【正文】 的兩個部分或兩個以上部分 材料力學(xué)指標(biāo)：沖擊韌性、斷裂韌性。①韌性斷裂失效：零件所受應(yīng)力大于斷裂強度，斷裂前產(chǎn)生顯著宏觀塑性變形的斷裂。②低應(yīng)力脆斷：構(gòu)件所受名義應(yīng)力低于屈服極限，在于明顯塑性變形的情況下，產(chǎn)生的突然斷裂 脆斷的原因：低溫環(huán)境、焊接質(zhì)量、工作介質(zhì)、預(yù)防低應(yīng)力脆斷的措施。③疲勞斷裂失：在交變載荷作用下，經(jīng)過一定的周期后所發(fā)生的斷裂。④蠕變失效與選材⑶表面損傷 ：主要指腐蝕失效及磨損失效、接觸疲勞失效 ①磨損失效：相互接觸的兩個零件做相對運動時，由于摩擦力的作用，零件表面材料逐漸脫落，使表面狀態(tài)和尺寸改變而引起的失效。②接觸疲勞失效：兩個零件做相對滾動或周期性接觸，由于壓應(yīng)力或接觸應(yīng)力的反復(fù)作用所引起的表面疲勞破壞現(xiàn)象。③腐蝕失效：金屬零件或構(gòu)件的表面在介質(zhì)中發(fā)生的化學(xué)或化學(xué)作用而逐漸損壞的現(xiàn)象。⒉掌握失效的原因（1）設(shè)計與失效①結(jié)構(gòu)或形狀不合理，即在零件的高應(yīng)力處存在明顯的應(yīng)力集中源。②零件的工作條件估計錯誤（應(yīng)力計算錯誤）。③熱處理結(jié)構(gòu)工藝性不合理（2）選材與熱處理①選材不當(dāng)：設(shè)計者選定指標(biāo)不能反映材料對所發(fā)生的那種類型失效的抗力。所選材料的性能數(shù)據(jù)不合要求，因而導(dǎo)致了失效。材料本身的缺陷也是導(dǎo)致零件失效的一個重要原因，材料的的缺陷是夾雜物過多，過大，雜質(zhì)元素太多，或者有夾層、折疊等宏觀缺陷。②熱處理工藝不當(dāng)熱處理不良能造成過熱、脫碳、淬火裂紋、回火不足等； ③ 冶金缺陷：夾雜、成分偏析、不良組織等⑶加工缺陷：冷加工有刀痕深、粗糙度大、圓角小、精度低；熱加工缺陷：回火軟化、應(yīng)力等⑷裝配與使用零件安裝時配合過緊、過松、對中不準(zhǔn)、固定不緊等均可造成失效或事故。對機器的維護保養(yǎng)不好，沒有遵守操作規(guī)程及工作時有較大幅度的過載等也可以造成零件的失效。 ⒊掌握零件設(shè)計中的材料選擇⑴選材三原則1）使用性能原則，使用性能：力學(xué)性能、物理性能、化學(xué)性能2）工藝性原則工藝性材料經(jīng)濟地適應(yīng)各種加工工藝而獲得規(guī)定使用性能或形狀的能力。是一個輔助性原則。3）經(jīng)濟性原則⒋掌握熱處理加工工藝路線中的位置1熱處理在工藝路線中的位置的安排原則1)最終熱處理一般安排在半精加工之后，磨削精加工之前；2)最終熱處理可進行不止一次；3)整體淬火和表面淬火在工藝路線中位置相同；4)滲碳與淬火、回火在工藝路線上是近鄰的；5)局部滲碳方法不同，工藝不同；6)零件表面軟氮化和表面滲硫的減摩處理，滲C后不能進行任何切削處理；7)高精度零件可增加去應(yīng)力退火，精密零件甚至進行冷處理；8)調(diào)質(zhì)一般放在粗加工之后，半精加工之前。2 熱處理在工藝路線中的位置第八章 常用零件選材⒈掌握軸類零件選材⑴軸常用材料調(diào)質(zhì)鋼（4…）、合金調(diào)質(zhì)鋼（40Cr、40MnB、…）、合金滲碳（20CrMnTi、…）、專用氮化鋼（38CrMoAlA）、…等⑵機床軸按工作條件分為三類。1）輕載主軸： 低工作載荷＋小沖擊載荷＋軸頸部位磨損不嚴(yán)重，普通車床的主軸。45鋼、調(diào)質(zhì)或正火處理，耐磨的部位高頻表面淬火強化。2）中載主軸： 中等載荷＋磨損較嚴(yán)重＋有一定沖擊載荷，例如銑床主軸。合金調(diào)質(zhì)鋼，如40Cr鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，耐磨部位進行表面淬火強化。3）重載主軸 工作載荷大＋磨損嚴(yán)重＋沖擊載荷都嚴(yán)重，組合機床主軸。20CrMnTi鋼制造，經(jīng)滲碳、淬火處理。4）高精度主軸 精密鏜床的主軸。