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6.1 选材的一般原则 第6章 材料的选用 是选材的最主要的原则,保证零件完成规定的功能。不同用途的零件要求的使用性能不同。 选材一般应遵循三个基本原则：使用性能、工艺性能和经济性，它们是辩证的统一体。同时也要根据我国的资源情况，贯彻“自力更生”方针，优先选择国产材料。 一、使用性能原则 对结构零件而言，其使用性能要求以力学性能为主，物理化学性能为辅；对功能元件而言，其使用性能则以各种功能特性为主，以力学性能、化学性能为辅。实际上零件对材料的使用性能要求是多因子的，因而必须首先准确判断零件所要求的某个（或几个）使用性能，然后方可进行具体的选材工作。 二、工艺性能原则 在选材中，材料的工艺性能常处于次要的地位，但在特殊情况下，工艺性能也可能成为选材的主要依据。如切削加工中，大批大量生产时，为保证材料的切削加工性而选用易切削钢。由于各种加工方法对材料提出的工艺性要求不尽相同，因此在满足使用性能选材的同时，必须兼顾材料的工艺性能，使所选材料具有良好的工艺性，以有利于在一定生产条件下，方便、经济地得到合格产品。 保证零件加工实际的可行性。 三、 经济性原则 优质、价廉、高寿命，是保证产品具有竞争力的重要条件。 所谓经济性原则，不仅是指选择价格最便宜的材料，或是生产成本最低的产品，而是指运用价值分析的方法，综合考虑材料对产品的功能与成本的影响，以达到最佳的技术经济效益。 6.2 典型零件的选材 6.2 .1轴类零件的选材 1.轴的工作条件 ①　工作时主要承受一定的交变弯曲和扭转应力的复合作用； ② 需要轴承支承，支承轴颈应有较高的耐磨性； ③ 大多承受一定的冲击载荷。 ③ 表面过度磨损等。 2.轴类零件的失效形式 ①长期交变载荷下的疲劳断裂(包括扭转疲劳和弯曲疲劳 断裂); ②大载荷或冲击载荷作用引起的过量变形甚至断裂; 3.制造轴类零件的材料应具备的性能 ①　优良的综合力学性能，防止过载断裂、冲击断裂； ②　高的疲劳强度，对应力集中敏感性低，防止疲劳断裂； ③　良好的耐磨性。 4.常用轴类零件的选材（锻造或轧制的低、中碳钢或合金钢） ① 一般轴类零件常用45等中碳钢，进行正火或调质或 表面淬火 ③ 精度较高的轴可选GCr15和65Mn等，进行调质和表面淬火 ④承受较大的冲击载荷和疲劳载荷、高转速等条件下工作的轴可选20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等低碳合金钢，进行渗碳淬火 ⑤ 高精度、高转速的主轴需选38CrMoAlA专用氮化钢， 调质 ②载荷较大、中等精度且转速较高的轴可选40Cr等中碳合金结构钢，进行油淬 4.轴类零件选材举例 C6132车床主轴 锻造→正火→粗加工→调质→精加工→表面淬火、低温回火→磨削加工 材料：45钢 工艺路线： 热处理：调质处理；摩擦部位：表面淬火、低温回火 6.2.2 齿轮类零件的选材 ① 传递运动和扭矩，齿根承受较大的交变弯曲应力； 1.齿轮类零件的特点 ② 齿的表面要求承受较 大的接触应力，在工作 过程中相互滚动和滑动，表面受到强烈的摩擦和 磨损； 2.制造齿轮类零件的材料应具备的性能 ① 高的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度； ② 齿面有高的硬度和耐磨； ③ 轮齿心部要足够的强度和韧性 3.常用齿轮类零件的选材 ①　低速、轻载或中载的普通精度齿轮 —— 中碳结构钢（如45钢）进行调质或表面淬火 ②　速度较高、载荷较大、精度较高的齿轮 —— 中碳合金结构钢（如40Cr）、调质或表面淬火 ③　高速、中载或具有冲击载荷的齿轮 —— 渗碳钢（如20Cr、20CrMnTi等）、渗碳后淬火 ④　高速传动的齿轮 氮化钢（如38CrMoAlA）、 调质和氮化处理 ⑤　受力不大、无冲击、低速的齿轮 铸铁 ⑥　仪器、仪表中的小模数齿轮 有色金属 ⑦　轻载、需减振、低噪音、润滑的齿轮 非金属材料（夹布胶木、尼龙、塑料） 4.齿轮类零件选材举例 C618 机床变速箱齿轮，工作时转速较高，性能要求如下： 齿轮表面硬度50～56HRC、齿轮心部硬度22 ～25HRC、整 体强度σb＝760～800MPa、冲击韧性Ak＝32 ～48J。试 选择合适的材料，并制定出其加工路线。（35、45、 20CrMnTi、38CrMoAlA、T12、W18Cr4V、OCr18Ni9Ti） 选材：45钢；加工路线为： 锻造→正火→粗加工→调质→半精加工→表面淬火、 低温回火→精加工 6.2 .3 箱体类零件的选材 1.箱体类零件的特点 ① 尺寸大、形状复杂，中空、壁薄且不均匀 ② 支承、连接和封闭 2.箱体类零件的选材 单件小批生产，受力较大，形状简单──型钢焊接件 承载一般──普通灰口 铸铁件 承载较大──球墨铸铁件或铸钢件 受力不大，要求自重轻，或要求导热良好──铸造铝合金 受力很小，