机械零件选材的一般原则
机械零件选材是制造机械时必须考虑的重要问题，它直接影响到机械
的性能和使用寿命。正确的选材方法和原则是确保机械零件质量和性
能的关键。下面是机械零件选材的一般原则：
1.确定机械零件的使用条件
在选材前，必须了解机械零件的使用条件。包括工作环境、工作温度、工作压力、工作负载等。这些条件对机械材料的选择有重要影响。
2.确定机械零件的性能要求
机械零件的性能要求包括磨损、耐久性、抗腐蚀性、耐热性等。不同
的零件要求不同性能，必须选择适合的材料。
3.考虑机械零件与其他零件的接触
在机械零件的选择中，必须考虑与其他零件的接触情况，避免不同材
料之间的腐蚀和磨损，同时要确保接触表面的平整度和光洁度。
4.比较不同材料的优缺点
在选择材料之前，必须比较不同材料的优缺点。包括材料的机械性能、
耐蚀性、耐热性、韧性、刚性等方面的对比评估。
5.掌握材料的加工工艺
材料的加工工艺是影响材料选择的重要因素之一。不同材料的加工难
度和成本都不同，必须综合考虑材料加工后的成本和效益。
6.考虑材料的可靠性和供应情况
在选择材料时，必须考虑材料的可靠性和供应情况，确保选用材料的
质量和安全性，并且保证材料供应的稳定性和价格的合理性。
以上就是机械零件选材的一般原则。选材要以材料适用性、加工工艺、可靠性和经济性为综合标准，以确保机械零件质量和使用寿命，从而
保证机械性能的可靠性和稳定性。
机械零件的设计与选型 在机械工程领域中，机械零件的设计和选型是至关重要的环节。合理的设计和选型能够有效提高机械装置的性能、减少故障率，从而提高工作效率和可靠性。本文将介绍一些机械零件设计和选型的基本原则，并通过实例说明其应用。 一、设计原则 机械零件的设计需要遵循几个基本原则，包括合理性、可靠性、节能性和易维护性。 1. 合理性：设计应符合机械装置的工作要求和使用环境。需要充分考虑各种因素，如载荷、运动方式、工作温度等，以保证零件能够正常工作。 2. 可靠性：机械零件的设计需要有足够的可靠性，能够承受一定的载荷并长时间运行。在设计中需要考虑材料的强度和耐磨性等指标，以确保零件的使用寿命。 3. 节能性：设计应尽量减小能量损失，提高机械装置的能源利用效率。可以通过优化摩擦副设计、减少机械零件的质量等方式实现节能目标。 4. 易维护性：机械零件的设计需要考虑到维修和保养的便利性。应合理设置检修口和拆卸装置，以方便维护人员进行保养和故障排除。 二、选型原则
机械零件的选型是根据设计要求和使用环境来选择最合适的零件。选型时需要考虑以下几个原则：适用性、可靠性、成本和供货。 1. 适用性：根据机械装置的工作要求，选择具备所需性能指标的机械零件。例如，在选择轴承时，需要考虑负载能力、转速限制和寿命等指标，以确保选用的轴承能够适应工作条件。 2. 可靠性：选型时需要考虑零件的质量和可靠性指标。可通过查阅厂家提供的技术资料和产品测试报告来评估零件的可靠性。 3. 成本：选择机械零件时需要综合考虑价格、性能和质量等因素。应选用性价比较高的零件，以保证机械装置的经济性。 4. 供货：选型时需要注意零件的供货情况。应选择那些供应稳定、有保障的零件，以免后期因零件供应问题导致工作中断。 三、实例分析 为了更好地理解机械零件设计和选型的原则，我们以齿轮的设计和选型为例进行分析。 齿轮作为机械传动中常用的零件，其设计和选型对于机械装置的正常运行至关重要。在齿轮设计中，需要考虑传动比、轴距、齿轮模数等参数，以满足机械装置的工作要求。 在选型方面，需要根据齿轮传动所需的功率、转速比、工作环境等因素，选择符合要求的齿轮类型。按照选型原则，应首先关注齿轮的适用性，选用能够满足工作要求的齿轮型号；其次考虑可靠性，选择
