(2.36)--课件6-材料的选用.pptVIP

第6章 材料的选用 高质量的零件在于合理的设计、正确的选材和恰当的零件的加工工艺。 正确合理的选材应考虑以下三个基本原则： 使用性能 工艺性能 经济性 三者之间有联系，也有矛盾，选材的任务就是上述原则的合理统一。 —机械零件选材的一般原则? 机械零件正确选材的使用性能原则 零件使用时的工作条件与失效形式 受力状况，主要是载荷的性质(例如动载、静载、循环载荷或单调载荷等)和大小；载荷的分布等。 环境状况，主要是温度特性、介质情况等。 特殊要求，如对导电性、磁性、热膨胀、比重、外观等的要求。 失效形式分析 性能指标要求的具体数值；利用手册根据使用性能选材。 确定使用性能指标和数值 确定力学性能指标时应注意的问题 由于零件所要求的力学性能数据，不能简单地同手册、书本中所给出的完全等同相待，还必须注意：材料的性能不单与化学成分有关，也与加工、处理后的状态有关；材料的性能与加工处理时试样的尺寸有关，必须考虑零件尺寸与手册中试样尺寸的差别，进行适当的修正；材料的化学成分、加工处理的工艺参数本身都有一定波动范围。 正确使用硬度指标 强度与韧性合理搭配 KIC在选材中的应用 工艺性能原则 材料的工艺性能应满足生产工艺的要求，这是选材必须考虑的问题。 经济性原则 尽量降低材料及其加工成本?? 材料的价格在产品的总成本中占有较大的比重，据有关资料统计，在许多工业部门中可占产品价格的30%～70%。 用非金属材料代替金属材料 零件的总成本? 零件的总成本与其使用寿命、重量、加工费用、研究费用、维修费用和材料价格有关, 国家的资源和能耗等因素? ??? 典型零件的选材与工艺 一、提高疲劳强度与耐磨性的选材与工艺 交变应力的三种情况 摩擦磨损的三种情况： ①整体硬度要求高； ②自身耐磨，又要求减磨，保护配偶件； ③心部强韧，表面耐磨。 自身耐磨，又要求减磨，保护配偶件 自身耐磨，又要求减磨，保护配偶件 二、齿轮类与轴类零件的选材与工艺 齿轮类零件的选材与工艺 性能要求 传递扭矩和调节速度，齿根承受很大的交变弯曲应力。 换挡、启动，齿部承受一定冲击载荷。 齿面相互滚动或滑动接触，承受很大的接触压应力和摩擦力。 齿轮的失效形式：疲劳断裂、齿面磨损、齿面接触疲劳破坏、过载断裂 齿轮用材的特点 调质钢齿轮： 耐磨性要求较高，冲击韧度要求一般的硬齿面齿轮（HB ≥ 350，如机床变速箱齿轮。45、40Cr、40MnB等）。 对硬度要求不高的软齿面齿轮（HB ＜ 350、挂轮架齿轮、溜板齿轮 ）。 工艺路线为： 下料--锻造—退火--粗加工--调质--精加工--高频淬火及低温回火--精磨。 渗碳钢齿轮： 用于制造速度高、重载荷、冲击大的硬齿面齿轮，如汽车拖拉机变速齿轮。 渗碳齿轮的工艺路线为： 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。 轴类零件的选材 工作条件和性能要求：轴主要是受交变弯曲、扭转的复合作用；轴与轴上零件有相对运动，相互间存在摩擦和磨损；轴在高速运动时承受冲击载荷及过载载荷。性能要求： 良好的综合性能：足够的强度、塑性和一定的韧性，以防过载断裂。 高疲劳强度，以防疲劳断裂。 足够的淬透性，以防磨损失效。 良好的切削加工性能。 轴类零件的用材特点 承受交变拉应力的轴类零件 主要承受弯曲和扭转应力的轴类零件 磨损严重且受较大冲击的轴类零件 高精度高速转动的轴类零件