第12章工程材料的选择与.ppt

第十二章工程材料的选择与应用 §12-1失效分析 §12-2选材原则 §12-3典型零件选材与工艺分析 §12-4材料选用与可持续发展 重点： 1、选材原则 2、典型零件选材与工艺分析 §12-1失效分析 一.基本概念 二.失效形式 三.失效原因 四.失效分析的基本步骤与方法 调查取证 整理分析 断口分析 成分组织性能的分析与测试 综合分析得出结论 返回 §12-2选材原则 一.使用性能选材原则 ●使用性能简要分类 ●按使用性能选材的具体方法与步骤 ●按力学性能指标选材需注意的问题 二.工艺性能选材原则 ●金属材料的工艺性能（加工工艺路线） ●高分子材料的工艺性能 ●陶瓷材料 三.经济性能选材原则 ●产品的价值分析 ●产品的总成本分析 ●材料成本分析 四.材料的技术经济评价指标 上一页 返回 §12-3典型零件选材与工艺分析 一.工程材料的应用概括与评价 二.齿轮类零件选材 ●齿轮的工作条件、主要失效形式及性能要求 ●常用齿轮材料 ●典型齿轮选材事例 三.轴类零件选材 ●轴的工作条件、主要失效形式及性能要求 ●常用轴类零件的材料 ●典型轴选材事例 四.刀具选材 ●机械切削刀具 ●日常用刀 五.冷作模具选材 上一页 返回 §12-4材料选用与可持续发展 一.可持续发展的概念 二.材料与环境 三.绿色材料 四.可持续发展战略下的材料选择 ●选择绿色材料 ●减少所用材料种类 ●尽量选用步加涂、镀层的原材料 ●选用产品报废厚能自然分解并为自然界吸收的材料 ●选用易回收再生的材料 上一页 返回 * 机床齿轮的用材及热处理 齿轮 工作条件 钢种 热处理 工艺 硬度 要求 在低载荷下工作，要求耐磨性好的齿轮 15 渗碳直接淬火法或一次淬火法（780℃水淬、180℃回火） 58～63 HRC 低速（＜0.1m/s）低载荷下工作的不重要变速箱齿轮和挂轮架齿轮 45 840℃～860℃正火 156～217HBS 低速（＜1m/s）低载荷下工作的齿轮（如车床溜板上的齿轮） 45 调质（820℃～840℃水淬+500℃～550℃回火） 200～250 HBS 中速、中载荷或大载荷下工作的齿轮（如车床变速箱中的次要齿轮） 45 高频加热、水淬，300℃～340℃回火 45～50 HRC 速度较大或中等载荷下工作的齿轮，齿部硬度较高（如钻床变速箱中次要齿轮） 45 高频加热、水淬，240℃～280℃回火 50～55 HRC 中等速度（2～4m/s）、中等载荷下工作的高速机床走刀箱、变速箱齿轮 40Cr 42SiMn 调质后高频加热、乳化液淬火，260℃～300℃回火 50～55 HRC 高速、高载荷、齿部要求高硬度的齿轮 40Cr， 42SiMn 调质后高频加热、乳化液淬火，180℃～200℃回火 54～60 HRC 高速、中载荷、受冲击、模数＜5齿轮（如机床变速箱齿轮、龙门铣床电动机齿轮） 20Cr， 20Mn2B 渗碳、直接淬火，或一次淬火（810℃油淬、180℃回火） 58～63 HRC 高速、重载、受冲击、模数＞6齿轮（如立车上的重要齿轮） 20CrMnTi，20SiMnVB 渗碳、直接淬火法（预冷至840℃油淬、180℃回火） 58～63 HRC 高速、重载、形状复杂，要求热处理变形小的齿轮 38CrMoAlA 38CrAl 正火或调质后510℃～550℃氮化 850HV以上 在不高载荷下工作的大型齿轮 50Mn2， 65Mn 820℃～840℃空冷 ＜241 HBS 传动精度高、要求具有一定耐磨性的大齿轮 35CrMo 860℃空冷，600℃～650℃回火（热处理后精切齿形） 255～302 HBS 汽车、拖拉机齿轮常用钢种及热处理方法 齿轮类型 常用钢种 热处理 主要工序 技 术 条 件 汽车变速箱和分动箱齿轮 20CrMnTi， 20CrMo等 渗碳 齿面硬度：58～64 HRC 心部硬度：29～45 HRC 40Cr （浅层）碳氮共渗 层深＞0.2mm 齿面硬度：51～61HRC 汽车驱动桥主动及从动圆柱齿轮 汽车驱动桥主动及从动圆锥齿轮 20CrMnTi，20CrMo ?20CrMnTi， 20CrMnMo 渗碳 ? 渗碳 层深按图纸要求，硬度同序号1中渗碳。 齿面硬度及心部硬度同序号1中渗碳。