机械零件的选材
在机械零件的设计与制造过程中，如何合理地选择材料是一项十分重要的工作。机械零件的设计不单是结构设计，还应包括材料和工艺的设计，故从事机械设计与制造的工程技术人员，必须掌握各种材料的特性，会正确选择和使用，并能初步分析机器及零件使用过程中出现的各种材料问题。
1、工程材料的强化方式：
固溶强化、加工硬化、细化组织强化、第二相强化、相变强化、复合强化。
2、工程材料的韧化途径：
细化晶粒、调整化学成分、形变热处理、低碳马氏体强韧化。
一、选材的基本原则
＊满足机件的使用性能要求
＊较好的加工工艺性
＊较好的经济性
1、材料的使用性能应能满足使用要求
使用性能与选材材料的使用性能是选材时考虑的最主要根据——首先要准确地判断零件所要求的主要使用性能。
（1）从工作条件及失效形式的分析提出使用性能要求
①承受载荷的类型及大小——如承受持久作用的静载荷，对弹性或塑性变形的抗力是最主要的使用性能；承受交变载荷，则疲劳抗力是重要的使用性能。 ②工作环境——温度、介质的性质等
③特殊要求的性能——电、热、磁、比重、外观等
失效分析为正确选材提供了重要依据，其目的是找出零件损坏的原因。如失效分析证明零件损坏确系选材不当所致，则可通过选择合适的材料来防止失效。
（2）从使用性能要求提出机械、物理、化学等性能要求
使用性能要求 → 可测的实验室性能指标 → 初选
一般根据设计手册的数据选材，应注意：
﹡材料的性能与加工、处理条件有密切的关系。
﹡材料的性能与加工处理时试样毛坯的尺寸有很大关系。
﹡材料的化学成分、加工处理的工艺参数、性能都有一个允许的波动范围
只要零件的尺寸、处理条件与手册所给的相同，按手册性能选材是偏安全的
手册一般给出：σs 、σb 、δ 、ψ 、ak
目前工程上往往用硬度来作为零件的质量检验标准（简单、非破坏性、硬度与其他性能之间有大致固定的关系），此时还须对处理工艺（主要是热处理工艺）作出明确规定。
械零件选材原则
械零件选材原则
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械零件选材原则
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科学论坛
Ｉ■ Ｃｈｉｎａ ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｒｅｖｉ ｅｗ
机械零件断裂失效分析
王翠英
（鸡西永益煤矿机械有限公司 鸡西１５８１００）
［摘 要］断裂失效是最主要，危害最大的～种零件失效模式。断裂失效分析是从断口的宏观、微观特征入手，研究断裂过程和形貌特征与材料的性能、 显微组织、零件的受力状态及环境条件之间的关系，从而提出断裂的原因。
［关键词］零件断裂失效分析
中图分类号：０３ 文献标识码：Ａ 文章编号：ｉ００９—９１４Ｘ（２０１０）０３—００８８一Ｏｌ
１载荷和应力 机械零件承受的负载有：拉，压，扭，弯，剪。相对应的应力是：拉应力，压
应力，扭应力，弯应力，剪应力。负载的作用形式有三种：冲击，负载作用时间
非常短，失效零件往往没有变形：过载，负载作用时间缓慢，通常断裂前先发生
塑性变形：交变，负载作用周期或高或低，负载或方向或大小交替重复，疲劳累 积损伤的零件，裂痕通常发生在应力集中处。
２断裂的类型和机理 根据断裂前所产生宏观塑性变形量的大小，金属断裂可分为塑性断裂、
脆性断裂。脆性断裂的宏观断口表面是平坦的，与作用应力垂直。而塑性断 裂，在断裂前存在大量的塑性变形，往往起因于单纯的过载。
２．１脆性断裂常常是冲击负载引起
发生晶面断裂时，断口特征：纹理粗，中灰色，商碳钢断口反光，软金属出现
人字形条纹，人宇头直指裂源：发生晶界断裂时，断口特征：纹理粗，中灰色，断 口不反光，有人字形条纹，硬金属没有塑性变形。
２．２塑性断裂通常在单一负载作用下断裂，断裂前晶体有拉伸变形的趋
势
拉伸塑性断裂断口特征：纹理粗，暗灰或黑色，具有剪切唇或剪切脊，出现
“缩颈”现象，裂源位于零件断面中央。弯曲塑性断裂断口特征：纹理粗，暗 灰或黑色，剪切唇发生在受压侧，剪切唇的对面是裂源。剪切塑性断裂断口特
征：纹理光滑，银色，裂源处凹陷，裂尾处凸出。扭转塑性断裂断口特征：发生
横向剪切时，纹理光滑，银色，中心断裂区粗：发生纵向剪切时，可见纤维流，木
机械零件的选材
在机械零件的设计与制造过程中，如何合理地选择材料是一项十分重要的工作。机械零件的设计不单是结构设计，还应包括材料和工艺的设计，故从事机械设计与制造的工程技术人员，必须掌握各种材料的特性，会正确选择和使用，并能初步分析机器及零件使用过程中出现的各种材料问题。
1、工程材料的强化方式：
固溶强化、加工硬化、细化组织强化、第二相强化、相变强化、复合强化。
2、工程材料的韧化途径：
细化晶粒、调整化学成分、形变热处理、低碳马氏体强韧化。
一、选材的基本原则
＊满足机件的使用性能要求
＊较好的加工工艺性
＊较好的经济性
1、材料的使用性能应能满足使用要求
使用性能与选材材料的使用性能是选材时考虑的最主要根据——首先要准确地判断零件所要求的主要使用性能。
（1）从工作条件及失效形式的分析提出使用性能要求
①承受载荷的类型及大小——如承受持久作用的静载荷，对弹性或塑性变形的抗力是最主要的使用性能；承受交变载荷，则疲劳抗力是重要的使用性能。 ②工作环境——温度、介质的性质等
③特殊要求的性能——电、热、磁、比重、外观等
失效分析为正确选材提供了重要依据，其目的是找出零件损坏的原因。如失效分析证明零件损坏确系选材不当所致，则可通过选择合适的材料来防止失效。
（2）从使用性能要求提出机械、物理、化学等性能要求
使用性能要求 → 可测的实验室性能指标 → 初选
一般根据设计手册的数据选材，应注意：
﹡材料的性能与加工、处理条件有密切的关系。
﹡材料的性能与加工处理时试样毛坯的尺寸有很大关系。
﹡材料的化学成分、加工处理的工艺参数、性能都有一个允许的波动范围
只要零件的尺寸、处理条件与手册所给的相同，按手册性能选材是偏安全的
手册一般给出：σs 、σb 、δ 、ψ 、ak
目前工程上往往用硬度来作为零件的质量检验标准（简单、非破坏性、硬度与其他性能之间有大致固定的关系），此时还须对处理工艺（主要是热处理工艺）作出明确规定。
