现代制造工程技术实践第五章

第五章　机械零件的选材一、选材的一般原则二、典型零件的选材举例*一、选材的一般原则1.使用性能2.工艺性能3.经济性*1.使用性能零件的使用性能是指其在一定的工作条件下工作所必须具有的性能，主要包括力学性能、物理性能和化学性能。机械零件在使用过程中丧失其规定功能的现象称为失效。其主要失效形式有变形、断裂和表面损伤三种类型，见表1-5-1。变形、表面损伤、断裂等失效形式在零件失效前都会出现一定的宏观变化，较易发现并容易防止发生重大事故。低应力脆断失效在零件失效前没有宏观先兆，往往是突然发生，危险性和破坏性极大，在选材、加工制造过程中尤应严格要求。进行机械零件选材时，主要以零件的使用性能要求作为选材的首要依据。一般零件都在受力条件下工作，因此通常以 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 的力学性能要求作为选材的主要指标。只有零件在特殊条件下工作时，才将材料的物理性能和化学性能上升为选材的主要指标。*2.工艺性能表1-5-1　机械零件的主要失效形式 失效形式 含　　义 零件举例 变形 过量弹性变形 　工作载荷和(或)温度使零件产生的弹性变形量超过零件匹配所允许的数值 　细长轴、薄壁件以及尺寸与匹配关系要求严格的精密零件 塑性变形 　零件承受的工作应力大于材料的屈服点，导致产生塑性变形 　连杆螺栓、软齿面齿轮等*2.工艺性能表1-5-1　机械零件的主要失效形式 断裂 低应力脆性断裂 　一些含有裂纹源的高强度构件，在工作应力远低于材料屈服点的条件下，因裂纹扩展、失稳而快速断裂的现象 　硬质合金刀具、冷作模具等 疲劳断裂 　零件在交变应力作用下，导致微裂纹的产生与扩展，使之在工作应力远低于材料屈服点的条件下快速断裂的现象 　弹簧、桥梁、压力容器、曲轴、连杆、齿轮等 蠕变断裂 　在长期高温和应力作用下产生塑性变形而导致断裂 　高温炉管、换热器等*2.工艺性能表1-5-1　机械零件的主要失效形式 表面损伤 磨损 　因相对摩擦而使零件的尺寸变化，质量减轻 　量具、刃具、推土机铲斗等 表面接触疲劳 　在交变接触应力作用下，使金属次表层产生裂纹，因裂纹扩展而使零件表面局部剥落 　凸轮、齿轮、滚动轴承等点或线接触的高副传动机构零件 腐　蚀 　零件在周围介质的化学或电化学作用下，表面状态受到破坏，有效截面积减少 　化工容器、管道等*3.经济性在满足使用性能要求的前提下，选材时应充分重视材料的经济性，以降低零件的总成本。价格是影响材料经济性的重要因素。在金属材料中，碳钢和铸铁的价格较低，同时又有较好的工艺性能，可以降低制造成本，在满足零件使用性能要求的前提下应尽量选用。资源的丰富与否是影响材料价格的一个重要因素。我国铬资源较少，镍、铬类合金钢的价格一般较贵，所以应尽量选用我国资源丰富的锰、硅、硼、铝、钒类合金钢来代替镍、铬合金钢。此外，采用适当的强化方法，提高廉价材料的使用价值，往往可以获得良好的经济效益。 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 材料的经济性，仅仅考虑其自身价格是不够的，还必须考虑所选材料对总的制造费用和零件质量、寿命的影响。制造费用在零件的总成本中往往占相当大的比例。采用制造工艺复杂的廉价材料制造零件，不一定比采用工艺性能好而价格较高的材料经济性好。例如，模具的制造费用昂贵，而其材料费用只占总成本的很少份额，仅6％～20％。因此，采用价格较贵但使用寿命长的合金钢或硬质合金制造模具比采用价格低廉但使用寿命短的碳素工具钢更为经济。*二、典型零件的选材举例表1-5-2　常用机械零件的选用示例根据前述机械零件材料选择的基本原则，同时考虑到材料的强化对其性能的影响，表1-5-2列出了一些常用机械零件材料的选择示例。表1-5-2　常用机械零件的选用示例 零件类型 工作条件 选用材料 改性工艺 性　能 应用举例*表1-5-2　常用机械零件的选用示例 轴 　低速，轻、中载荷，稍有冲击 45 　淬火+中温回火 　40～45HRC 　小轴、心轴等 　中速、中载，承受交变弯曲与扭转应力，但冲击较小 　45、40MnVB　40Cr、40MnB 　调质，轴颈局部表面淬火 　整体：220～250HBW轴颈表面：46～51HRC 　滚齿机和机床主轴等 　低、中载及低速条件下工作的大轴 50Mn2 　调质 　250～280HBS 　重型机床大轴等 　低、中速，承受交变应力及冲击 　QT600⁃3 　正火，轴颈局部表面淬火 　整体：240～300HBW轴颈表面：46～50HRC 　低、中速柴油机曲轴等 45，40Cr45Mn2 　同上 　体：160～217HBW　颈表：55～63HRC*表1-5-2　常用机械零件的选用示例 齿　　轮 　低速、轻载、冲击小 小齿轮 45 　正火 　170～200HBW 　精度低的一般齿轮 　