【正文】 基本原則 材料使用性能要求 → 最大限度發(fā)揮材料潛力 材料的工藝性能 → 加工工藝性能良好 經(jīng)濟(jì)性 涉及材料的價(jià)格、加工成本、國(guó)家資 源情況等 ,零件的總成本與零件壽命的關(guān)系 其它因素 材料毛坯的選擇、生產(chǎn)設(shè)備的可能 性、環(huán)境協(xié)調(diào)性等 二 、 零件的加工工藝路線 基本上可分為三類(lèi)： （ 1） 性能要求不高的零件 一般是鑄鐵和碳鋼制造 。 其工藝路線比較簡(jiǎn) 單：毛坯 → 正火 （ 退火 → 機(jī)械加工 → 零件 。 如直 接用型材加工 ， 則不需要進(jìn)行熱處理 。 （ 2） 性能要求較高的零件 合金鋼制造的軸 、 齒輪等零件 。 工藝路線： 毛坯 → 預(yù)先熱處理 → 機(jī)械粗加工 → 最終熱處理 （ 淬火回火或滲碳淬火等 )→ 精加工 。 （ 3）要求高的精密零件 一般用于精密絲桿、主軸等。工藝路線 為：毛坯 → 預(yù)先熱處理 → 機(jī)械粗加工 → 熱處理 → 半精加工 → 氮化處理 → 精加工 → 去應(yīng)力退火 → 零件。 三、選擇材料的基本思路及方法 分析零件 工作條件 確定主要失效抗力指標(biāo) 作為選材的基本依據(jù) 考慮工 藝措施 考察經(jīng)濟(jì)性 和生產(chǎn)成本 選擇材料 注 意 要合理引用手冊(cè)上材料的力學(xué)性能數(shù)據(jù) ； 盡量選用簡(jiǎn)化加工工藝的材料 ； 零件材料選擇要考慮零件的綜合成本 四、典型零件材料選擇與工藝分析 齒輪類(lèi)零件 不同機(jī)械的齒輪，其工作條件差別很大，所 以在選擇材料和熱處理工藝上也有很大不同。 機(jī) 床 齒 輪 載荷不大，工作平穩(wěn)，一般無(wú)大的沖擊力， 轉(zhuǎn)速也不高。常選用調(diào)質(zhì)鋼制造，如 4 40Cr、 42SiMn等鋼， 熱處理工藝為正火或調(diào)質(zhì)，高頻感應(yīng)加熱淬火 一般工藝路線為： 備料 → 鍛造 → 正火 → 粗加工 → 調(diào)質(zhì)處理 → 半精加工 → 高頻淬火 + 回火 → 磨削 汽 拖 齒 輪 汽車(chē)、拖拉機(jī)上的變速箱齒輪屬于重載荷齒 輪。一般都采用滲碳鋼，如 20Cr、 20CrMnTi等， 進(jìn)行滲碳熱處理。 一般工藝路線為： 備料 → 鍛造 → 正火 → 粗加工 → 滲碳 +淬火 +回火 → 噴丸 → 磨削 重 載 齒 輪 航空發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪和一些重型機(jī)械上的齒輪承 受高速和重載，一般多采用高淬透性滲碳鋼， 如 12CrNi3A、 18Cr2Ni4WA等鋼。 工藝路線較復(fù)雜： 備料 → 模鍛 → 正火 +高溫回火 → 機(jī)械加工 → 滲碳 → 高溫回火 → 機(jī)械加工 → 淬火 +回火 → 精加工 → 檢驗(yàn)。 軸類(lèi)零件 軸是各類(lèi)機(jī)械中最基本零件，也是關(guān)鍵 零部件。它直接影響精度和使用壽命。 各種軸的尺寸差別很大，一般鐘表的軸 直徑在 ，而汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸直徑 可達(dá) 1m以上。 服役條 件主要 共同點(diǎn) ① 傳遞扭矩，交變性，有時(shí)會(huì)承受 彎曲、拉壓負(fù)荷； ② 都有軸承支承，軸頸處受磨損， 需要較高的硬度，耐磨性好； ③ 大多數(shù)承受一定的沖擊和過(guò)載。 主要失 效方式 斷裂、疲勞斷裂和過(guò)量磨損。 → 軸 類(lèi)零件主要是按強(qiáng)度來(lái)選材的，并考 慮一定韌度和耐磨性。 目前常用軸的材料及工藝如下： （ 1） 輕載主軸 。如普通車(chē)床主軸，負(fù)荷小，沖 擊力不大，磨損也不嚴(yán)重，一般采用 45鋼， 整體經(jīng)正火或調(diào)質(zhì)處理，軸頸處高頻感應(yīng)加 熱淬火。 （ 2） 中載主軸 。如銑床，中等負(fù)荷，有一定沖 擊力，磨損也較重，一般用 40Cr等制造，進(jìn) 行調(diào)質(zhì)處理，軸頸處高頻感應(yīng)加熱淬火。如 沖擊力較大，也可用 20Cr等鋼進(jìn)行滲碳淬火 （ 3）重載主軸。如組合機(jī)床的主軸，負(fù)荷較 大，沖擊力大，磨損嚴(yán)重，可用 20CrMnTi 鋼制造，滲碳淬火。 （ 4）高精度主軸。如精密鏜床的主軸，雖然負(fù) 荷不大，磨損也不嚴(yán)重，但是精度要求很 高，一般可用 38CrMoAlA氮化鋼制造，經(jīng) 調(diào)質(zhì)后氮化處理，可滿(mǎn)足要求 小 結(jié) 材料學(xué)主線： 服役條件 → 技術(shù)要求 → 選擇材料 → 強(qiáng)化工藝 → 組織結(jié)構(gòu) → 最終性能 → 應(yīng)用、失效。 尋求最佳方案，充分發(fā)掘材料潛力。 材料成分、工藝、組織、性能間的關(guān)系 零 件 性能 要求 材料 成分 服役 條件 強(qiáng)化 工藝 使用 性能 組織 結(jié)構(gòu) 材料學(xué)的 強(qiáng)韌矛盾 ： 掌握理解固溶強(qiáng)化、位錯(cuò)強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化 和彌散強(qiáng)化等強(qiáng)化機(jī)理是很重要的，這是理解 強(qiáng)韌化矛盾及其互相長(zhǎng)消規(guī)律的基礎(chǔ)。各種強(qiáng) 化機(jī)制在處理過(guò)程中是相互轉(zhuǎn)化的。 關(guān)鍵因素 ：鋼的合金化和處理工藝 材料學(xué) “ 思想 ” ： 材料學(xué)是一門(mén)很有“思想”的課程。主 要的 “思想”： 作用的辨證與矛盾的轉(zhuǎn)化。 如，對(duì)結(jié)構(gòu)鋼是強(qiáng)度 韌度的匹配，對(duì)工 模具鋼主要是韌度 耐磨性的協(xié)調(diào)。材料 中的這些矛盾涉及到合金化設(shè)計(jì)、處理工 藝等。 高強(qiáng)度鋼發(fā)展過(guò)程實(shí)例 美 4130(%C,Cr,Mo) 應(yīng)用時(shí) σ 不夠 4340(40CrNiMo) 應(yīng)用廣泛 +C 發(fā)現(xiàn) Si作用 → 4340++ 發(fā)現(xiàn) V作用 ,↑ 整體強(qiáng)韌水平 ↓C,+V →細(xì)化晶粒 4335 σ相似 ,韌性 ↑ 300M, 強(qiáng)韌水平同時(shí)再提高 M板 或 B下 或兩相組織 合金化基本原則 ： 多元適量，復(fù)合加入 。 （ 1）提高性能。提高淬透性等性能，復(fù)合的作 用不是線性相加的。如 CrNi復(fù)合 （ 2）揚(yáng)長(zhǎng)避短。合金元素一般都有優(yōu)缺點(diǎn) ,為克 服不足，可以復(fù)合加入來(lái)相互彌補(bǔ)。 如： SiMn, MnV 配合 （ 3）改善碳化物類(lèi)型與分布。某些元素的加入 會(huì)改變鋼中所形成的碳化物的類(lèi)型與分布，或改 變其它元素的存在形式和位置，從而可提高性 能。如 CrV 適量：主要是作用 , 也有經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題 ① 有的元素增多后，會(huì)降低材料塑韌性。 如低碳構(gòu)件鋼中的 Si、 Mn含量。 ② 有些合金元素增多，會(huì)惡化 K的分布。 如軸承鋼中的 Cr ③ 有的元素含量過(guò)多，會(huì)改變 K類(lèi)型，增 加熱處理過(guò)程難度。如 V， Mo含量。 ④ 合金元素的作用往往不是隨量的增加而 線性地增加的。 本章完 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH