金属材料与热处理教学课件作者吴广河第十二章.ppt

第四节　典型零件材料和毛坯的选择及加工工艺分析 三、箱座类零件 这类零件一般结构复杂. 有不规则的外形和内腔. 且壁厚不均. 这类零件包括各种机械设备的机身、底座、支架、横梁、工作台. 以及齿轮箱、轴承座、阀体、泵体等. 质量从几千克至数十吨. 工作条件也相差很大. 其中一般的基础零件如机身、底座等. 以承压为主.并要求有较好的刚度和减振性. 有些机械的机身、支架往往同时承受压、拉和弯曲应力的联合作用. 或者还受冲击载荷. 箱体零件一般受力不大. 但要求有良好的刚度和密封性. 上一页 下一页 返回 第四节　典型零件材料和毛坯的选择及加工工艺分析 鉴于箱座类零件的结构特点和使用要求. 通常都以铸件为毛坯. 且以铸造性能良好、价格便宜. 并有良好耐压、耐磨和减振性能的铸铁为主. 受力复杂或受较大冲击载荷的零件.则采用铸钢件. 受力不大. 要求自重轻或要求导热良好. 则采用铸造铝合金件. 受力很小.要求自重轻等零件. 可考虑选用工程塑料件. 在单件生产或工期要求紧迫的情况下. 或受力较大. 形状简单. 尺寸较大. 也可采用焊接件. 如选用铸钢件. 为了消除粗晶组织、偏析及铸造应力. 对铸钢件应进行完全退火或正火处理. 对铸铁件一般要进行去应力退火或时效处理. 对铝合金铸件. 应根据成分不同. 进行退火或淬火时效处理. 上一页 返回 第十二章　零件选材及加工工艺分析 第一节　零件的失效形式和选材原则 第二节　零件毛坯的选择 第三节　零件热处理的技术条件和工序位置 第四节　典型零件材料和毛坯的选择及加工工艺分析 返回 第一节　零件的失效形式和选材原则 一、机械零件的失效形式 所谓失效. 是指零件在使用过程中. 由于尺寸、形状或材料的组织与性能发生变化而失去原设计的效能. 零件失效的具体表现为: 完全破坏而不能工作. 严重损伤不能安全工作. 虽能工作. 但已不能完成规定的功能. 零件的失效. 特别是那些没有明显征兆的失效. 往往会带来巨大的损失. 甚至导致重大事故.一般机器零件常见的失效形式有以下三种: １. 断裂 包括静载荷或冲击载荷下的断裂、疲劳断裂、应力腐蚀破裂等. 断裂是材料最严重的失效形式. 特别是在没有明显塑性变形的情况下突然发生的脆性断裂. 往往会造成灾难性事故. 下一页 返回 第一节　零件的失效形式和选材原则 ２. 表面损伤 包括过量磨损、表面腐蚀、表面疲劳(点蚀或剥落) 等. 机器零件磨损过量后. 工作就会恶化. 甚至不能正常工作而报废. 磨损不仅消耗材料、损坏机器. 而且耗费大量能源. ３. 过量变形 包括过量的弹性变形、塑性变形和蠕变等. 不论哪种过量变形. 都会造成零件(或工具) 尺寸和形状的改变. 影响它们的正确使用位置. 破坏零件或部件间相互配合的位置和关系. 使机器不能正常工作. 甚至造成事故. 如高压容器的紧固螺栓若发生过量变形而伸长. 就会使容器渗漏. 又如变速器中的齿轮若产生过量塑性变形. 就会使轮齿啮合不良. 甚至卡死、断齿. 引起设备事故. 上一页 下一页 返回 第一节　零件的失效形式和选材原则 引起零件失效的原因很多. 涉及零件的结构设计、材料的选择与使用、加工制造、装配及维护保养等方面. 而合理选用材料就是从材料应用上去防止或延缓失效的发生. 二、选材的基本原则 (一) 材料的使用性能应满足零件的使用要求 使用性能是指零件在正常使用状态下. 材料应具备的性能. 包括力学性能、物理性能和化学性能. 使用性能是保证零件工作安全可靠、经久耐用的必要条件. 不同机械零件要求材料的使用性能是不一样的. 这主要是因为不同机械零件的工作条件和失效形式不同. 因此.对某个零件进行选材时. 首先要根据零件的工作条件和失效形式. 正确地判断所要求的主要使用性能. 上一页 下一页 返回 第一节　零件的失效形式和选材原则 然后根据主要的使用性能指标来选择较为合适的材料. 有时还需要进行一定的模拟试验来最后确定零件的材料. 对于一般的机械零件. 则主要以其力学性能作为选材依据.对于用非金属材料制成的零件(或构件). 还应注意工作环境对其性能的影响. 因为非金属材料对温度、光、水、油等的敏感程度比金属材料大得多. 在对零件的工作条件、失效形式进行全面分析. 并根据零件的几何形状和尺寸、工作中所受的载荷及使用寿命. 通过力学计算确定出零件应具有的主要力学性能指标及其数值后即可利用手册选材. 但是还应注意以下几点: 第一. 材料的性能不单与化学成分有关. 也与加工、处理后的状态有关. 上一页 下一页 返回 第一节　零件的失效形式和选材原则 金属材料尤为明显. 所以要弄清手册中的数据是在什么加工、处理条件下得到的. 第二. 材料的性能还与试样的尺寸有关. 且随试样截面尺寸的增大. 其力学性能一般是降低的.