【正文】 分析 2023/1/14 46 第十一章 材料的選用 機電工程 趙華洋 三、軸類零件選材（常用材料 鋼鐵） 167。 2023/1/14 44 第十一章 材料的選用 機電工程 趙華洋 三、軸類零件選材（綜述） 167。3 典型零件選材與工藝分析 、 拖拉機齒輪 工作條件惡劣 ， 特別是主傳動系統(tǒng)中的齒輪；受力較大 ， 易過載 ， 變速時受到頻繁的強烈沖擊；對材料的耐磨性 、 疲勞性能 、 心部強韌性的要求高 ， 采用中碳鋼表面淬火已難滿足使用的需要；通常選用合金滲碳鋼 (20Cr、 20MnVB、20CrMnTi、 20CrMnMo)制造 ， 經(jīng)滲碳淬火＋低溫回火處理后 ， 齒面硬度可達 58～ 62HRC， 心部硬度30～ 45HRC。 調(diào)質(zhì)處理可使齒輪具有較高的綜合力學性能 ， 改善齒心的強韌性進而使齒輪能承受較大的彎曲載荷和沖擊載荷 。3 典型零件選材與工藝分析 運行平穩(wěn)無強烈沖擊 、 載荷不大 、 轉(zhuǎn)速中等 ， 對表面耐磨性和心部韌性要求不太高 。 2023/1/14 38 第十一章 材料的選用 機電工程 趙華洋 二、齒輪類零件選材（綜述） 167。3 典型零件選材與工藝分析 （ 5） 粉末冶金材料 粉末冶金齒輪材料可實現(xiàn)精密的少 、 無切削加工方法 ， 特別是隨著粉末熱鍛新技術的應用 ， 所制造的齒輪力學性能優(yōu)良 、 技術經(jīng)濟效益高 。 鑄鐵齒輪的熱處理方法類似于鑄鋼齒輪 。鑄鋼齒輪加工后一般也是進行表面淬火＋低溫回火處理，但對性能要求不高、低速齒輪，也可在調(diào)質(zhì)狀態(tài)、甚至正火狀態(tài)下使用。 主要包括： ③ 中碳氮化鋼 40Cr、 35CrMo、38CrMoAl鋼 ， 經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后再表面滲氮處理 ，力學性能優(yōu)良 、 變形微小 ， 主要用做高精度 、高速齒輪 。 2023/1/14 32 第十一章 材料的選用 機電工程 趙華洋 二、齒輪類零件選材（金屬材料） 167。 鍛造可改善鋼的組織并形成有益的加工流線 ， 力學性能優(yōu)良 。 主要包括： ① 低碳鋼及低碳合金鋼 20Cr、20CrMnTi、 18Cr2Ni4WA等 ， 可通過退火或正火來改善切削加工性能 ， 通過滲碳后淬火＋低溫回火來保證齒輪的使用性能 。 2023/1/14 30 第十一章 材料的選用 機電工程 趙華洋 二、齒輪類零件選材（金屬材料） 167。 2023/1/14 29 第十一章 材料的選用 機電工程 趙華洋 二、齒輪類零件選材（性能要求） 167。 2023/1/14 27 第十一章 材料的選用 機電工程 趙華洋 二、齒輪類零件選材（性能要求） 167。在輕型汽車和轎車中 ， 非金屬材料的用量雖有所增加 ， 但金屬材料仍占主體 。 2023/1/14 25 第十一章 材料的選用 機電工程 趙華洋 一、工程材料的應用概況 167。3 典型零件選材與工藝分析 復合材料 克服了高分子材料和陶瓷材料的不足 ，綜合了各種不同材料的優(yōu)良性 能 ， 具有高的比強度 、比剛度 、 抗疲勞 、 減振 、 耐磨性能優(yōu)良等特點 。 但陶瓷材料具有高熱硬性及化學穩(wěn)定性 ， 可用作耐熱 、 耐磨 、 耐蝕的零件 ， 如燃燒器噴嘴 、 刀具與模具 、 石油化工容器等 。 高分子材料 的強度與剛度低 、 尺寸穩(wěn)定性較差且易老化 ， 在工程上一般不用于受力較大的 、 重要的結構零件 。 