材料的选用 一、选材的一般原则 1、材料的使用性能； 2、材料的工艺性； 3、材料的经济性。 A、高分子材料在机械工程中常用于制造轻载传动的齿轮、轴承、和密封垫圈等。（成形工艺比较简单，切削加工性能较好，导热性差） B、陶瓷材料硬而脆，耐高温，耐蚀。因此可用于制造耐高温、耐蚀、耐磨的零件，亦有用以制作切削刀具。（可以用碳化硅、金刚石砂轮磨削，几乎不能进行其他切削加工） C、金属材料具有优良的综合力学性能，强度高，韧性好，疲劳抗力高，公益性好，用来制造重要的机器零件和工程构件。（铸造、压力加工、焊接、切削加工及热处理）从工艺性出发，如果设计的是铸件，选择共晶合金；锻件、冲压件，选择加工时呈固溶体的合金；焊接结构，不选用铸件，宜选低碳钢或低碳合金钢；铜合金、铝合金的焊接性能都不够好。 二、零件的实效与选材
常用材料 1、45号钢 介绍：45号钢,是GB中的叫法,JIS中称为:S45C,ASTM中称为1045,080M46,DIN称为:C45 。国内常叫45号钢，也有叫“油钢”。一般，市场现货热轧居多。冷轧规格1.0~4.0mm 之间。 化学成分：含碳（C）量是0.42~0.50%，Si含量为0.17~0.37%，Mn含量0.50~0.80%，Cr含量<=0.25%。 热处理：45号钢为优质碳素结构用钢 ,硬度不高易切削加工,模具中常用来做模板,梢子,导柱等,但须热处理。 1. 45号钢淬火后没有回火之前，硬度大于HRC55（最高可达HRC62）为合格。实际应用的最高硬度为HRC55（高频淬火HRC58）。 2. 45号钢不要采用渗碳淬火的热处理工艺。 渗碳处理：一般用于表面耐磨、芯部耐冲击的重载零件，其耐磨性比调质＋表面淬火高。 GB/T699-1999标准规定的45钢推荐热处理制度为850℃正火、840℃淬火、600℃回火，达到的性能为屈服强度≥355MPa GB/T699-1999标准规定45钢抗拉强度为600MPa，屈服强度为355MPa，伸长率为16％，断面收缩率为40％，冲击功为39J 2、LY12 介绍：LY12是旧牌号，新牌号是2A12，这是一种高强度硬铝，LY12为铝－铜－镁系中的典型硬铝合金，其成份比较合理，综合性能较好。该合金的特点是：强度高，有一定的耐热性，可用作150°C以下的工作零件。温度高于125°C，2024合金的强度比7075铝合金的还高。 内应力（人工时效）： 完美的预拉伸消除内应力工艺处理，彻底消除内应力，产品在加工和受力时也不会翘曲、开裂及变形。 加工性能： 将化学成分、强度及硬度的偏差降至最小，加工中不会发生"粘刀"、"崩刀"现象。 均匀性： 热处理技术卓越，产品在300mm厚度（或直径）以下，强度、硬度可保持一致。 稳定性： 生产工序全部电脑控制，绝少人为偏差，不同批次生产也可保证性能一样。 染色效果： 染色处理效果均匀而有光泽，表面无“条纹”状或“斑点”状、颜色不一的现象发生。 抗腐蚀性能 :通过金属及合金的显微检验，具有优良的抗应力腐蚀性能及抗腐蚀鳞状剥落性能，在各种介质（如水蒸气、弱酸、弱碱等）环境下长久使用不会产生凹坑或发黑现象。 抗高温性能: 在400℃工作环境中不会产生永久变形。 弯曲性能: 板材全部通过半导弯曲检验，弯曲180度不会产生开裂现象。 LY12密度：
金属零件选材的一般原则 摘要：在机械零件设计和制造过程中，会遇到如何合理地选用材料问题。影响产品质量和生产成本的因素很多，其中材料的选用是否恰当，往往起着关键的作用。本文分析常用金属材料及有关选材的一些基本原则。 关键词：金属材料零件选材原则 在机器制造中，影响产品质量和生产成本的因素很多，其中材料的选用是否恰当，往往起到关键的作用。在机械零件设计和制造时，我们先是按照零件工作条件的要求选择材料，然后根据所选材料的力学性能和工艺性能确定零件的结构和尺寸。在制造零件时，我们再按照所用的材料制定加工工艺方案。 