高时选45钢；承受较大载荷的车床主轴选40Cr；等。 工艺路线：备料→锻造→正火→机械粗加工→调质→机械精加工→轴颈部位表面淬火+低温回火→磨削该工艺路线中热处理工序的作用是： 正火：消除锻造应力，调整硬度便于切削加工，改善锻造组织，为调质做准备。 调质：获得高的综合力学性能，提高疲劳强度和抗冲击能力。 轴颈部位表面淬火+低温回火：使轴颈部位获得高硬度和高耐磨性。

零部件的失效与选材(参考模板)

第十三章零部件的失效与选材 第一节零部件的失效 一、失效概念 所谓失效（failure）是指零部件在使用过程中，由于尺寸、形状或材料的组织与性能等的变化而失去预定功能的现象。由于零部件的失效，会使机床失去加工精度、输气管道发生泄漏、飞机出现故障等，严重地威胁人身生命和生产的安全，造成巨大的经济损失。因此，分析零部件的失效原因、研究失效机理、提出失效的预防措施便具有十分重要的意义。 二、失效形式 零部件常见的失效形式有变形失效(deformation failure)、断裂失效(fracture failure)、表面损伤失效(surface damage failure)及材料老化失效(materials ageing failure)等。 1、变形失效 ⑴ 弹性变形失效 一些细长的轴、杆件或薄壁筒零部件，在外力作用下将发生弹性变形，如果弹性变形过量，会使零部件失去有效工作能力。例如镗床的镗杆，如果工作中产生过量弹性变形，不仅会使镗床产生振动，造成零部件加工精度下降，而且还会使轴与轴承的配合不良，甚至会引起弯曲塑性变形或断裂。引起弹性变形失效的原因，主要是零部件的刚度不足。因此，要预防弹性变形失效，应选用弹性摸量大的材料。 ⑵ 塑性变形失效 零部件承受的静载荷超过材料的屈服强度时，将产生塑性变形。塑性变形会造成零部件间相对位置变化，致使整个机械运转不良而失效。例如压力容器上的紧固螺栓，如果拧得过紧，或因过载引起螺栓塑性伸长，便会降低预紧力，致使配合面松动，导致螺栓失效。 2、断裂失效 断裂失效是零部件失效的主要形式，按断裂原因可分为以下几种： ⑴ 韧性断裂(toughness fracture)失效 材料在断裂之前所发生的宏观塑性变形或所吸收的能量较大的断裂称为韧性断裂。工程上使用的金属材料的韧性断口多呈韧窝状，如图13-1所示。韧窝是由于空洞的形成、长大并连接而导致韧断产生的。 图13-1 韧窝断口