2023/1/14 20 第十一章 材料的選用 機電工程 趙華洋 二、失效形式 167。 失效分析 的目的就是要分析零件的失效原因并提出相應的防止和改進措施 ， 其結論對零件的設計 、 選材 、 加工與使用都有重大的指導意義 。 167。 陶瓷也可進行熱處理 ，但因?qū)嵝耘c耐熱沖擊性差 ， 故加熱與冷卻時應小心 ， 否則極易產(chǎn)生裂紋 。 167。1 選材的原則 2023/1/14 13 第十一章 材料的選用 機電工程 趙華洋 二、工藝性能選材原則（金屬材料） 必須首先區(qū)分是否可進行熱處理強化 ， 如純鋁 、 純銅 、 部分銅合金 、 單相奧氏體不銹鋼一般不可熱處理強化；對可熱處理強化的材料而言 ， 熱處理工藝性能相當?shù)闹匾?。 一般來說材料的硬度越高 、 加工硬化能力越強 、 切屑不易斷排 、 刀具越易磨損 ， 其切削加工性能就越差 。1 選材的原則 2023/1/14 11 第十一章 材料的選用 機電工程 趙華洋 二、工藝性能選材原則（金屬材料） 鋼鐵材料的焊接性隨其碳和合金元素含量的提高而變差 ， 因此鋼比鑄鐵易于焊接 ， 且低碳鋼焊接性能最好 、 中碳鋼次之 ，高碳鋼最差 。1 選材的原則 2023/1/14 10 第十一章 材料的選用 機電工程 趙華洋 二、工藝性能選材原則（金屬材料） 包括變形抗力，變形溫度范圍，產(chǎn)生缺陷的可能性及加熱、冷卻要求等。 167。 2023/1/14 7 第十一章 材料的選用 機電工程 趙華洋 一、使用性能選材原則 167。 ?掌握各類工程材料的特性、正確選用材料及相宜的加工方法（路線）是對機械設計與制造工程人員（廣義地應是對所有的從事產(chǎn)品設計與制造的技術人員）的基本要求。2 零件的失效與選材 167。1 選用材料的一般原則 167。 ?選材的核心問題是在技術和經(jīng)濟合理的前提下，保證材料的使用性能與零件（產(chǎn)品）的設計功能相適應。在全面分析工作條件的基礎上確定零件的使用性能，如交變載荷下要求疲勞性能、沖擊載荷下工作要求韌性、酸堿等腐蝕介質(zhì)中工作則要求耐蝕性等。 ?理想情況下，所選材料應具有良好的工藝性能，即技術難度小、工藝簡單、能量消耗低、材料利用率高，保證甚至提高產(chǎn)品的質(zhì)量。 167。 167。1 選材的原則 2023/1/14 12 第十一章 材料的選用 機電工程 趙華洋 二、工藝性能選材原則（金屬材料） 主要指切削加工性和磨削加工性 ， 其中切削加工性最重要 。 167。 少數(shù)情況下 ， 高分子材料還可進行 焊接與熱處理 ， 其工藝簡單易行 。 陶瓷材料的切削加工性能極差 ， 除極少數(shù)陶瓷外 (如氮化硼陶瓷 )， 其它陶瓷均不可切削加工；陶瓷雖可磨削加工 ， 但其磨削性能也不佳 ， 且必須選用超硬材料砂輪 (如金剛石砂輪 )。 所謂經(jīng)濟性選材原則 ， 不僅是指選擇價格最便宜的材料 、 或是生產(chǎn)成本最低的產(chǎn)品 ，而是指運用價值分析的方法 ， 綜合考慮材料對產(chǎn)品的功能與成本的影響 ， 以達到最佳的技術經(jīng)濟效益 。2 零件的失效與 選材 在使用過程中 ， 因零件的外部形狀尺寸和內(nèi)部組織結構發(fā)生變化而失去原有的設計功能 ， 使其低效工作或無法工作或提前退役的現(xiàn)象即稱為 失效 。 對于功能材料 ，物理性能降級是其主要失效形式 ， 但也存在斷裂與腐蝕 、 磨損等問題 。3 典型零件選材與工藝分析 金屬材料 、 高分子材料 、 陶瓷材料及復合材料是目前最主要的四大類工程材料 。3 典型零件選材與工藝分析 陶瓷材料 硬而脆 、 加工性能差 ， 也不能用作重要的受力零件；目前主要