【正文】 。 退火可以使工件內(nèi)部組織均勻細(xì)化 ， 提高性能；可以降低硬度 ， 改善加工性能；可以消除內(nèi)應(yīng)力 。 （ 2） 正火 將鋼件加熱到某一合適溫度范圍 ， 保溫一段時間后 ， 從爐中取出工件在空氣中冷卻的熱處理方法 。 正火與退火的主要差別在于正火的冷卻速度快 ， 可以使工件獲得稍高的強(qiáng)度和硬度 。 （ 3） 淬火 將鋼件加熱到某一合適溫度范圍 ， 保溫一段時間后 ， 在水中或油中急劇冷卻的熱處理方法 。 淬火可以提高工件的硬度和耐磨性 。 61 Cw （ 4） 回火 將淬火后的鋼件加熱到某一合適溫度 ， 保溫一段時間后 ， 然后冷卻到室溫的熱處理方法 。 回火的目的是為了消除淬火工件的內(nèi)部應(yīng)力 ， 防止工件的變形和開裂 ， 減少脆性 。 （ 5） 調(diào)質(zhì)處理 是指淬火加高溫回火的熱處理工藝 。調(diào)質(zhì)處理能兼顧強(qiáng)度 、 硬度和韌性要求 ， 廣泛用于要求具有較好綜合力學(xué)性能的重要零件 ， 如齒輪 、 連桿 、 螺栓和軸等 。 特殊熱處理可分為 表面熱處理和化學(xué)熱處理 。 如表面淬火 、 滲碳 、 滲氮 、 碳氮共滲 。 表面熱處理 是指僅對鋼的表面進(jìn)行加熱 、 冷卻 ， 改變其表層組織和性能而不改變其內(nèi)部的組織和性能的熱處理工藝 。 62 Cw 最常用的表面熱處理工藝為 表面淬火 。 鋼的表面淬火是通過感應(yīng)加熱 、 火焰加熱等快速加熱方法將工件表面迅速地加熱到某一個溫度 ， 在心部組織尚未發(fā)生相變時 ， 立即予以淬火冷卻 ， 使工件表層發(fā)生相變 ， 獲得硬且耐磨的組織的一種工藝 。 表面淬火可以使工件表面具有較高的硬度和耐磨性 ， 而工件的心部仍然保持著原來的韌性和塑性；另外還可以顯著提高工件的疲勞強(qiáng)度 。 化學(xué)熱處理 是指將鋼件置于一定溫度的活性介質(zhì)中保溫 ， 使一種或幾種元素滲入它的表面 ， 達(dá)到改變表層的成分 、 組織和性能 ， 滿足技術(shù)要求的熱處理工藝 。 按照表層滲入的元素不同 ， 化學(xué)熱處理可分為 滲碳 、滲氮 、 碳氮共滲 等種類 。 滲碳 是將鋼件放在滲碳介質(zhì)中加熱并保溫 ， 使碳原子滲入到鋼件表層的化學(xué)熱處理 。 滲氮 是指向鋼件表層滲入氮的工藝 。 碳氮共滲 是同時向鋼件表面滲入碳和氮的工藝 。 63 Cw 高分子材料 是由大量低分子化合物聚合而成 。它包括工程塑料 、 橡膠 、 纖維和粘結(jié)劑 。 按熱性能不同 ， 工程塑料可分為： （ l） 熱塑性塑料 這種塑料的特點是加熱時軟化 ， 可塑造成型 ， 冷卻后變硬 。 此過程可重復(fù)進(jìn)行 。 （ 2） 熱固性塑料 這種塑料的特點是初加熱時軟化 ， 可塑造成型 ， 但固化之后再加熱將不再軟化 ， 也不溶于溶劑 。 64 Cw 陶瓷 是指用各種粉狀原料做成一定形狀后 ， 在高溫窯爐中燒制而成的一種非金屬固體材料 。 在傳統(tǒng)上 ， 陶瓷是指陶器和瓷器；現(xiàn)在 ， 陶瓷實際上是對包括玻璃 、 搪瓷 、耐火材料 、 磚瓦 、 水泥 、 石灰 、 石膏等無機(jī)非金屬材料的統(tǒng)稱 。 陶瓷的 性能特點 ：剛性和硬度在各種材料中最高；抗拉強(qiáng)度很低 、 抗彎強(qiáng)度較好 、 抗壓強(qiáng)度非常高；在室溫下幾乎沒有塑性；韌性極低 、 脆性極高 ， 抗沖擊韌性極差 （陶瓷的最大缺點 ） ；熱膨脹系數(shù)低；導(dǎo)熱性差 ， 是較好的絕緣材料；熱穩(wěn)定性很低 ， 在不同溫度范圍波動時容易破裂 （ 陶瓷的又一缺點 ） ；化學(xué)穩(wěn)定性好 ， 具有很高的耐火性或不可燃性 ， 是很好的耐火材料；另外 ， 陶瓷對于酸 、堿 、 鹽等腐蝕性較強(qiáng)的介質(zhì)均有較強(qiáng)的抗蝕能力 。 65 Cw 復(fù)合材料 是指由兩種或兩種以上的物理和化學(xué)性質(zhì)不同的物質(zhì)經(jīng)人工制作而成的一種多相固體材料 。 復(fù)合材料的 性能特點 是：比強(qiáng)度和比剛度高；抗疲勞性能好；抗斷裂能力強(qiáng)；減震能力強(qiáng)；高溫性能好 。 復(fù)合材料為多相固體材料 ， 全部相可分為兩類：一類相為基體 ， 起粘結(jié)劑作用；另一類為增強(qiáng)相 ， 起提高強(qiáng)度 （ 或韌性 ） 作用 。 按基體和增強(qiáng)相不同 ， 復(fù)合材料的分類 。 為了工程上使用方便 ， 像金屬材料一樣 ， 非金屬材料也常常被做成各種管材 、 棒材和板材等 ， 如硬聚氯乙烯 （ PVCU） 管材 、 聚四氟乙烯棒材 、 織物強(qiáng)力液壓橡膠軟管 、 鋼化玻璃 、 鈦 鋼復(fù)合板等 。 