材料科学基础材料的选用与发展.pptVIP

一) 工作条件: 1.该轴在上坡或启动时,承受较大扭矩。 2.承受一定的冲击力和具有较高的抗弯能力。 3.承受反复弯曲疲劳应力。 二) 技术要求: 1.杆部硬度HRC37～44;盘部外圆硬度HRC 24～34 ;金相组织为回火索氏体和回火屈 氏体。 2.弯曲度:杆中部1.8mm;盘部跳动2.0mm。 三) 选材:40Cr、42CrMo、40CrMnMo。 四) 加工工艺路线: 下料 锻造 正火 粗加工 调质 半精加工 精车加工 盘部钻孔 磨花键 三.C616机床齿轮 一) 工作条件: 1.工作负荷不太大。 2.中速运转(6～10m/s)。 二) 技术要求: 1.齿面硬度HRC45～50,金相组织为回 火索氏体。 2.齿心部硬度HRC22～25,金相组织为 回火马氏体。 三) 选材: 40、45钢。 四) 加工工艺路线: 下料 锻造 正火 粗加工 调质 半精加工 精车加工 高频淬火 及低温回火 精磨 四.JN – 150型载重汽车变速箱齿轮 一) 工作条件: 1.工作负荷大。 2.高速运转 ( 10～15m/s以上 )。 3.受冲击频繁,磨损较严重。 二) 技术要求: 1.齿面硬度HRC58～62, 金相组织为回 火马氏体+合金碳化物+残余奥氏体。 2.齿心部硬度HRC35～45, 金相组织为 回火马氏体(低碳)+铁素体+细珠光体。 三) 选材: 20 CrMnTi 钢。 四) 加工工艺路线: 下料 锻造 正火 机械加工 渗碳 淬火 低温回火 喷丸 磨齿 五）热处理工艺 900～950℃渗碳 + 820～850℃油淬 + 180～200℃低温回火 最终组织 —— 心部 M’+ F ；齿面 M’+ K + A’ 。 代表零件 材料种类 使用性能 主要失效方式 热处理 缸体、缸盖、飞轮 HT200 刚度、强度、尺寸稳定性 开裂、孔壁磨损、翘曲变形 去应力退火、铸铝件采用时效 缸套、排气门座 合金铸铁 耐磨性、耐热性 过量磨损 铸造状态 曲轴 QT600-2 刚度、强度、耐磨性 磨损、变形、断裂 表面淬火、圆角滚压、氮化 活塞销 渗碳钢20.20Cr 强度、耐磨性、冲击韧性 磨损、变形、断裂 渗碳、淬火、回火 连杆、连杆螺栓 调质钢45.40 Cr 强度、疲劳抗力、冲击韧性 过量变形、断裂 调质、探伤 轴承、轴瓦 轴承钢和轴承合金 耐磨性、疲劳抗力 磨损、剥落、烧蚀、断裂 不热处理 排气门 高铬耐热钢4Cr10Si2Mo 4Cr14Ni14W2Mo 耐热性、耐磨性 尺寸变形、氧化、烧损 淬火、回火 活塞 有色金属高硅铝合金ZL108、ZL110 耐热强度 烧蚀、变形、断裂 固溶处理及时效 支架、盖、罩、挡板、壳等 钢板A3、08、20、16Mn 刚度、强度 变形 不热处理 第十六章 工程材料的选用与发展 §1 零件的失效与失效分析 失效: 1、零件完全破坏，不能继续工作 2、零件严重损伤，不能继续安全工作 3、零件虽能安全工作，但已不能起到预期作用 3.形式 过量变形失效 过量弹性变形 过量塑性变形 断裂失效 韧性断裂 应力腐蚀断裂 蠕变断裂 疲劳断裂 低应力断裂 脆性断裂 表面损伤失效 磨损 接触疲劳 腐蚀 失效分析方法 1）收集证据 2）断口分析，判断失效方式 失效零件的残骸 失效零件的资料 3）测定数据，包括成分、组织和性能的分析与测试 4）确定失效原因 1.材料的力学性能: 根据零件的工作条 件、损坏(或失效)形式 , 选择满足力 学性能的材料。 2.材料的工艺性能:对零件加工生产有 直接的影响,甚至是决定性的。 3.材料的经济性:主要是性价比。 §2 选材的基本原则 选择材料的基本过程 §2 选材的基本原则 选材原则1——使用性能——首要原则 1、根据零件工作条件，确定其使用性能要求 i ?载荷的性质是决定材料使用性能的主要依据之一。 ii 计算应力是确定材料使用性能的数量依据。 受力状态——拉、压、弯、扭 载荷性质——静载、冲击载荷、交变载荷 载荷大小——重载、中载、轻载 工作温度——低温、室温、高温、交变温度 环境介质——加润滑剂、接触酸、碱、盐、海水、粉尘等 其他性能——导热、导电、磁性、膨胀、辐射、比重等 使用性能包括? 2. 进行失效分析 失效抗力取决于材料的性能，对零件主