金属零件选材的一般原则

金属零件选材的一般原则： 在机器制造工业中，无论是开发新产品或是更新老产品，在设计和制造机械零件的过程中,除了标准零件可由设计者查阅手册选用外,大都要考虑如何合理地选用材料这个重要问题。实践证明，影晌产品的质量和生产成本的因素很多,其中材料的选用是否恰当,往往起到关键的作用。 从机械零件设计和制造的一般程序来看,先是按照零件工作条件的要求来选择材料,然后根据所选材料的机械性能和工艺性能来确定零件的结构形状和尺寸。在着手制造零件时,也要按所用的材料来制订加工工艺方案。比如选用的材料是铸铁,就只能用铸造方法去生产了。机械零件选材时,主要是考虑零件的工作条件、材料的工艺性能和产品的成本。现将有关 选材的一些基本原则分述如下: (1)选用的材料要满足零件工作条件的要求 零件的工作条件是各种各样的,例如受力状态就有拉伸、压缩、弯曲、扭转、剪切等;载荷性质也有静载、冲击、交变的不同;工作温度则有室温、高温、低温之分;环境介质亦有酸的、碱的、海水以及使用润滑剂等的不同。从上列的工作条件来看,受力状态和载荷性质是反映机械性能的;工作温度和环境介质则属使用环境的材料的机械性能指标也是各种各样的。如屈服极限、强度极限、疲劳极限等是反映材料强度的指标;延伸率、断面收缩率等是反映材料塑性的指标;冲击韧性、断裂韧性等则是反映材料韧性的指标。、 由于选材的基本出发点是要满足零件的强度要求,所以各种强度指标通常都直接用于零件断面尺寸的设计计算。而δ、ψ、αk、Κ10等则一般不直接用于设计计算。有时为了保证零件的安全,才用它们作间接的强度校核,以确定所选材料的强度、塑性和韧性等是否配合适当。至于材料的硬度指标,虽可对强度性能作出一定量的估计,也不用于零件的设计计算。但测量硬度比较简便,在生产中是应用很多的。 至于使用环境的情况,在选材时也是必须考虑的。例如:在高温下工作的零件,可选用耐 热钢;要求耐腐蚀的,可用奥氏体不锈钢;要求耐磨的,可用硬质合金;要求高硬度的,可用工具钢;等等。 ⑵材料的工艺性能也是选材的重要依据之一 因为零件的生产方法不同,将直接影响其质量和生产成本。 金属材料的基本加工方法有铸造、压力加工、焊接、切削加工和热处理等。 ⑶选材时必须十分重视材料的经济性 所选材料既要价廉质优,又要尽量选用国产材料。一般而言,铸铁能满是要求就不用铸钢了;碳素钢能满足要求就不用合金钢了。例如有些曲轴和连杆,选用球墨铸铁代替锻钢去生产,就减少了切削加工量,降低了成本。 在选材时必须重视材料的经济性,不仅要考虑材料本身的价格和制造零件所需的一切费用,还要考虑材料的功能。根据价值工程的原理:价值=功能/成本。用它计算出的结果进行比较,价值就不单是材料本身的价格了,还有材料的功能和使用寿命等含义,所以能够比较全面地反映选材的经济性。例如:要制造一个耐腐蚀的容器,有三个选材方案,一是用普通碳素钢,制造成本为5000元,可使用1年;二是用奥氏体耐酸不锈钢,制造成本为40000元,可用10年;三是用铁素体不锈钢,制造成本为15000元,可用6年。根据价值工程原理算出一、二、三方案的价值系数是1:1.25:2,可见第三选材方案的经济性更好些。

零部件的失效与选材

第十三章零部件的失效与选材 一、名词解释 失效、磨损失效、腐蚀失效、表面疲劳失效 二、填空题 1.零部件失效的形式有______、______、______ 和______ 等。 2.造成零部件失效的原因主要有______、______、______ 及______ 等。 3.零部件选材的基本原则是______、______ 和______ 。 4.表面损伤失效主要包括_______ 、_______ 、_______ 。 5.断裂失效包括_______ 、_______。 三、选择题 1.现有下列材料 Q235-A·F、42CrMo、65、H68、T8、W18Cr4V、ZG45、HT200、LD2、60Si2Mn、20CrMnTi 请按用途选材： ①机床床身（）； ②汽车板弹簧（）； ③承受重载、大冲击载荷的机车动力传动齿轮（）； ④高速切削刀具（）； ⑤大功率柴油机曲轴（大截面、传动大扭矩、大冲击、轴颈处要耐磨）（）； 2.高精度磨床主轴用38CrMoAl制造，请在其加工工艺路线上，填入相应热处理工艺名称： 锻造→（）→粗机加工→（）→精机加工→（）→粗磨加工→（）→精磨加工 A．调质B．氮化C．消除应力 D.退火 3.机械零部件约80% 以上的断裂失效是（）。 A．疲劳引起的B．磨损引起的C．超载引起的 D.蠕变引起的 4.一耐酸泵轴发生疲劳断裂，金相检验发现夹杂物严重超标，泵轴的断裂原因是（）。 A．选材不合理B．材料不合格C．设计不合理 D.使用不当 四、简答题