因此，在机械零件制造的选材时，我们应主要考虑零件的工作条件、材料的工艺性能和产品的成本，现将常用金属材料及有关选材的一些基本原则分述如下。 一、常用金属材料 1.铸铁 铸铁是极其重要的铸造合金，它大量用于制造机器设备。铸铁件通常占机器设备总重量的50%以上。主要用来制造机床床身、机座、壳体、导轨、衬套、活塞环等耐腐蚀、耐热、耐磨等零部件。 2.碳素钢 碳素钢中的碳是最重要的成分，其含量对于钢的组织和性能有极大的影响。钢中的碳量越多，则硬度越高，塑性越低。硅、锰、磷、硫等杂质对钢的组织和性能也有一定的影响，其中磷和硫是有害的。 含碳量小于0.25%的低碳钢，强度小而塑性好，可焊性好。这类钢多数是制成薄钢板，用来制造各种容器，或用来制造冲压件和焊接件，还可用来制造螺钉、螺母、垫圈和需要渗碳的零件等。 含碳量在0.25%～0.6%的中碳钢，强度较高，韧性和加工性也较好。应用时通常要经过淬火、回火等热处理。这类钢多用来制造轴类、齿轮、丝杠、连杆、套筒等，其中以40号和45号钢应用最为广泛。 含碳量大于0.6%的中碳钢，淬火后有较高的弹性，可用来制造各种弹簧、轧辊和钢丝绳等。 3.合金钢
金属零件选材的一般原则： 在机器制造工业中，无论是开发新产品或是更新老产品，在设计和制造机械零件的过程中,除了标准零件可由设计者查阅手册选用外,大都要考虑如何合理地选用材料这个重要问题。实践证明，影晌产品的质量和生产成本的因素很多,其中材料的选用是否恰当,往往起到关键的作用。 从机械零件设计和制造的一般程序来看,先是按照零件工作条件的要求来选择材料,然后根据所选材料的机械性能和工艺性能来确定零件的结构形状和尺寸。在着手制造零件时,也要按所用的材料来制订加工工艺方案。比如选用的材料是铸铁,就只能用铸造方法去生产了。机械零件选材时,主要是考虑零件的工作条件、材料的工艺性能和产品的成本。现将有关 选材的一些基本原则分述如下: (1)选用的材料要满足零件工作条件的要求 零件的工作条件是各种各样的,例如受力状态就有拉伸、压缩、弯曲、扭转、剪切等;载荷性质也有静载、冲击、交变的不同;工作温度则有室温、高温、低温之分;环境介质亦有酸的、碱的、海水以及使用润滑剂等的不同。从上列的工作条件来看,受力状态和载荷性质是反映机械性能的;工作温度和环境介质则属使用环境的材料的机械性能指标也是各种各样的。如屈服极限、强度极限、疲劳极限等是反映材料强度的指标;延伸率、断面收缩率等是反映材料塑性的指标;冲击韧性、断裂韧性等则是反映材料韧性的指标。、 由于选材的基本出发点是要满足零件的强度要求,所以各种强度指标通常都直接用于零件断面尺寸的设计计算。而δ、ψ、αk、Κ10等则一般不直接用于设计计算。有时为了保证零件的安全,才用它们作间接的强度校核,以确定所选材料的强度、塑性和韧性等是否配合适当。至于材料的硬度指标,虽可对强度性能作出一定量的估计,也不用于零件的设计计算。但测量硬度比较简便,在生产中是应用很多的。 至于使用环境的情况,在选材时也是必须考虑的。例如:在高温下工作的零件,可选用耐 热钢;要求耐腐蚀的,可用奥氏体不锈钢;要求耐磨的,可用硬质合金;要求高硬度的,可用工具钢;等等。 ⑵材料的工艺性能也是选材的重要依据之一 因为零件的生产方法不同,将直接影响其质量和生产成本。 金属材料的基本加工方法有铸造、压力加工、焊接、切削加工和热处理等。 ⑶选材时必须十分重视材料的经济性 所选材料既要价廉质优,又要尽量选用国产材料。一般而言,铸铁能满是要求就不用铸钢了;碳素钢能满足要求就不用合金钢了。例如有些曲轴和连杆,选用球墨铸铁代替锻钢去生产,就减少了切削加工量,降低了成本。 在选材时必须重视材料的经济性,不仅要考虑材料本身的价格和制造零件所需的一切费用,还要考虑材料的功能。根据价值工程的原理:价值=功能/成本。用它计算出的结果进行比较,价值就不单是材料本身的价格了,还有材料的功能和使用寿命等含义,所以能够比较全面地反映选材的经济性。例如:要制造一个耐腐蚀的容器,有三个选材方案,一是用普通碳素钢,制造成本为5000元,可使用1年;二是用奥氏体耐酸不锈钢,制造成本为40000元,可用10年;三是用铁素体不锈钢,制造成本为15000元,可用6年。根据价值工程原理算出一、二、三方案的价值系数是1:1.25:2,可见第三选材方案的经济性更好些。