66 Cw 機(jī)械設(shè)計不僅包括機(jī)構(gòu)設(shè)計 、 零件結(jié)構(gòu)設(shè)計 ， 還包括零件的材料選擇 。 零件的材料選擇對零件的工作性能 、 制造質(zhì)量和加工成本都有重要影響 。 選擇零件材料時必須保證零件在使用過程中具有良好的工作性能 ， 在加工過程中具有良好的工藝性能 ， 并盡量降低零件的成本 。 零件材料選擇的一般原則是在滿足零件使用性能的前題下 ， 考慮材料的加工工藝性能和經(jīng)濟(jì)性 。 67 Cw 使用性能 是指零件在工作狀態(tài)下為了完成所規(guī)定的功能 ， 要求材料應(yīng)具有的力學(xué)性能 、 物理和化學(xué)性能 。它是在大多數(shù)情況下零件選材首要考慮的原則 。 零件材料的使用性能是在充分分析零件工作條件和失效形式基礎(chǔ)上提出的 。 零件的工作條件包含三個方面： ① 受載荷情況 包括載荷的類型 （ 動載 、 靜載 、 循環(huán)載荷和沖擊載荷等 ） 、 大小 、 形式 （ 拉伸 、 壓縮 、 彎曲 、 扭轉(zhuǎn)等 ） 。 ② 工作環(huán)境情況 包括物理環(huán)境 （ 溫度 、 摩擦等 ） 和化學(xué)環(huán)境 （ 酸 、 堿 、 鹽的腐蝕等 ） 。 ③ 特殊要求 主要是指對材料的導(dǎo)電性 、 導(dǎo)熱性 、 抗磁性等方面提出的特殊要求 。 68 Cw 工藝性能 是指材料加工的難易程度 。 金屬材料的工藝性能主要包括鑄造性能 、 鍛造性能 、 焊接性能 、 切削加工性能 、 熱處理工藝性能等 。 經(jīng)濟(jì)性 也是選材的根本原則之一。只有選擇既能夠滿足使用性能、工藝性能要求，又價格便宜的材料，才能使產(chǎn)品質(zhì)優(yōu)、成本低，具有較強(qiáng)的市場競爭力，為企業(yè)贏得更大的經(jīng)濟(jì)效益。 69 Cw 齒輪是機(jī)械工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的零件之一，主要用于傳遞轉(zhuǎn)矩和調(diào)節(jié)速度。齒輪在工作時的受力情況如下： （ 1）齒根承受很大的交變彎曲應(yīng)力。 （ 2）齒部承受一定的沖擊載荷。 （ 3）齒面承受很大的接觸應(yīng)力，并發(fā)生強(qiáng)烈的摩擦。 （ 1） 疲勞斷裂 是齒輪最嚴(yán)重的失效形式，主要在根部發(fā)生。 （ 2） 齒面磨損 由于齒面接觸區(qū)摩擦，使齒厚變小。 （ 3） 齒面點蝕 即齒面接觸疲勞破壞，在交變接觸應(yīng)力作用下，齒面產(chǎn)生微裂紋，微裂紋發(fā)展，引起點狀剝落。 （ 4） 過載斷裂 主要是沖擊載荷過大造成斷齒。 70 Cw（ 1） 應(yīng)具有較高的彎曲疲勞強(qiáng)度 。 （ 2）應(yīng)具有較高的接觸疲勞強(qiáng)度和耐磨性。 （ 3）應(yīng)具有較高的強(qiáng)度和沖擊韌性。 （ 4）應(yīng)具有較好的熱處理工藝性能，如熱處理后變形較小等。 齒輪類零件材料要求的性能主要是疲勞強(qiáng)度高，并且應(yīng)有足夠的沖擊韌性。因此應(yīng)選用低、中碳鋼或合金鋼，并經(jīng)表面強(qiáng)化處理，使 表面具有較高的強(qiáng)度和硬度，心部具有較好的韌性 。此外，這類鋼的工藝性能好，經(jīng)濟(jì)上也較合理。 具體的鋼種可根據(jù)齒輪的載荷類型和淬透性要求來決定 。 71 Cw （ 1） 鑄件 適用于制作形狀復(fù)雜的零件毛坯，尤其是用其他方法難以成形的復(fù)雜件毛坯。 （ 2） 鍛件 適用于要求強(qiáng)度高、形狀不太復(fù)雜的零件毛坯。 （ 3） 型材 是鋼、有色金屬或塑料等通過軋制、拉拔、擠壓等方式生產(chǎn)出來的，沿長度方向橫截面不變的材料。多用于制造毛坯精度要求較高的中小型零件。 （ 4） 焊接件 用焊接方法組合在一起的毛坯。 （ 5） 冷沖壓件 多用于中小尺寸零件的大批量生產(chǎn)。 （ 1） 適用性原則 （ 2） 經(jīng)濟(jì)性原則 毛坯的選擇 72 Cw（ 1） 零件材料對工藝性能的要求 。 （ 2） 生產(chǎn)批量 。 （ 3） 零件的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸和設(shè)計的技術(shù)要求。 此外，還應(yīng)考慮現(xiàn)有生產(chǎn)條件，如技術(shù)水平、設(shè)備狀況及外協(xié)的可能性。