1.为什么要进行失效分析？概述失效分析的一般程序。 2.简述防止零件失效的主要措施。2. 选用材料一般应注意哪些基本原则？并简述它们之间的关系。 3.下列发动机零件在选材时应考虑哪些问题？选择哪些材料较适宜。 1 ）活塞； 2 ）曲轴； 3 ）排气阀； 4 ）气门弹簧； 5 ）滑动轴承 4.某工厂用T10 钢制造钻头，给一批铸件钻10mm 的深孔，但钻几个孔后钻头即很快磨损。据检验，钻头的材质、热处理、金相组织和硬度都合格，问失效原因和解决方案。 5.用20CrMnTi钢制造汽车齿轮，加工工艺路线为： 下料——锻造——正火——切削加工——渗碳、淬火及低温回火——喷丸——磨削加工，分析渗碳、淬火及低温回火及喷丸处理的目的。

材料的一般选材原则

塑料选材原则 一.国外选用的材料特点 1.金属材料 1.1抗拉强度较国内窄很多,故金属零件的冲压毛刺较稳定,尺寸也稳定. 1.2 厚度均匀而且偏差很小 1.3 符合环保 2.塑料材料 2.1 阻燃材料红磷稳定,不易出现磷挥发 2.2 机械电气性能稳定 2.3 阻燃效果明显 2.4 环保 二.选材特点 1.应用场所—静态载荷还是动态载荷 2.承受重量大小 3.密度 4.耐温要求 5.绝缘性能要求 6.导电性能 7.尺寸稳定性要求 8.抗冲击性能要求 三.典型材料的供应商 1.金属材料 国外—维兰德等 国内---中铝铜业等 2.合金材料 2.1 银合金---优美科/大都克/美泰乐 2.2 电阻合金—松森 3.塑料材料 3.1 国外—BASF/杜邦/DSM/罗地亚 3.2 国内—金发/耐特 四.常用的典型材料 1.金属材料—DC01/T2 2.塑料材料---PA/PBT/PC/ABS/POM/PEI/PESU/BMC/SMC/DMC 3.合金材料—AGSNO2/AgNi/CuNi 五．结构设计 1．提高耐磨性的结构设计 1.1 避免相同材料配成滑动摩擦副 1.2避免白合金耐磨层厚度太大 1.3避免为提高零件表面耐磨性能而提高对整个零件的要求

1.4避免大零件局部磨损而导致整个零件报废 1.5用白合金作轴承衬时，应注意轴瓦材料的选择和轴瓦结构设计1.6润滑剂供应充分，布满工作面 1.7润滑油箱不能太小 1.8勿使过滤器滤掉润滑剂中的添加剂 1.9滑动轴承的油沟尺寸、位置、形状应合理 1.10滚动轴承中加入润滑脂量不宜过多 1.11对于零件的易磨损表面增加一定的磨损裕量 1.12注意零件磨损后的调整 1.13同一接触面上各点之间的速度、压力差应该小 1.14采用防尘装置防止磨粒磨损 1.15避免形成阶梯磨损 1.16滑动轴承不能用接触式油封 1.17对易磨损部分应予以保护 1.18对易磨损件可以采用自动补偿磨损的结构

