第5章材料的选用 51选材原则 5.2典型零件的选材与工艺
5.1 选材原则 5.2 典型零件的选材与工艺 第5章 材料的选用
5.1选材原则 选材的动机—开发新产品、产品的改进和更新换代。 选材原则 使用、工艺性能 经济性 环境与资源原则
5.1 选材原则 选材的动机—— 开发新产品、产品的改进和更新换代。 选材原则 使用、工艺性能 经济性 环境与资源原则
材料的使用性能—首要原则 零件的工作条件和失效形式 零件失效类型 变形—弹、塑性变形。 断裂—脆、塑性,疲劳断裂。 表面损伤—磨损、腐蚀等。 零件失效的原困作条计、材料、加工、安装和使用。 零件 应力载荷受载 常见失效形式 性能要求 种类性质状态 螺栓拉、剪静载 过量变形,断裂 强度,塑性 传动轴弯、扭循环轴颈疲劳断裂,过量变形 冲击摩擦 轴颈磨损 综合力学性能 传动齿轮压、弯环摩擦 断齿,磨损, 表面高硬度及疲劳极限 冲击振动疲劳断裂,接触疲劳 心部强度及韧性 弹簧扭、交变 振动 弹性失稳, 弹性极限,屈强比 冲击 疲劳破坏 疲劳极限
一、材料的使用性能—— 首要原则 １. 零件的工作条件和失效形式 零件失效类型 变形 —— 弹、塑性变形。 断裂 —— 脆、塑性，疲劳断裂。 表面损伤—— 磨损、腐蚀等。 零件 工作条件 应力 常见失效形式 性能要求 种类 载荷 性质 受载 状态 螺栓 拉、剪 静载 -- 过量变形，断裂 强度，塑性 传动轴 弯、扭 循环 冲击 轴颈 摩擦 疲劳断裂，过量变形 ，轴颈磨损 综合力学性能 传动齿轮 压、弯 循环 冲击 摩擦 振动 断齿，磨损， 疲劳断裂，接触疲劳 表面高硬度及疲劳极限 ，心部强度及韧性 弹簧 扭、弯 交变 冲击 振动 弹性失稳， 疲劳破坏 弹性极限，屈强比 ，疲劳极限 零件失效的原因—— 设计、材料、加工、安装和使用
2.工作环境—温度,介质(如腐蚀,摩擦)。 3.特殊功能要求—导电性、磁性、热膨胀性、比重、外观等。 4.性能要求的指标化—如强硬度、塑韧性等的具体数值。 手册数据、经验公式的局限性—力学性能与零件尺寸有关 40钢不同尺寸毛坯的力学性能 热处理条件 毛坯尺寸/m o b/ MPa8/% 800 120 850淬火 30 750 700 6 500回火 100 600 13
２. 工作环境—— 温度，介质（如腐蚀，摩擦）。 ３. 特殊功能要求—— 导电性、磁性、热膨胀性、比重、外观等。 ４. 性能要求的指标化—— 如强硬度、塑韧性等的具体数值。 手册数据、经验公式的局限性—— 力学性能与零件尺寸有关 40钢不同尺寸毛坯的力学性能 热处理条件 毛坯尺寸/mm σb / MPa δ/ % AKU / J 850淬火 5 800 16 120 30 750 15 80 500回火 50 700 15 56 100 600 13 40
工艺性能—铸、锻、焊、机加工、热处理 零件的加工工艺路线 一般零件—毛坯→正火或退火→切削加工 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,时效,渗C等)→精加工 精密丝杠 毛坯→预先热处理→粗加工→最终热处理→半精加工→ 时效(或N化)→精加工→时效 最终热处理 零件
二、工艺性能—— 铸、锻、焊、机加工、热处理 零件的加工工艺路线 一般零件—— 毛坯 → 正火或退火→ 切削加工 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＋回火，时效，渗C等）→精加工 精密丝杠 毛坯→ 预先热处理→ 粗加工 → 最终热处理→ 半精加工→ 时效（或N化）→ 精加工→ 时效