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）3.5 2．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）ZL102 6．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_______。 （1）材料的强度越高，塑性越低（2）材料的强度越低，脆性越高 （3）材料的强度越高，塑性不变（4）材料的强度变化不大，而塑性越低 13.甲、乙两类普通碳钢的区别在于：_______。 （1）甲类只含有微量的磷、硫成分 （2）甲类能保证机械性能几化学成分 （3）甲类保证化学成分，不保证机械性能；乙类保证机械性能，不保证化学性能 （4）甲类保证机械性能，不保证化学性能。乙类保证化学成分，不保证机械性能 14.优质碳钢和普通碳钢相比，_______不符合事实。
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。 在图样上标注热处理技术条件时，可用文字对热处理条件加以简要说明，也可用国家标准规定的热处理工艺分类及代号来表示。一般标注在零件图标题栏的上方。 14-6 下列各种要求的齿轮，各应选择何种材料和类型? (1) 承受载荷不大的低速大型齿轮，小批量生产； (2) 承受强烈摩擦和冲击、中等载荷、中速的中等尺寸齿轮，成批生产；
机械零件的常用材料及 选用原则 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）
一. 机械零件常用材料: 机械零件常用材料主要有黑色金属﹑有色金属﹑非金属材料和各种复合材料四大类.其中以黑色金属中的钢﹑铸铁,及有色金属中的铜合金﹑铝合金最为常用,其次是非金属材料中的高分子材料﹑陶瓷材料和复合材料.有关知识在金属工艺学及工程材料学等,分别介绍. 二. 机械零件材料的选用原则: 在机械设计中合理地选择材料是一个很重要的问题.选择零件的材料主要应考虑三方面的问题,即使用要求﹑工艺要求和经济性要求. 1.使用要求:满足使用要求是选择零件材料的最基本原则.使用要求一般包括:(1)零件的工作和受载情况,(2)对零件尺寸和重要的限制,(3)零件的重要程度. 在考虑使用要求时要抓住主要问题,兼顾一切.一般地讲,减轻重量是机械设计的主要要求之一.若零件尺寸取决於强度,且尺寸和重量又受到某些限制时,应选用强度较高的材料.在滑动摩擦下工作的零件应选用减摩性能好的材料或耐磨材料.在高温下工作的零件应选用耐热材料,在腐蚀介质中工作的零件应选用耐蚀材料. 2.工艺要求:所谓工艺要求,是指所选用材料的冷﹑热加工性能好.比如同是箱体零件采用铸件还是焊接件,要看生产批量大小.大批量宜用铸件,小批量宜用焊接件.如果是铸造毛坯应选用流动性好的材料,若是焊接件应选用焊性好的材料. 选择材料还必须考虑材料热处理的工艺性. 由於一般零件都必须经切削加工,所以选择材料还要考虑其切削性能(易断屑﹑表面光滑﹑刀具磨损小等) (3).经济性要求:经济性首先体现在材料的相对价格上,在满足上述两方面选材原则基础上,应尽可能选择价格低廉的材料.其次对经济性不能只从材料价格上考虑,其加工制造费用,使用维护费用都应考虑在内.总之,经济性要综合考虑.
