10构件的选材、失效与.pptVIP

第10章 构件的选材、失效与金属表面处理 正确合理地选用机械工程材料，是机械设计和制造的重要内容，它不仅影响单个零件及整台机器的制造质量和使用性能，而且对生产周期和成本也有很大影响。选择机械工程材料时，必须熟悉材料的性能及其改善方法，全面分析零件的工作条件、受力情况及其可能失效的形式等，才能满足要求，能经济地制出优质零件。 金属表面处理是制造高质量机械零件的重要工艺方法之一，主要包括表面强化、表面防护和表面装饰等。通过金属表面处理，不仅能提高零件的力学性能和使用寿命，也可以起到美化产品外观的作用。 10.1　零件的失效 机械零件都具有一定的设计使用寿命，在使用寿命期内零件丧失其规定的功能，称之为失效。零件的失效，特别是事先没有明显征兆的失效，常常带来巨大的损失。所以选择机械工程材料时必须考虑到零件可能发生的失效形式。 1．断裂失效 3．表面损伤失效 2．过量变形失效 10.1.2 失效的原因 零件失效的原因很多，一般要从设计、材料、加工工艺和安装使用等几个方面来进行分析。 1．设计不合理 2．选材不合理 3、加工工艺不当 3、装配及使用不当 10.2 材料的无损检测技术 材料质量的检验方法有破坏性检验和非破坏性检验两种。破坏性检验后破坏了被检对象的使用性能，如力学性能检测、化学成分取样分析，金相分析、爆破试验等。非破坏性检验，又称无损检测，它以不破坏被检对象的使用性能为前提，应用物理或化学的方法，检验材料的完整性、连续性或其他性能。无损检测不仅适用于对材料质量的检验，也用于对毛坯和零件质量的检验。下面简要介绍几种在常用的无损检测技术。 10.2.1 射线探伤 1．射线探伤设备 1）X射线机 2）γ射线机 3）加速器 2．射线探伤方法 1）射线照相法 2）射线荧光屏观察法 10.2.2 超声波探伤 1．超声波探伤设备 2．超声波探伤的工作原理 10.2.3 渗透探伤 1）预处理 2）渗透 3）清洗 4）用清洗剂清洗时， 5）显像 6）检验 10.2.4 磁粉探伤 1．磁粉探伤的工作原理 2．磁粉探伤检验程序 1）预处理 2）磁化 3）喷撒磁粉或磁悬液 4）磁痕观察及评定 5）后处理（包括退磁、清洗、干燥、防锈、结果记录等） 10.3 选材的原则、方法和步骤 选择机械工程材料，不仅要考虑材料的性能是否满足零件工作条件的要求，使零件达到设计使用寿命，而且还要求材料具有较好的加工工艺性和经济性。只有满足这三方面的要求时，所选择的材料才为合格材料。 10.3.1 选材的基本原则 选材的应遵循的基本原则：首先，必须保证使用性能要求，然后再考虑工艺性和经济性。 1．保证使用性能要求 2．考虑工艺性能要求 3．满足经济性要求 10.3.2 选材的方法和步骤 1．选材的方法 （1）要求综合性能的零件 （2）要求疲劳强度为主的零件 （3）要求耐磨性为主的零件 2．选材的一般步骤 （1）分析零件工作条件和失效形式，根据实际的使用情况和受力分析，确定零件所要具备的性能要求，主要是力学性能及工艺性能，必要时还须考虑物理性能和化学性能，确定最关键的性能指标。 （2）对已经过实际使用的同类零件进行调查研究，从使用性能、加工工艺性、经济性等方面综合分析比较，以此为参考。 （3）根据零件实际工作条件及相关资料，通过理论计算，必要时进行试验或实验，确定应该具有的力学性能或其他性能指标。 （4）初步选择出具体的材料牌号，并确定其热处理或其它强化方法。 （5）审核所选的材料的经济性，综合考虑其成本（加工费，运输费、材料费等）。 （6）对于关键性零件，特别是一些安全可靠性要求很高的零件，正式投产前应在实验室里对这些零件进行必要的实验或试验以后，充分证实这些零件达到设计所要求的各项性能指标以后，才能逐步批量生产。 10.4 金属材料的表面处理 10.4.1 表面强化处理 1. 金属表面形变强化法 2. 金属表面覆盖层强化法 3.金属表面复合处理强化法 10.4.2 金属的表面防腐处理 1. 金属的腐蚀 1) 腐蚀现象 ２) 腐蚀的分类 化学腐蚀与电化学腐蚀 2. 金属腐蚀的防护方法 1) 正确选择零件材料，合理设计零件结构 2) 化学处理 （1）发蓝处理 （2）磷化处理 （3）蒸汽处理 3) 电化学处理 4) 覆盖法 （1）金属覆盖法 (a)电镀 (b）热浸镀 (c）包镀法 （2）非金属覆盖法 (a）涂油漆法 (b）涂塑料法 (c）涂防锈油法 10.4.3金属表面装饰处理 1. 表面抛光 2. 光亮装饰镀 3. 表面着色 4. 美术装饰漆 * 图10-2 γ射线1类容器工作示意图 图10-3 射线照相法示意图 1—X射线 2—工件 3—胶片 4—底片黑度变化 图10-4