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典型零件材料选择、成形工艺、热处理工艺及组织性能 摘要 材料特别是典型零件材料的选用及热处理工艺的合理安排是从事机械设计、制造工艺的重要内容。而典型机械零件所用材料及其成型工艺的选用是一个复杂的问题，单纯的靠差机械设计手册或仅靠经验法或类比法来确定材料与工艺的选用似乎很容易，但往往会带来不良后果。因此在典型零件材料选择、成形工艺、热处理工艺的选择时需要严肃对待。为此我们需要在对材料及其成型工艺原理的基本知识融会贯通的基础上，能够在中行和分析，统筹考虑材料和成型工艺的选择，理清思路，掌握好基本原则和方法，以系统的综合分析的方法，进行论证，最终确定典型零件材料选择、成形工艺、热处理工艺及组织性能，并且保证不因材料内在因素影响产品质量。因此我们在进行典型零件材料及成形工艺的选择时一般可遵循下列四条基本原则（1）使用性能足够的原则（2）工艺性能良好的原则（3）经济性合理的原则（4）结构，材料，成形工艺相适应原则。因此本文简单论述了典型零件材料选择、成形工艺、热处理工艺及组织性能。 关键词：典型零件，成形工艺，热处理工艺，组织性能 材料选择 使用性能足够原则 使用性能是保证零件完成规定功能的必要条件。因此典型零件所用的材料首先必须满足使用性能的要求。使用性能主要指零件在使用状态下材料应具有的力学性能，物理性能和化学性能。对于典型的机械零件和工程构件，最重要的是力学性能。对使用性能的要求，一般是在分析零件工作条件的基础上以及失效分析的基础上提出来的。 零件的工作条件包括三方面：（1）受力状况（2）环境状况（3）特殊要求。分析零件受力状况时，收件要分析确定零件所承受载荷的类型，例如动载，静载，循环载荷或单调载荷等；并要确定载荷大小以及载荷形式，例如拉伸，压缩，弯曲或扭转等；还要分析载荷的特点，例如是均布载荷还是集中载荷等。分析零件工作的环境状况时，主要是确定工作温度特性以及介质腐蚀情况或磨损条件等。特殊要求主要是对导电性，磁性，热膨胀，比重，外观等的要求 因此，当零件工作条件不同则使用性能要求也不同，应选用不同品种的材料来承担。按受力状况，环境条件及零件类型来确定所选用材料类别如图所示 对于失效零件进行失效分析，可为合理选材及合理选用成形工艺提供实践性的信息。不同的失效形式，可揭示原设计选材的不同弱点。应根据零件失效分析的结果，有针对性的修正原设计的选材，以便保证零件的工作效能及具有足够的抵抗失效的能力。例如，零件因过量变形而失效，表明原选用的菜聊刚性或屈服强度不足，应更换弹性模量高的或者屈服极限高的材料。如果是因为零件表面磨损而失效，应选用硬度高的材料等等。 成型工艺的选择 工艺技术的合理选择是工艺方案设计及实施的最重要的环节，同时也是制定工艺路线或工艺流程的依据。由于同一种零部件或者产品，无论毛坯制造，机械加工，还是热处理，表面处理，装配，往往可以用不同的工艺方法来完成，因而增加了工艺技术选择的复杂性。而成形技术是工艺技术中对产品性能影响最大的一个环节之一。因此成形技术的选择是非常重要的。 与锻造成形的钢轴相比，求魔铸铁有良好的减震性，切削加工性及低的缺口敏感性；此外，他的力学性能高，疲劳强度与中碳钢接近，耐磨性优于表面淬火钢，经过热处理后，还可使其强度，硬度或韧性有所提高 烛照成形的轴最大的不足之处就在于它的韧性低，在承受过载或大的冲击载荷时，易产生脆断。 因此，对于主要考虑刚度的轴以及主要承受静载荷的轴，如曲轴，凸轮轴等可采用铸造成形的球墨铸铁来制造。目前部分负载较重单冲击不大的度锻造成形轴已经被铸造成形轴所代替，及满足了使用性能的要求，又降低了零件的生产成本，取得了良好的经济效益。 以球墨铸铁铸造成形的轴的热处理主要采用正火处理。为提高轴的力学性能也可采用调质或正火后的进行表面淬火，贝氏体等温淬火等工艺。球墨铸铁轴和段钢轴一样均可经氮碳共渗处理，使疲劳极限和耐磨性大幅度提高。与段钢轴相比所不同的是所得氮碳共渗层较浅，硬度较高。 对于以强度要求为主的轴特别是在运转中伴随有一定的冲击载荷的轴，大多采用锻造成形。锻造成形的轴常用材料为中碳钢或中碳合金调质钢。这类材料的锻造性能较好，度按照后配合适当的热处理，可获得良好的综合性能，较高的疲劳强度以及耐磨性，从而有效的提高轴的抵抗变形，断裂及磨损的能力。 碳素结构钢生产工艺流程图 （3）热处理工艺选择及组织性能 齿轮，轴承，弹簧等被广泛用于机械传动中，钳工工具，木工工具，金属切削工具是现代工业必不可少的工具，模具是现实少，无加工先进技术的重要装备，量具是产品质量的有力保证。这些典型零件在现代工业生产中的