机械零件的设计与选材原则 机械零件的设计与选材是机械制造中非常重要的环节，直接关系到 机械产品的质量和可靠性。本文将介绍机械零件设计的基本原则和选 材的注意事项，以帮助读者更好地了解机械零件的设计与选材。 一、机械零件设计原则 1.功能需求：机械零件的设计首先要满足产品的功能需求。设计师 需要明确该零件在机械系统中的作用，确保其具备正确的功能和性能。 2.结构合理：机械零件的结构应当合理设计，避免存在过多的转角 和凹凸，以减少应力集中和疲劳破裂的风险。同时，还应考虑零件的 装配和拆卸方便性。 3.尺寸准确：机械零件的尺寸设计要准确无误，以确保与其他零部 件的配合工作。尺寸设计的误差通常应该在允许范围内，并以容差的 方式进行控制。 4.材料选择：选择合适的材料对机械零件的功能和性能至关重要。 材料的选择要考虑零件的使用环境、工作温度和所需的力学性能等因素。 5.易加工性：机械零件的设计还应考虑到其加工过程。要选择易于 加工和制造的设计方案，以提高生产效率和降低成本。 二、机械零件选材原则
1.强度要求：机械零件的材料选择应根据其所需的强度来确定。根 据零件承受的载荷和应力水平，选择具有足够强度的材料。 2.耐磨性要求：对于摩擦和磨损较大的机械零件，应选择具有良好 耐磨性能的材料，以提高零件的使用寿命。 3.耐腐蚀性要求：对于暴露在腐蚀性介质中的机械零件，应选择具 有良好耐腐蚀性的材料，以防止零件受到腐蚀而损坏。 4.温度要求：机械零件在高温或低温条件下的工作要求决定了材料 的选取。在高温下工作的零件需要具有良好的高温强度和热稳定性， 而低温下工作的零件需要具有良好的低温韧性。 5.制造成本：机械零件选材还要考虑到制造成本。材料的选择应在 满足性能要求的前提下，尽量降低制造成本，提高生产效率。 综上所述，机械零件的设计与选材是一项综合考虑多个因素的任务。合理的设计与选材能够确保机械产品的功能和性能。因此，在进行机 械零件设计和选材时，设计师应根据功能需求、结构合理性、尺寸准 确性、材料选择和易加工性原则进行综合考虑，以提高零件的使用寿 命和可靠性。同时，根据零件的强度要求、耐磨性要求、耐腐蚀性要求、温度要求和制造成本进行合理的选材，以满足机械零件在特定工 作环境下的功能和性能需求。
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σ 0.2 、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：σ σ -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；σ bb 抗弯强度； bc 抗压强度。 （1）铸造性能：一般是指熔点低、结晶温度范围小的合金才具有良好的铸造性能。如：合金中共晶成分铸造性最好。 （2）压力加工性能：是指钢材承受冷热变形的能力。冷变形性能好的标志是成型性良好、加工表面质量高，不易产生裂纹；而热变形性能好的标志是接受热变形的能力好，抗氧化性高，可变形的温度范围大及热脆倾向小等。 （3）切削加工性能：刀具的磨损、动力消耗及零件表面光洁度
机械零件选材及其工艺方法的选择 学习目标 明确零件成型工艺选择的一般原则；熟悉零件热处理的技术条件；熟悉典型零件的选材，会对其进行工艺分析。 重点与难点 重点：零件成型工艺选择的一般原则；零件热处理的技术条件。 难点：轴杆类零件、齿轮类零件和箱体类零件的选材及工艺分析。 零件成型工艺选择的一般原则 本节要点：零件成型工艺的选择原则。 除了少数效能要求不高的零件以外，大多数机械零件都要通过铸造、锻压或焊接等成型工艺裂成毛坯，然后再经切削加工裂成成品。因此，零件成型工艺的选择是否合理，不仅影响每个零件甚至整部机械的裂造质量和使用效能，对零件的工艺裂造过程，生产遇期和成本也有很大的影响。表4-5列出了常用毛坯成型的生产方法及相关内容的比较，可供参考。 选择毛坯成型工艺时必须考虑以下原则： 1.保证零件的使用要求 成型后的毛坯裂成零件后，应满足其使用要求。零件的使用要求包括对零件形状和尺寸的要求，以及工作条件对零件效能的要求。例如机床的主轴，是机床上的关键零件，尺寸、形状和加工精度要求很高，受力褪杂，在长期使用过程中只允许发生极微小的变形，因此应选用45钢或40cr等具有良好综合力学效能的材料，经锻造裂坯及严格的切削加工和热处理裂成。 2.降低裂造成本，满足经济性要求 一个零件的裂造成本包括其本身的材料费以及所消耗的燃料费、动力费用、人工费、各项折旧费。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。在大批量生产中，对于铸件应探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
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： 固洛强化、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 大满足机件的使用性能要求 大较好的加工工艺性 大较好的经济性 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一一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工作环境一一温度、介质的性质等 ③特殊要求的性能——电、热、磁、比重、夕卜观等 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T可测的实验室性能指标 T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：os、（rb、a、p、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。
机械设计中材料的选取原则 机械的诞生，解放了生产力，成为推动社会快速进步的中坚力量。而致力于现阶段的机械行业发展状况而言，笔者认为，很有必要在材料的选取上，再做深入研究，以期从机械材料方面，更好的推动机械行业的优化及对社会发展的促动作用。基于此，本文主要阐述了机械设计中材料选取的意义，并就材料的选取原则进行分析，望对我国机械行业发展有所帮助。 标签：机械设计; 材料;选取 引言 对于机械行业而言，材料的正确选取至关重要，它不但影响着机械的质量，同时也会对机械性能的发挥产生重要影响，因此，在机械设计中，尤其在各行各业都已机械生产为主的阶段中，必须重视材料的选取，只有这样，才能以机械带动社会的发展。 一、机械设计中的选取材料的意义 机械设计中材料的正确选取，不仅可以为企业节约生产成本，同时，也可以使机械零件的质量得到提升。因此，在材料选取时，一方面保证选择适合的、实用的材料，另一方面，为了节约资源、保护环境，还要在选材的过程中充分考虑材料的经济性和环保性。通过良好的完成机械设计材料的选择工作，从而推动机械设计行业的稳步发展。在机械设计中首先应当选择符合设计要求的材料，然后对材料进行科学合理的运用，实现节能、环保、经济的相统一，进而全面促进我国机械设计行业的可持续发展。因此，在新形势下，必须要提高机械设计中的选材水平，更好地做好机械设计中材料的运用，推动机械设计行业的发展。 