机械零件的常用材料及选用原则

机械零件的常用材料及 选用原则 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）

一. 机械零件常用材料: 机械零件常用材料主要有黑色金属﹑有色金属﹑非金属材料和各种复合材料四大类.其中以黑色金属中的钢﹑铸铁,及有色金属中的铜合金﹑铝合金最为常用,其次是非金属材料中的高分子材料﹑陶瓷材料和复合材料.有关知识在金属工艺学及工程材料学等,分别介绍. 二. 机械零件材料的选用原则: 在机械设计中合理地选择材料是一个很重要的问题.选择零件的材料主要应考虑三方面的问题,即使用要求﹑工艺要求和经济性要求. 1.使用要求:满足使用要求是选择零件材料的最基本原则.使用要求一般包括:(1)零件的工作和受载情况,(2)对零件尺寸和重要的限制,(3)零件的重要程度. 在考虑使用要求时要抓住主要问题,兼顾一切.一般地讲,减轻重量是机械设计的主要要求之一.若零件尺寸取决於强度,且尺寸和重量又受到某些限制时,应选用强度较高的材料.在滑动摩擦下工作的零件应选用减摩性能好的材料或耐磨材料.在高温下工作的零件应选用耐热材料,在腐蚀介质中工作的零件应选用耐蚀材料. 2.工艺要求:所谓工艺要求,是指所选用材料的冷﹑热加工性能好.比如同是箱体零件采用铸件还是焊接件,要看生产批量大小.大批量宜用铸件,小批量宜用焊接件.如果是铸造毛坯应选用流动性好的材料,若是焊接件应选用焊性好的材料. 选择材料还必须考虑材料热处理的工艺性. 由於一般零件都必须经切削加工,所以选择材料还要考虑其切削性能(易断屑﹑表面光滑﹑刀具磨损小等) (3).经济性要求:经济性首先体现在材料的相对价格上,在满足上述两方面选材原则基础上,应尽可能选择价格低廉的材料.其次对经济性不能只从材料价格上考虑,其加工制造费用,使用维护费用都应考虑在内.总之,经济性要综合考虑.

机械零件的选材

机械零件的选材 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

机械零件的选材 在机械零件的设计与制造过程中，如何合理地选择材料是一项十分重要的工作。机械零件的设计不单是结构设计，还应包括材料和工艺的设计，故从事机械设计与制造的工程技术人员，必须掌握各种材料的特性，会正确选择和使用，并能初步分析机器及零件使用过程中出现的各种材料问题。 1、工程材料的强化方式： 固溶强化、加工硬化、细化组织强化、第二相强化、相变强化、复合强化。 2、工程材料的韧化途径： 细化晶粒、调整化学成分、形变热处理、低碳马氏体强韧化。 一、选材的基本原则 ＊满足机件的使用性能要求 ＊较好的加工工艺性 ＊较好的经济性 1、材料的使用性能应能满足使用要求 使用性能与选材材料的使用性能是选材时考虑的最主要根据——首先要准确地判断零件所要求的主要使用性能。 （1）从工作条件及失效形式的分析提出使用性能要求

①承受载荷的类型及大小——如承受持久作用的静载荷，对弹性或塑性变形的抗力是最主要的使用性能；承受交变载荷，则疲劳抗力是重要的使用性能。 ②工作环境——温度、介质的性质等 ③特殊要求的性能——电、热、磁、比重、外观等 失效分析为正确选材提供了重要依据，其目的是找出零件损坏的原因。如失效分析证明零件损坏确系选材不当所致，则可通过选择合适的材料来防止失效。 （2）从使用性能要求提出机械、物理、化学等性能要求 使用性能要求→可测的实验室性能指标→初选 一般根据设计手册的数据选材，应注意： ﹡材料的性能与加工、处理条件有密切的关系。 ﹡材料的性能与加工处理时试样毛坯的尺寸有很大关系。 ﹡材料的化学成分、加工处理的工艺参数、性能都有一个允许的波动范围 只要零件的尺寸、处理条件与手册所给的相同，按手册性能选材是偏安全的 手册一般给出：σs 、σb 、δ、ψ、ak 目前工程上往往用硬度来作为零件的质量检验标准（简单、非破坏性、硬度与其他性能之间有大致固定的关系），此时还须对处理工艺（主要是热处理工艺）作出明确规定。

