机械零件材料选用的原则

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。

2、材料的工艺性应满足加工要求材料的工艺性能，即加工成零件的难易程度，自然是选材时必须考虑的重要问题。

2024年机械员考试题库第一部分单选题(500题)1、对于一般机械零件，其材料选用原则包括：使用性能原则、（）、经济性原则。

A.铸造性原则B.可焊性原则C.可锻性原则D.工艺性能原则【答案】：D2、《安全生产法》规定：建设项目安全设施的设计人、设计单位应当对（）设计负责。

A.安全设施B.安全措施C.安全组织D.安全部门【答案】：A3、羊角式非自动复位式开关属于（）行程开关。

A.直动式B.滚轮式C.微动式D.组合式【答案】：B4、下列哪个情形不属于劳动合同无效和部分无效（）。

A.以欺诈、胁迫的手段或者乘人之危，使对方在违背真实意思的情况下订立或变更劳动合同B.违反法律、行政法规强制性规定C.用人单位免除自己的法定责任、排除劳动者权利D.用人单位法定代表人变更【答案】：D5、轻骨料混凝土小型空心砌块的强度等级（）以下的砌块主要用于保温墙体或非承重墙。

A.3级B.3.5级C.4级D.4.5级【答案】：B6、实行施工总承包的，由（）组织验收。

A.施工总承包单位B.使用单位C.出租单位D.监理【答案】：A7、桅杆式起重机专项方案必须（）。

A.按规定程序审批，并应经专家论证后实施B.按规定程序审批后实施C.经专家论证后实施D.出租单位审批，并应经专家论证后实施【答案】：A8、把大小相等、方向相反、作用线不在同一直线上，使物体转动的两个平行力，称为（）。

A.力矩B.力C.力偶D.作用力与反作用力【答案】：C9、合金结构钢加人的合金元素的总量不超过（）。

A.3%B.5％C.7％D.10％【答案】：B10、螺纹连接的类型中，被连接件不太厚，螺杆带钉头，通孔不带螺纹，螺杆通过通孔与螺母配合使用的是（）。

A.普通螺栓连接B.铰制孔螺栓连接C.双头螺柱连接D.螺钉连接【答案】：A11、铸造碳钢ZG200一400的极限强度和屈服强度是（）。

A.200MPa和400MPaB.400MPa和200MPaC.200kgf/c㎡和400kgf/c㎡D.400kgf/c㎡和200kgf/c㎡【答案】：B12、对于一般机械零件，其材料选用原则包括：使用性能原则、工艺性能原则、（）。

机械制造常用材料选择原则摘要：机械制造行业在我国经济发展中起着重要的作用。

机械零部件的材料选择是影响机械产品质量、性能、寿命的一个关键因素。

因此，制造商在选择材料时，必须遵循一定的原则，以确保机械零件与机器设备的可靠性和性能的一致性。

关键词：机械制造；常用材料；材料选择。

当今，机械制造已成为现代工业生产的重要组成部分，是现代工业生产的关键性产业之一，在制造机器、设备、零部件和工具时，材料的选择尤为重要，机械制造材料的选择对提高机器和设备的性能和寿命等都有非常大的影响。