二、机械设计中材料的选取原则 1、坚持使用性的要求 材料的使用性是选材时需要坚持的首要要求，这也是保证材料性能和质量的根本因素。不同零件在选材的方面有不同的要求，一些零件对强度有很高的要求，另一些零件更加侧重于零件的耐磨性，甚至一些零件更加外观方面的美观。因此，在选材时，要坚持根据不同零件采取不同的选材策略，准确地判断零件使用性能方面的要求，选择真正适合零件设计的机械材料。 2、选择载荷类型的材料 通过大量的试验和研究，我们发现在机械设计中导致大部分零件实效的原因是由机械材料的外载荷性能所导致的，但是机械零部件具有的应用性能可以对这种问题进行有效的抑制。这种外载荷性能与抑制失效问题能力二者出现矛盾，因
试析机械材料的类型及其选用原则 现如今，科学技术发展突飞猛进，机械工程设计与制造的发展趋于智能化和信息化，而其对工程材料的发展要求也越来越高，可以毫不夸张的说工程材料的发展是工程机械发展中的最重要的因素和组成部分。因此，正确认识机械零部件材料的现有类型及其发展趋势，掌握机械零件材料的选择原则，对我国机械工业的发展有着长足的重要影响。 1 机械零部件材料的现有类型和特点 目前，机械零部件材料主要有金属材料、非金属材料和复合材料三大类。其中，常见金属材料主要分为黑色金属和有色金属，黑色金属即铁碳合金包括钢和铸铁，钢又分为碳钢和合金钢，铸铁有白口、灰口、麻口铸铁。非金属材料主要分为有机高分子材料和无机非金属材料，有机高分子材料主要有塑料、橡胶、纤维等，无机材料主要有陶瓷、玻璃等。复合材料主要分为纤维增强复合材料、层状复合材料和颗粒复合材料等。 金属材料是各类工程材料中使用最广的，占90%以上。这其中，钢铁尤其使用最多，这是由于它具有良好的物理力学性能（如强度、塑性、韧性等），而且使用成本低廉、较易获取、能满足多种性能和用途的要求，常用于制造重要零件。除钢铁以外的有色金属中，铝和铜及其合金由于质量小、导热导电性能好等优点应用较多。 无机高分子材料按特性通常分为塑料、橡胶和纤维等。高分子材料的原料丰富，获取能耗低，成形和加工容易，密度小，比强度高，耐蚀性好，有良好的电绝缘和热绝缘性，在适当范围内有较好的弹性。但它也有强度和硬度较低、易老化、阻燃性和耐热性差、工作温度低等缺点。近年来，高分子材料在各领域的应用逐渐增多，并占有越来越重要的地位。 陶瓷是无机非金属材料。作为工程结构陶瓷材料，主要有高温结
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。复合材料由两种或多种不同材料按一定的比例组合而成，种类多样，组成复杂。复合材料的耐腐蚀性和机械性能突出，被广泛应用于机械制造中。 （6）玻璃、橡胶、陶瓷等。这些材料与金属材料的区别在于其轻质、具有良好的绝缘性能和机械性能。例如玻璃和陶瓷等受热和耐腐蚀性能更为优异的材料，主要用于生产高温、高压电器的外壳和零部件。 二、机械制造材料的选择原则 机械制造材料的选择是建立在对机械工作条件的有效分析和机械部件性能的要求基础之上的，通常会考虑以下几个方面： （1）设计需求。首要考虑因素是零件的设计要求。例如，如果需要重载、高强度应用，应该选择高强度的钢材或合成材料；如果需要轻量化，应该选择铝或塑料材料；如果要求外观美观，应该选择耐腐蚀和易加工的材料。 （2）强度和韧性。机械工作过程中所受的外力很大，因此要求机械部件具备足够的强度和韧性，以保证机械的正常运行。强度通常指材料在受力或外力作用下的抗拉或抗压能力，而韧性则是指材料在受力时的能量吸收能力及其断裂特性。 高强度材料通常包括金属、合金以及一些复合材料等。选择高强度材料时需要考虑材料的疲劳性能、断裂韧性和耐蚀性等因素。同时需要注意不能仅追求高强度而忽略其他性能，否则可能导致制件的脆性和易断裂。