机械零件的常用材料及选用原则

机械零件的常用材料及选用原则一.机械零件常用材料: 机械零件常用材料主要有黑色金属﹑有色金属﹑非金属材料和各种复合材料四大类.其中以黑色金属中的钢﹑铸铁,及有色金属中的铜合金﹑铝合金最为常用,其次是非金属材料中的高分子材料﹑陶瓷材料和复合材料.有关知识在金属工艺学及工程材料学等,分别介绍. 二.机械零件材料的选用原则: 在机械设计中合理地选择材料是一个很重要的问题.选择零件的材料主要应考虑三方面的问题,即使用要求﹑工艺要求和经济性要求. 1.使用要求:满足使用要求是选择零件材料的最基本原则.使用要求一般包括:(1)零件的工作和受载情况,(2)对零件尺寸和重要的限制,(3)零件的重要程度. 在考虑使用要求时要抓住主要问题,兼顾一切.一般地讲,减轻重量是机械设计的主要要求之一.若零件尺寸取决於强度,且尺寸和重量又受到某些限制时,应选用强度较高的材料.在滑动摩擦下工作的零件应选用减摩性能好的材料或耐磨材料.在高温下工作的零件应选用耐热材料,在腐蚀介质中工作的零件应选用耐蚀材料. 2.工艺要求:所谓工艺要求,是指所选用材料的冷﹑热加工性能好.比如同是箱体零件采用铸件还是焊接件,要看生产批量大小.大批量宜用铸件,小批量宜用焊接件.如果是铸造毛坯应选用流动性好的材料,若是焊接件应选用焊性好的材料. 选择材料还必须考虑材料热处理的工艺性.

由於一般零件都必须经切削加工,所以选择材料还要考虑其切削性能(易断屑﹑表面光滑﹑刀具磨损小等) (3).经济性要求:经济性首先体现在材料的相对价格上,在满足上述两方面选材原则基础上,应尽可能选择价格低廉的材料.其次对经济性不能只从材料价格上考虑,其加工制造费用,使用维护费用都应考虑在内.总之,经济性要综合考虑. 几种常用材料的特性

零件材料选用的原则遵循哪些要素

零件材料选用的原则遵循哪些要素？ 1.使用性原则 材料使用性是指机械零件或构件在正常工作情况下材料应具备的性能。在进行材料选择时候，主要考虑以下因素。 a.零件的负载和工作情况 零件的负载情况主要指载荷的大小和应力状态。工作状况指零件所处的环境，如介质、工作温度和摩擦等。若零件主要满足强度要求，且尺寸和重量又有所限制时，则选用强度较高的材料；若零件的接触应力较高，如齿轮和滚动轴承，则应选用可进行表面强化的材料；在高温度下工作的零件，应选用耐热材料；在腐蚀介质中的零件，应选用耐腐蚀的材料。 需要注意，在材料的各种性能指标中，如只有屈服强度或疲劳强度等一个指标作为选择材料的依据，常常不很合理。当减轻重量也是机械设计的主要要求之一时候，则需采用综合性能指标对零件重量进行评定。如，从减轻重量出发，比强度越大越好。对于有加速运动的零件，由于惯性力与材料的密度成反比，它的重量指标是密度的倒数；由于铝合金的重量指标约为钢的两倍，因此，当有加速时候，铝合金、一些非金属材料和符合材料则是最合适的材料，所以活塞和高速带轮常用铝合金等来制造。 2.对零件尺寸和重量的限制 零件的尺寸和重量还可能影响到材料成形方法的选择。对小零件，就棒料切削加工而言可能是经济的，而大尺寸零件往往采用热加工成形；反过来，对利用各个方法成形的零件一般也有尺寸的限制，如采用熔模铸造和粉末冶金，一般仅限于几千克、十几千克重的零件。 3.对零件力学性能要求 零件的工作条件和失效形式是复杂的，所以涉及到材料的力学性能指标时要具体问题具体分析。 a.同种材料，弱采用不同工艺，则其反应性能的数值不同。例如，同种材料采用锻压成形比用锻造成形强度高；采用调质处理比用正火处理的力学性能沿截面分布更均匀。 b.由手册查到的性能数值都是削尺寸的光滑试样或标准试样，在规定载荷下测定的。实践证明，这写数据不能直接表示材料制成零件后的性能。因为实际使用的零件尺寸往往较大，尺寸增大后零件上存在缺陷的可能性增加(如孔洞、夹杂物、表面损伤等)。此外，零