本文将介绍机械制造中常用的材料种类和如何选择机械制造材料的原则。

一、机械制造中常用的材料类型在机械制造中，材料种类比较繁多，但大多可以归为以下几大类：（1）钢材。

钢材是机械制造中应用最广泛的材料。

钢材具有高强度、高韧性、易加工和成本较低等优点。

钢材根据其成分、用途不同，可以分为碳钢、合金钢、不锈钢、特殊钢等。

（2）铸铁。

铸铁是指用铁、钢或其他金属作为主要成分的合金。

铸铁的耐磨性、抗压性以及很好的防腐蚀性能使其在机械制造领域广泛应用。

铸铁可以分为灰口铸铁、球墨铸铁和白口铸铁三大类。

（3）有色金属。

以铜、铝、镁、钛等为代表的有色金属因具有良好的导电性、导热性、可加工性和高耐腐蚀性等特性，被广泛应用于机械制造中的各个领域。

（4）塑料。

塑料材料是机械制造中最常见的工程塑料之一。

相对于金属材料，塑料具有很多优点，比如质量轻、成本低、绝缘性好、抗腐蚀性好等。

塑料的应用范围广泛，包括体积小的机械零件、自行车、电视机、电子电路等。

它是一种高效且低成本的选择，也具有较高的强度和刚性，也适用于大量生产规模下的零部件制造，如家电、电子产品、医疗设备、建筑材料等。

（5）合成材料。

为了满足对于材料轻质化、高强度、高刚性的要求，合成材料应运而生。

其中最常用的合成材料是复合材料，由纤维增强材料和树脂或金属基体材料组成。

复合材料具有极高的强度和轻质化特性，适用于需要高质量和高效率的领域，如航空和航天技术、体育设备、汽车和能源等。

机械工程材料的选用机械制造与自动化专业一班姓名边嘉琦学号33021701004摘要：机械行业的发展为社会经济起着保障性的作用。

机械工程中材料的合理选用有着相当重要的作用。

文章从选材的意义、原则、步骤、方法等方面，结合实际，步步深入地进行了探讨。

希望能够对相关工作起到一定的借鉴意义。

关键词：机械设计、材料、性能、选材1选材的意义现代化的工业进程对机械设计行业提出了新的要求。

机械设计中,材料的选择是非常重要的。

合理选用机械工程材料对充分发挥工程材料本身的性能潜力，保证材料具有良好的加工工艺性能，获得理想的使用性能，提高产品零件的质量，节省工程材料，降低生产成本等方面起着重大影响。

实际工作中，往往由于选材不当，使机械零件的使用性能达不到规定的技术要求．从而导致机械零件在使用过程中发生早期损坏如产生变形、断裂或磨损等等，给生产生活造成了损失。

可见材料的选择是机械设计中的重点问题，材料选择合理与否直接影响到机械设计的质量和功能。

因此，必须加强机械设计中材料选择的工作力度。

下面就如何合理选用机械工程材料的问题谈谈我个人的看法，提出来与各位同仁商讨。

2选材的原则我们知道，选材的一般原则是：由工作条件确定使用性能的要求，这是材料选用的基本出发点。

其次是要考虑材料的加工工艺性。

第三是要考虑材料的经济性。

力争使各项花费的总和达到最低值。

最终做到：“材料的使用性能足够、工艺性能良好、供应上能保证、经济性应合理”[1]。

2.1选材的一般使用原则材料的使用原则在于用所选材料制造出的机械零件能否保证其使用性能。

材料的使用性能是指机械零件在正常工作情况下材料应具备的性能。

包括力学性能和物理、化学性能等。

零件的使用性能是保证其工作安全可靠、经久耐用的必要条件。

是选材时考虑的最主要的依据。

不同零件所要求材料的使用性能是不一样的，有的要求强度高，有的要求硬度高，有的要求耐磨性高，有的无严格的性能要求，只需保证一定形式的外表即可。

在大多数情况下应首先考虑零件的使用性能，对一般机械零件来说，则要考虑其力学性能[2]。

机械零件的常用材料及其选择原则1．铸铁与钢是以它们含碳量的高低来区分的，一般含碳量高于_______者为铸铁，低于此值为钢。

（1）2% （2）2.5% （3）3%（4）3.52．灰铸铁和钢相比较，_______不能作为灰铸铁的优点。

（1）价格便宜（2）抗压强度较高（3）抗磨性和减磨性好（4）承受冲击载荷能力强（5）铸造性较好（6）吸震性强3.铸铁中的_______，起强度接近于45号钢，并有良好的耐磨性，现已广泛用来代替钢材，铸造发动机中的曲轴、铁轨、齿轮、蜗轮等零件。

（1）可锻铸铁（2）优质铸铁（3）球墨铸铁（4）耐热铸铁4.灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、低碳钢、中碳钢这五种材料中，有_______可以进行铸造。

（1）一种（2）两种（3）三种（4）四种5．下列材料牌号中，灰铸铁是_______。

（1）ZG25 （2）QT40-10 （3）HT20-40 （4）ZH62 （5）ZL1026．金属材料的牌号为HT20-40，其中20表示材料的_______。

（1）抗弯（2）抗拉（3）抗压（4）屈服7．金属材料的牌号为HT25-47，其中47表示该材料的_______。

（1）抗拉强度（2）屈服强度（3）抗弯强度（4）延伸率8．普通碳钢及优质碳钢通常以_______的形式，供应用户制造机械零件。

（1）块状原料（2）型材（3）钢锭9．碳素结构钢的含碳量在_______以上的，称为高碳钢。

（1）（0.25-0.5）% （2）（0.55-0.7）% （3）（0.8-0.95）% （4）0.95%10．碳素结构钢中，中碳钢的含碳量通常为_______。

（1）（0.1-0.3）% （2）（0.3-0.5）% （3）（0.5-0.7）% （4）（0.7-0.9）%11．碳素结构钢的含碳量低于_______时为低碳钢。

