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1、第十一章 机械制造中零件材料的选择第一页，本课件共有15页本章主要内容本章主要内容第一节 机械零件的失效概述第二节 机械零件的材料选择第三节 典型零件的选材实例分析第二页，本课件共有15页第一第一节节 机械零件的失效概述机械零件的失效概述一、失效概念失效是指零件在使用过程中，由于尺寸、形状或材料的组织与性能发生变化而失去原设计的效能二、零件的失效形式断裂失效、磨损失效、变形失效三、零件的失效原因（1）设计不合理（2）选材不合理（3）加工工艺不当（4）安装使用不正确第十一章第十一章第十一章第十一章 机械制造中零件材料的选择机械制造中零件材料的选择机械制造中零件材料的选择机械制造中零件材料的选择第
2、三页，本课件共有15页第二第二节节 机械零件的材料选择机械零件的材料选择选材的一般原则第十一章第十一章第十一章第十一章 机械制造中零件材料的选择机械制造中零件材料的选择机械制造中零件材料的选择机械制造中零件材料的选择(一)使用性能原则使用性能原则首要原则首要原则（二）工艺性能原则（二）工艺性能原则（三）经济性原则（三）经济性原则根本原则根本原则第四页，本课件共有15页（一）材料的使用性能应满足使用要求材料的使用性能应满足使用要求使用性能：指机械零件在正常工作情况下材料应具备的性能，包括力学性能和物理、化学性能等零件的使用性能是保证其工作安全可靠、经久耐用的必要条件按力学性能选材时，需考虑三个方
3、面问题：1、必须考虑材料和零件服役的实际情况2、充分考虑钢材的尺寸效应3、综合考虑材料强度、塑性、韧性的合理配合第五页，本课件共有15页（二）材料的工艺性应满足加工要求材料的工艺性应满足加工要求工艺性指材料适应某种加工的能力。（1）金属材料的加工工艺路线第六页，本课件共有15页（2）主要工艺性能：铸造性、锻造性、焊接性、粘结固化性、切削加工性、热处理工艺性（三）材料的价格和总成本应经济、低廉材料的价格和总成本应经济、低廉第七页，本课件共有15页二、选材的步骤及具体方法（一）步骤第八页，本课件共有15页（二）具体方法三种类型：1、以综合力学性能为主进行选材2、以疲劳强度为主3、以磨损为主第九页，
4、本课件共有15页第三第三节节 典型零件的选材实例分析典型零件的选材实例分析一、齿轮类零件的选材1、齿轮的工作条件2、齿轮的主要失效形式（1）断齿（2）麻点剥落（3）磨损3、对齿轮材料性能的要求（1）高的接触疲劳抗力（2）高的弯曲疲劳强度第十一章第十一章第十一章第十一章 机械制造中零件材料的选择机械制造中零件材料的选择机械制造中零件材料的选择机械制造中零件材料的选择第十页，本课件共有15页（二）齿轮选材的具体实例1、机床齿轮选材a、钢种：中碳钢（45钢）、中碳合金钢（40Cr钢）b、热处理：预备热处理：正火（消除应力，细化组织），对于性能要求高的齿轮，进行调质处理（S回），获得良好的综合力学性能
5、 最终热处理：高频淬火低温回火M回（提高耐磨性和疲劳抗力）c、工艺路线：下料锻造正火粗加工调质处理精加工齿部高频淬火低温回火磨削第十一页，本课件共有15页2、汽车、拖拉机齿轮选材a、钢种：低合金渗碳钢20Cr或20CrMnTi（然后进行渗碳或渗氮共渗处理）b、热处理：预备热处理：正火：消除应力，均匀细化组织，P+F 最终热处理：渗碳淬火低温回火（消除应力，降低脆性），心部组织为M回，材料的淬透性好；表层组织为M回残余奥氏体c、工艺路线：下料锻造正火机加工渗碳淬火低温回火喷丸（去除氧化皮）磨削第十二页，本课件共有15页二、机床主轴的选材1、工作条件2、失效方式3、性能要求第十三页，本课件共有15
6、页（二）主轴选材的具体实例 受交变弯曲和扭转复合应力，载荷和转速不高，冲击载荷不大，一般综合机械性能即可，大端轴颈、锥孔与卡盘、顶尖之间有摩擦，要有较高硬度和耐磨性，可以进行局部表面硬化处理 主轴用45钢制造，载荷较大的主轴用40Cr钢制造，较大冲击载荷和疲劳载荷用合金渗碳钢20Cr 或20CrMnTi制造a、钢种：中碳钢（45钢）、合金渗碳钢（40Cr钢）b、热处理：预备热处理：正火（对毛坯正火，消除应力，细化组织）、整体调质S回（得到较高的综合力学性能）最终热处理：局部表面淬火低温回火M回（满足局部高硬度和耐磨性要求）c、工艺路线：下料锻造正火粗加工调质（得到较好的综合力学性能）局部表面淬火低温回火磨削加工零件第十四页，本课件共有15页本章到此结束。第十五页，本课件共有15页