机械工程材料-7章机械零件用材选择.pptVIP

7.1 材料失效形式及失效分析 7.2 选材的基本原则、方法和依据 7.3 典型零件材料的选择;某人要设计一台减速器，那么减速器上的零件如壳体、输入轴（高速轴）、中间轴、齿轮、输出轴、轴承等都要选什么材料呢？;材料通过制造的零件实现其价值。 零件的功能： （1）在一定压力、温度、介质下，保持规定的形状和尺寸； （2）实现规定的机械运动； （3）传递动力和能量。;1 材料的失效;;1 材料性能降低;2 过量变形;过量塑性变形;3 断裂;发动机活塞连杆断裂;疲劳断裂;零件在工作过程中，由于机械的和化学的作用，使工作表面受到严重损伤，不能继续正常工作，这种失效称为表面损伤失效。 表面损伤失效大致分为磨损失效、表面疲劳失效和腐蚀失效三类 。;零件表面因摩擦发生尺寸变化和物质耗损而导致的材料报废现象叫磨损失效。;材料受环境介质的作用引起的破坏现象。如钢铁生锈、土壤腐蚀等。;表面保护（覆盖法） ;失效分析目的是找出材料失效原因，找出引起材料失效的关键因素，用以提高零件寿命，从选材和选择工艺方法角度预防零部件的早期失效。;搜集失效零件残骸，观测并记录损坏部位；了解零件工作环境。了解失效经过，观察相关零件的损坏情况，判断损坏的顺序。 检测： 化学分析 断口分析 显微分析 应力分析 力学性能测试 断裂力学分析;7.2.1 选材的原则;经济性原则是指在选用材料时应选择性能价格比高的材料。材料的性能就是指其使用性能，材料价格主要由成本决定。 材料的使用性能一般可以用使用时间和安全程度来表示。 材料的成本包括生产成本和使用成本，一般地，材料成本由下列因素决定：原材料成本，原材料利用率、材料成形成本，加工费、安装调试费、维修费、管理费等。;①分析零件使用环境、受力情况，确定零件应具有的主要力学性能指标，作为选材依据。 ②根据力学计算及材料特点，正确选材。 ③结合材料成本、材料成形工艺性、零件复杂程度、生产批量、现有生产条件等，选择成形工艺。 ④综合材料成形成本、热处理成本、使用可靠性，优化选出最合适材料经过试验、调整，最终确定???适的材料及成型工艺方法。;总原则是满足适用性、工艺性、经济性3条基本原则。 仅从适用性角度来选材，工程材料一般考虑满足以下几方面要求： 负荷情况 材料使用温度 受腐蚀情况 耐磨损情况等;② 材料使用温度;④ 耐磨损情况;3 材料成形工艺的选择;1 轴杆类零件;选材及成形工艺选择;选用材料：45钢、40Cr 毛坯准备形式：锻造 热处理：整体调质，轴颈及锥孔表面淬火。 性能要求：整体硬度HB220～HB240；轴颈及锥孔处硬度HRC52。 加工工艺路线： ①下棒料→②锻造→③正火或退火→ ④粗加工→⑤调质处理→⑥半精加工→⑦表面淬火+低温回火→⑧精加工→⑨成品。;⑤调质处理;受力小或主要承受静载荷的轴类零件，或形状复杂的曲轴、凸轮轴。;齿轮的工作条件 通过齿面接触传递动力，周期地受弯曲应力和接触应力作用； 啮合齿表面承受较大摩擦和磨损； 由于换档启动或啮合不良，轮齿会受到冲击。 齿轮的失效形式 齿面接触疲劳、 磨损及轮齿折断;选材及成形工艺选择;高速、重载、冲击较大的齿轮（如汽车变速齿轮）;力学性能高、形状复杂、尺寸大的齿轮;受力不大、无润滑条件下工作的齿轮 选用材料：塑料（如尼龙、聚碳酸脂等） 成型方法：注射成型 应用：石英钟;3 海水中使用的水泵叶轮和水泵轴的选材 ;4 箱体类零件;;受力较大、形状简单的箱体 选用材料：碳素结构钢板（Q235等） 成型方法：焊接