（1）0.25% （2）0.5% （3）0.6% （4）0.7%12.碳素结构钢的含碳量越高，则_______。

第十四章零件选材与加工工艺分析习题解答14-1 选择材料的一般原则有哪些? 简述它们之间联系。

答：选择材料的一般原则有①材料的使用性能应满足零件的使用要求；②) 材料的工艺性应满足加工要求；③选材时，还应充分考虑经济性。

在选用材料时，必须了解我国的资源和生产情况，从实际情况出发，全面考虑材料的使用性能、工艺性能和经济性等方面的因素，以保证产品性能优良、成本低廉、经济效益最佳。

14-2 什么是零件的失效? 一般机械零件的失效方式有哪几种?答：所谓失效是指：①零件完全破坏，不能继续工作；②严重损伤，继续工作很不安全；③虽能安全工作，但已不能满意地起到预定的作用。

一般零件的失效方式有：断裂、表面损伤、磨损、疲劳破坏、过量变形等。

14-3 生产批量对毛坯加工方法的选择有何影响?答：毛坯选择要考虑加工成本，成本与生产批量有关系：①在单件小批量生产的条件下，应选用常用材料、通用设备和工具、低精度、低生产率的毛坯生产方法。

②在大批量生产的条件下，应选用专用材料、专用设备和工具以及高精度高生产率的毛坯生产方法。

这样，毛坯的生产率高、精度高。

虽然专用材料、专用工艺装备增加了费用，但材料的总消耗量和切削加工工时会大幅度降低，总的成本也较低。

③单件、小批生产时，对于铸件应优先选用灰铸铁和手工砂型铸造方法；对于锻件应优先选用碳素结构钢和自由锻方法；在生产急需时，应优先选用低碳钢和手工电弧焊方法制造焊接结构毛坯。

④在大批量生产中，对于铸件应采用机器造型的铸造方法，锻件应优先选用模型锻造方法，焊接件应优先选用低合金高强度结构钢材料和自动、半自动的埋弧焊、气体保护焊等方法制造毛坯。

14-4 毛坯的选择原则是什么? 它们之间的相互关系如何?答：毛坯的选择原则是：保证零件的使用要求；降低制造成本，满足经济性；考虑实际生产条件。

三条原则是相互联系的，考虑时应在保证使用要求的前提下，力求做到质量好、成本低和制造周期短。

14-5 热处理的技术条件包括哪些内容? 如何在零件图上标注?答：热处理技术条件的内容包括：零件最终的热处理方法、热处理后应达到的力学性能指标等。

机械工程材料的选用原则材料的选用教学目的及要求通过本章学习，使学生了解零件的失效形式与提高材料性能的途径，掌握零件选材的一般原则和方法。

主要内容1．零件的失效形式与提高材料性能的途径2．零件选材的一般原则和方法3．典型零件的选材及应用实例学时安排2学时教学重点1．零件的失效形式与提高材料性能的途径2．零件选材的一般原则和方法教学难点零件的失效形式与提高材料性能的途径教学过程第一节选材的一般原则一.材料的使用性能――选材的最主要依据指的是零件在使用时所应具备的材料性能，包括机械性能、物理性能和化学性能。

对大多数零件而言，机械性能是主要的必能指标，表征机械性能的参数主要有强度极限σb、弹性极限σe、屈服强度σs 或σ0.2、伸长率δ、断面收缩率ψ、冲击韧性ak及硬度HRC或HBS等。

这些参数中强度是机械性能的主要性能指标，只有在强度满足要求的情况下，才能保证零件正常工作，且经久耐用。

在材料力学的学习中，已经发现，在设计计算零件的危险截面尺寸或校核安全程度时所用的许用应力，都要根据材料强度数据推出。

附表：几类典型零件的工作条件失效形式及主要机械性能指标可以看出，在设计机械零件和选材时，应根据零件的工作条件，损坏形式，找出对材料机械性能的要求，这是材料选择的基本出发点。