中速、中载、承受一定冲击、传动较平稳 大齿轮 QT600⁃3 　正火 　197～269HBW 小齿轮 45 　调质 　200～250HBW 　机床齿轮等 45 　整体淬火 　38～48HRC 40Cr，40MnB 　调质 　230~280HBW 大齿轮 35 　调质 　190～230HBW 45，50 　调质 　220～250HBW 　中速重载、承受较大冲击 小齿轮 45 　整体淬火 　38～48HRC 　汽车、拖拉机变速器齿轮等 　表面淬火 　45～50HRC 40Cr，40MnB，40MnVB 　整体淬火 　35～42HRC 　表面淬火 　52～56HRC 大齿轮 35 　表面淬火 　35～40HRC 45 　调质 　220～250HBW 45，50 　表面淬火 　45～50HRC*表1-5-2　常用机械零件的选用示例 箱体 　工作平稳，低、中载 HT200 　去应力退火或自然时效 　＝200MPa 　机床箱体 　载荷较大、冲击较强 　ZG270⁃500 　去应力退火 　＝270MPa　＝500MPa 　轧钢机架、重型减速器箱体*第一篇复习思考 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 第　一　章第　二　章第　三　章第　五　章*第　一　章1.简述工程材料的分类。2.什么叫工程材料的力学性能?分别写出，σs、σ0．2、σb、δ、Ψ、aK、σ-1所代表的力学性能名称，并说明该性能的含义。3.什么叫材料的硬度?常用的硬度指标有哪些?分别适用于测何种材料的硬度?4.什么叫晶体?常见的金属晶格类型有哪些?简述其晶格特征与性能特点。5.简述金属的结晶过程，并说明过冷度与冷却速度的关系。6.晶粒的粗细对金属的力学性能有何影响?细化晶粒的常用工艺 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 有哪些?7.何谓铁的同素异构转变特性?有何重要意义?8.什么叫合金?合金的基本组成物有哪些?*第　一　章9.铁碳合金的基本组织有哪些?各有何性能特点?10.什么叫铁碳合金相图?简述相图中各主要点和线的含义。11.试分析共析钢、亚共析钢、过共析钢在平衡条件下由液态冷却至室温过程中的组织转变过程。12.说明碳、硅、锰、硫、磷对钢性能的影响。*第　二　章1.分别说明下列各钢号的意义，各牌号的钢分别所属钢类的主要性能特点与应用范围。2.分别说明下列各牌号铸铁的意义，各牌号铸铁分别所属铸铁类别的主要性能特点与应用范围。3.分别说明铜合金、铝合金的牌(代)号的编制方法，各种类别的铜合金、铝合金的主要性能特点与应用范围。4.简述工程塑料的性能特点与应用。5.简述橡胶的特点与应用。6.简述复合材料的特点与分类。*第　三　章1.什么叫钢的整体热处理?钢的整体热处理工艺主要有哪些?2.正火与退火有何主要区别?生产中应怎样选择正火与退火?3.零件经淬火后为什么必须进行回火处理?4.钢的表面热处理分为哪两类?各有哪些常用方法?5.在钢的整体热处理过程中，为什么加热后要有一段保温时间?在什么热处理过程中加热后可以不要保温?为什么?6.分别确定以下钢件的退火方法，并指出采用该种退火方法的目的及退火后的组织。7.分别指出以下零件的锻坯进行正火的主要目的及正火后的组织：①20钢齿轮；②45钢小轴；③T12钢锉刀。*第　三　章8.分别指出下列零件的淬火及回火温度、回火后获得的力学性能：①45钢小轴(要求良好的综合力学性能)；②60钢弹簧；⑧T12钢锉刀。9.简述常用表面形变强化方法的特点与应用。10.简述常用表面覆层强化方法的特点与应用。11.碳在铸铁中有哪几种存在形式?由此可将铸铁分成哪几大类?12.碳钢的碳的质量分数愈高，其强度和硬度亦愈高，而灰铸铁中碳、硅含量愈高，其强度和硬度反而愈低。13.简述灰铸铁中石墨的作用。14.通过改变石墨的形状、大小和分布来强化铸铁的方法有哪些?各得到什么铸铁?*第　三　章15.为什么球墨铸铁是“以铁代钢”的好材料?它能否取代可锻铸铁?16.常用铸铁的热处理改性方法有哪些?为什么铸铁热处理强化的效果不如钢?17.常用ABS的改性方法有哪些?叙述ABS电镀的工艺步骤。18.常用陶瓷的改性方法有哪些?叙述陶瓷电镀的工艺步骤。19.计算机技术在热处理中的应用包括哪几个方面?20.机器人在热处理中的应用有哪几个方面?*第　五　章1.简述机械零件选材的基本原则。2.某机床厂制造的床身一般选用铸铁，而某研究所新 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 的机床床身在所属车间试制却选用钢板焊接制成。3.试分析下列零件的工作条件和主要力学性能要求，并试选相应的材料；①弹簧；②汽车变速器小齿；③机床传动用大齿轮；④轻型载货汽车发动机曲轴；⑤钳工用的锉刀；⑥高速切削刀具。********************