第11章 机械材料设计与选材.pdf

第十一章 机械材料设计及选材 Outline 1 机械设计与选材的关系 2 机械产品的失效问题 3 选材原则 4 选材的典型实例分析 第一节：机械设计与选材的关系 1.1机械产品的设计过程 机 构 设 计 材 料 设 计 零件形 设 提出 技术 总体 状尺寸 选 工艺 计 设计 功能 结构 设计 过程 总 任务 设计 设计 材 设计 图 服役条 失效形式估计，确定 件分析 失效抗力和性能指标 3 工程材料学 1.2设计与制造工艺的关系 用GCr15制造量规的加工工艺路线 锻造→球化退火→机加工→粗磨→淬火→低温回火→精磨→时效 改善和稳定 保证量规 量规内部组织 外形尺寸 4 工程材料学 第二节：机械产品的失效问题 2.1 失效的概念 •零件完全破坏不能继续工作 1 •能够完成工作，达不到预期作用 2 •零件严重破损，失去安全工作能力 3 定义：产品丧失其规定功能的现象称为失效 工程材料学 机械产品的失效问题 2.2零件失效的原因 设计阶段 ①其工作条件估计错误，如对工作时的过载估计不足，散热、 润滑、环境腐蚀气氛了解不足等，设计依据不合理； ②计算错误，但现在很少发生因计算错误造成的设计事故； ③结构外形设计不合理，往往容易忽视高应力处的应力集中， 仅考虑结构而出现尖角、缺口、过小的圆角。 工程材料学 机械产品的失效问题 2.选材阶段 ①选材不当，选择的材料不合理，即材料本身没有设计者有求于 的能力。问题出在材料上，但责任在设计者。 ②材料本身的缺陷，如杂质元素过多、夹杂物过多或存在夹层、 裂纹的宏观缺陷，即材料的质量问题。 3. 加工：由于生产加工的工艺不良，也会造成各种缺陷。如铸、 锻、焊工艺不良产生的偏析、带状组织或过热、过烧现象等。 4. 装配与使用：零件安装时的配合过紧、过松、对中不良、固定 不紧等会造成零件的早期失效等。 5.意外事故：人为或非人为因素造成零件出现了不可承受的载荷 工程材料学 2.3零件的失效形式与性能的关系