二.材料的工艺性能材料的加工工艺性能主要有：铸造、压力加工、切削加工、热处理和焊接等性能。

其加工工艺性能的好坏直影响到零件的质量、生产效率及成本。

所以，材料的工艺性能也是选材的重要依据之一。

1典型零件工作条件失效形式过量塑性变形或由疲劳而造成破断齿面过度磨损、疲劳麻点、齿的折断颈部摩擦、过度磨损、疲劳破断而失效弹性丧失或疲劳破断重要螺栓承受交变拉应力重要传动齿轮承受交变弯曲应力、交变接触压应力、齿面受滚动摩擦冲击载荷曲轴轴类承受交变弯曲应力、扭转应力、冲击载荷弹簧交变应力、振动滚动轴承点线接触下的交变压应力、滚动摩擦过度磨损、疲劳破断而失效主要力学性能指标σ0.2、HBSσ-1p σ-1、σbb、HRC、接触疲劳强度σ0.2、σ-1、HRC σs／σb、σe、σ-1p σbc、σ-1、HRC 注：σσ-1p为抗压或对称拉伸时的疲劳强度；σ-1光滑试样对称弯曲应力时的疲劳强度；σbb抗弯强度；bc抗压强度。

机械零件的选择对于整个机械设备的性能和稳定性具有至关重要的影响。

在机械零件的选择中，材料的选择是一个至关重要的环节。

不同的材料具有不同的特性，因此在机械零件的选择中，需要根据具体的工作环境和使用要求来选择合适的材料。

下面将介绍机械零件选择材料的原则。

一、根据零件的功能和工作环境选择材料在选择材料时，需要考虑零件所处的工作环境和其具体的功能。

不同的工作环境对材料的要求不同，例如在潮湿的环境中，需要选择耐腐蚀的材料；在高温环境中，需要选择耐高温的材料。

另外，不同的零件具有不同的功能，需要选择符合其功能要求的材料，如需要具有良好的强度和韧性的零件，需要选择高强度的材料。

二、考虑成本和可加工性在选择材料时，还需要考虑材料的成本和可加工性。

不同材料的成本和加工难度是不同的，因此需要在满足性能要求的前提下，尽量选择成本低廉、易加工的材料，以降低生产成本，提高生产效率。

三、考虑材料的可靠性和耐久性在选择材料时，还需要考虑材料的可靠性和耐久性。

材料的可靠性和耐久性直接影响机械设备的使用寿命和性能稳定性。

因此需要选择具有良好可靠性和耐久性的材料，以确保机械设备的长期稳定运行。

四、综合考虑各方面因素在实际选择材料时，需要综合考虑上述因素，找到一个最佳的平衡点。

根据具体的情况，权衡各方面因素，选择最适合的材料，从而保证机械零件的性能和可靠性。

机械零件选择材料的原则主要包括根据零件的功能和工作环境选择材料、考虑成本和可加工性、考虑材料的可靠性和耐久性，综合考虑各方面因素。

只有在全面考虑各个方面因素的基础上，才能选择到最适合的材料，确保机械设备的稳定运行和性能发挥。

为了更全面地讨论机械零件选择材料的原则，接下来将对上述内容进行扩展。

五、考虑材料的强度和硬度在选择材料时，需要充分考虑材料的强度和硬度。

不同的零件需要具备不同的强度和硬度来承受不同的压力和载荷。

在一些高载荷、高压力的工作环境中，需要选择具有高强度和硬度的材料，以确保零件在工作时不会出现断裂或变形的情况。

机械设计中零件材料选用的一般原则
1.功能要求原则：首先需要根据零件的具体功能要求来选择材料。

比如，对于需要承受大载荷的零件，应选用高强度的材料；对于需要耐磨损的零件，应选用具有较好耐磨性能的材料；对于需要导电或绝缘的零件，应选用导电或绝缘材料等等。

2.可加工性原则：在进行材料选择时，还需要考虑材料的可加工性。

不同材料有不同的加工性能，比如硬度高的材料难以加工，一些材料可能需要特殊的加工工艺等。

因此，应选择容易加工的材料，以保证零件的加工成本和工艺质量。

3.成本原则：材料成本是零件生产成本的一部分，因此材料选择时需要考虑成本因素。

一般来说，成本低的材料可以降低零件的生产成本，但需要确保其满足基本的功能要求。

4.可靠性原则：材料的可靠性也是材料选择的重要因素之一、在选择材料时需要考虑其抗疲劳性、耐腐蚀性等方面的性能，以确保零件在使用过程中能够长期稳定工作，减少维修和更换的频率。