一般用38CrMoAlA專用氮化鋼制造，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，進行氮化及尺寸穩(wěn)定化處理。⑶ 重點掌握軸類零件加工工藝路線CM6140車床主軸：輕載主軸 工作載荷小，沖擊載荷不大，軸頸部位磨損不嚴(yán)重，普通車床的主軸。45鋼、調(diào)質(zhì)或正火處理，耐磨的部位高頻表面淬火強化。選材：45鋼熱處理技術(shù)條件：整體調(diào)質(zhì)、硬度220～250HBS；軸頸和錐孔進行表面淬火，硬度52～58HRC 加工工藝路線： 下料→鍛造→正火→粗加工→調(diào)質(zhì)→半精加工→表面淬火及低溫回火→磨削加工 主軸(45鋼)采取各種熱處理工藝鍛造熱加工，可以改善鑄態(tài)組織，提高材料致密度和力學(xué)性能正火目的在于得到合適的硬度，便于切削加工；改善鍛造組織，為調(diào)質(zhì)做準(zhǔn)備調(diào)質(zhì)淬火+高溫回火，得到的組織為回火索氏體，使主軸得到較高的綜合機械性能和疲勞強度，還為最終的高頻表面淬火做準(zhǔn)備。安排在粗加工之后，半精加工之前。軸頸和錐孔：進行表面淬火+低溫回火，目的在于提高硬度，增加耐磨性。⒉重點掌握齒輪類零件材料選擇材料的要求：高的接觸疲勞強度、高的抗彎強度、良好的切削性能、淬火性能齒輪常用材料：鍛鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼： 4 合金調(diào)制合金鋼： 40Cr、合金滲碳鋼20CrMnTi、…1）輕載齒輪： 低工作載荷＋小沖擊載荷＋軸頸部位磨損不嚴(yán)重，普通車床的主軸。445鋼、調(diào)質(zhì)或正火處理，耐磨的部位高頻表面淬火強化。2）中載齒輪： 中等載荷＋磨損較嚴(yán)重＋有一定沖擊載荷，例如銑床主軸。合金調(diào)質(zhì)鋼，如40Cr鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，耐磨部位進行表面淬火強化。3）重載齒輪 工作載荷大＋磨損嚴(yán)重＋沖擊載荷都嚴(yán)重，組合機床主軸。20CrMnTi鋼制造，經(jīng)滲碳、淬火處理。4）高精度齒輪 精密鏜床的主軸。一般用38CrMoAl專用氮化鋼制造，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，進行氮化及尺寸穩(wěn)定化處理。熱處理：軟齒面 (大輪或大小輪硬度 ≤ 350HB)：正火＋調(diào)質(zhì)硬齒面 (硬度 350HB )：滲碳淬火＋氮化采用材料：A 20CrMnTi鋼滲碳 B 40Cr碳氮共滲⑴20CrMnTi鋼、滲碳熱處理技術(shù)條件：表層WC：～ %，～ ，齒面硬度：58～ 62HRC，心部硬度：33～ 45HRC加工工藝路線下料→鍛造→正火→粗加工、半精加工→滲碳、淬火及低溫回火→噴丸→磨削加工 各種熱處理工藝正火—950～ 970℃，空冷，179 ～217HBS，目的是為了得到合適的硬度，便于切削加工，改善鍛造組織。滲碳及淬火— 920 ～940℃，保溫4～6h，預(yù)冷至830～850℃，油淬。滲碳通過滲入碳原子可以同時改變零件化學(xué)成分和組織，達(dá)到從這兩方面來提高零件硬度、耐磨性和高疲勞強度。淬火是為了獲得高硬度的馬氏體?；鼗稹蜏鼗鼗?80177。10℃，保溫2h，得到回火馬氏體，保持高硬度、高耐磨性，消除應(yīng)力，降低脆性。⑵40Cr進行碳氮共滲熱處理技術(shù)條件：表層WC：～ %， ～ %，～，齒面硬度：58～ 63HRC，心部硬度：37～ 42HRC加工工藝路線下料→鍛造→正火→粗加工、半精加工→碳氮共滲、淬火及低溫回火→噴丸→磨削加工 熱處理方法正火—840～ 870℃，空冷，187～241HBS碳氮共滲及淬火— 830 ～850℃，保溫1～2h，直接油淬?；鼗稹蜏鼗鼗?80177。10℃，保溫2h⒊選材舉例 汽車齒輪 鏜床鏜桿 車輛緩沖彈簧機床床身 高速車刀 冷沖壓模具材料 20CrMnTi 40Cr 50CrV HT200 W18Cr4V Cr12MoV普通車床主軸滾動軸承 自行車車架銑刀 熱作模具 自來水管彎頭材料 45 GCr15 16Mn 9SiCr 5CrMnMo KTH30006