第7章 工程设计丶制造与材料选择.pdf

第7章 工程设计、制造与材料选择 第7章 工程设计、制造与材料选择 （engineering design 、manufacture material （engineering design 、manufacture material selection ） selection ） 7.1 零件失效与失效类型 7.1 零件失效与失效类型 (failure of parts types) (failure of parts types) 7.2 零件设计中的材料选择 7.2 零件设计中的材料选择 (material selection in design of parts) (material selection in design of parts) 7.3 热处理在零件加工工艺路 7.3 热处理在零件加工工艺路 线中的位置及热处理方案的选择 线中的位置及热处理方案的选择 7.4 变形开裂与热处理结构工艺性 7.4 变形开裂与热处理结构工艺性 退出 7.1 零件失效与失效类型(failure of parts types) 7.1 零件失效与失效类型(failure of parts types) 7.1.1 失效概念 7.1.1 失效概念 •定 义：机械零件或工程构件丧失规定功能的现象。 •失效含义： ① 零件破损，不能正常工作。 ② 零件尚可安全工作，但不能满足原有功能要求。 ③ 零件不能安全工作。 •失效的定量指标： 额定寿命；某些指标的规定范围（如模具冲头磨损量） 达不到定量指标，即发生早期失效。 7.1.2 失效的形式与对策 7.1.2 失效的形式与对策 图7-1 图7-1 ⑴过量变形失效（excessive deformation failure ） ⑴过量变形失效（excessive deformation failure ） ① 过量弹性变形失效： •特征： Σ 过大（Σ =σ/E）,带来一系后果（如镗杆 e e 的 “让刀”）。 •措施：提高零件刚度，具体办法为改变零件几何， 加大尺寸及用E大的材料。 ② 塑性变形失效： •特征： σ＞σ 、发生整体屈服。 s •措施：选高强度材料、采取强化工艺、加大截面尺 寸或降低应力水平。 ③过量蠕变失效： •特征：T＞0.3Tm （尽管σ＜σs ）时发生，时间累积过 程。 •措施：选用高强耐热钢及合适的热处理。 ⑵断裂失效（fracture failure ） ⑵断裂失效（fracture failure ） ①韧断： •特征： σ＞σ ，先塑变后断裂；原因为强度不足。 b •措施： σ＜[σ]；提高材料强度。 ②低应力脆断： •特征： σ＜σ 时突然发生，无明显宏观塑性变形征 s 兆，最危险，如铸铁