5.可回收性原则：在现代社会，环保意识越来越强，可持续发展也成为一个重要的关注点。

因此，在材料选择时，应尽量选择可回收再利用的材料，以减少对环境的影响。

综上所述，机械设计中的零件材料选择应遵循功能要求、可加工性、成本、可靠性和可回收性等原则。

在实际应用中，设计师还需要根据具体情况综合考虑，以选择最优的材料，从而确保产品的性能、寿命和成本等方面的要求。

机械工程材料的选用机械制造与自动化专业一班姓名边嘉琦学号33021701004摘要：机械行业的发展为社会经济起着保障性的作用。

机械工程中材料的合理选用有着相当重要的作用。

文章从选材的意义、原则、步骤、方法等方面，结合实际，步步深入地进行了探讨。

希望能够对相关工作起到一定的借鉴意义。

关键词：机械设计、材料、性能、选材1选材的意义现代化的工业进程对机械设计行业提出了新的要求。

机械设计中,材料的选择是非常重要的。

合理选用机械工程材料对充分发挥工程材料本身的性能潜力，保证材料具有良好的加工工艺性能，获得理想的使用性能，提高产品零件的质量，节省工程材料，降低生产成本等方面起着重大影响。

实际工作中，往往由于选材不当，使机械零件的使用性能达不到规定的技术要求．从而导致机械零件在使用过程中发生早期损坏如产生变形、断裂或磨损等等，给生产生活造成了损失。

可见材料的选择是机械设计中的重点问题，材料选择合理与否直接影响到机械设计的质量和功能。

因此，必须加强机械设计中材料选择的工作力度。

下面就如何合理选用机械工程材料的问题谈谈我个人的看法，提出来与各位同仁商讨。

2选材的原则我们知道，选材的一般原则是：由工作条件确定使用性能的要求，这是材料选用的基本出发点。

其次是要考虑材料的加工工艺性。

第三是要考虑材料的经济性。

力争使各项花费的总和达到最低值。

最终做到：“材料的使用性能足够、工艺性能良好、供应上能保证、经济性应合理”[1]。

2.1选材的一般使用原则材料的使用原则在于用所选材料制造出的机械零件能否保证其使用性能。

材料的使用性能是指机械零件在正常工作情况下材料应具备的性能。

包括力学性能和物理、化学性能等。

零件的使用性能是保证其工作安全可靠、经久耐用的必要条件。

是选材时考虑的最主要的依据。

不同零件所要求材料的使用性能是不一样的，有的要求强度高，有的要求硬度高，有的要求耐磨性高，有的无严格的性能要求，只需保证一定形式的外表即可。

在大多数情况下应首先考虑零件的使用性能，对一般机械零件来说，则要考虑其力学性能[2]。

机械零件材料选用的原则要考虑三个方面的要求1、使用要求（首要考虑）：1）零件的工况（震动，冲击，高温，低温，高速，高载都应当慎重对待）；2）对零件尺寸和质量的限制；3）零件的重要程度。

（对于整机可靠度的相对重要性）2、工艺要求：1）毛坯制造（铸造，锻打，切板，切棒）；2）机械加工；3）热处理；4）表面处理;3、经济性要求：1）材料价格（普通圆钢与冷拉型材，精密铸造，精密锻造的毛坯成本与加工成本的对比）；2）加工批量和加工费用；3）材料的利用率；（如板材，棒料，型材的规格，合理的加以利用）4）替代（尽量用廉价材料来代替价格相对昂贵的稀有材料，如在一些耐磨部位的套用球墨替代铜套，用含油轴承替代车削加工的一些套，速度负载不大的情况下，用尼龙替代钢件齿轮或者铜蜗轮等等）。

另外，还要考虑当地材料的供应情况。

机械设计的基本要求.a) 对机器使用功能方面的要求要注意协调、平衡！防止木桶效应的出现b) 对机器经济性的要求：设计经济性，在短的时间里投产上市，捞回开发期间的消耗，甚至边设计边制造；使用经济性，要有最佳的性能价格比（产品在小批量做开始赚了，再来改的更好）2、对机械零件设计的基本要求.a) 在预定工作期限内正常、可靠地工作，保证机器的各种功能b) 要尽量降低零件的生产、制造成本c) 尽可能多的采用市场常见标准件。

d) 对可能系列化的产品，尽可能的在开始设计的时候考虑零件的通用性，无法通用的也要尽可能的在结构上类似，以减少制造过程的工艺编排，夹具工装设计的工作机械设计往往离不开自己的阅历，经验的积累固然可以从书本上学到不少，但是事非躬亲很难在脑海中留下深刻的印象，对别人的经验，自己没有一定的基础，要理解吸收真的是一件很不容易的事。

呵呵。

机械设计贯穿设计、制造、使用，维护的整个过程，设计时的疏忽总会在这些方面反映出来，成功与否是很容易判断的。

设计的过程中，受制造的影响很大，亦就是说好的设计是不能脱离制造的，对制造越了解，越有助于提高设计水平。