機械工程材料合理選用的基本原則-文庫吧資料
2024-09-24 21:27本頁面
【正文】 定時，可通過熱處理改變鋼的組織和性能來改善鋼的切削加工性能。 ?（ 4）切削加工性能 一般用切削抗力、加工零件表面粗糙度、排屑的難易程度和刀具磨損量等來衡量?；诣T鐵的可焊性比碳鋼差很多，一般只對鑄件進行補焊，球墨鑄鐵的可焊性更差。 ?（ 3）焊接性能 系指在生產(chǎn)條件下接受焊接的能力，稱為可焊性，一般用焊縫處出現(xiàn)裂紋、脆性、氣孔等缺陷的傾向來衡量。 ?（ 2）壓力加工（鍛壓）性能 主要指冷、熱壓力加工時的塑性和變形抗力及可熱塑性加工的溫度范圍、抗氧化性和加熱、冷卻要求等。所以鑄造鋁和銅合金的鑄造性能優(yōu)于鑄鐵和鑄鋼，而鑄鐵又優(yōu)于鑄鋼；在鋼的范圍內(nèi)，中、低碳鋼的鑄造性能又優(yōu)于高碳鋼，故高碳鋼較少用作鑄件。金屬材料的加工工藝性能主要包括 : ?（ 1）鑄造性能 它包括流動性、收縮性、偏析傾向等。陶瓷也可熱處理，但因?qū)嵝耘c耐熱沖擊性差，故加熱與冷卻時應(yīng)小心，否則極易產(chǎn)生裂紋。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。 注射成形 擠壓成形 吹塑成形 層壓成形 2. 工程材料的工藝性能分析 ?陶瓷材料 硬而脆且導(dǎo)熱性較差，其制品加工工藝路線亦較簡單。聚合物一般也易于進行切削加工，但因其導(dǎo)熱性較差，在切削過程中應(yīng)注意工件溫度急劇升高而導(dǎo)致的軟化（熱塑性塑料）和燒焦（熱固性塑料）現(xiàn)象。 ?性能要求較高的零件用材，多采用合金鋼或優(yōu)質(zhì)合金鋼來制造，這些材料的工藝性能一般都較差，因此必須十分重視其工藝性能的分析。 ?（ 3）金屬材料 ?按零件形狀及性能要求可以有不同的加工工藝路線，大致分為三類。常見工程材料一般加工工藝路線概括如下 : ?（ 1）聚合物材料 ?聚合物材料 (有機物原料或型材 ) → 成型加工（熱壓、注塑、熱擠、噴射、真空成形等） → 切削加工，或熱處理、焊接等 → 零件 。它包括材料 (零件 )的加工工藝路線和材料的工藝性能兩個方面。 必須兼顧材料的工藝性能原則 ( Technological properties fundamentals must be taken care of the needs ) ?所謂材料的工藝性能，即指材料加工成零件的難易程度，它也應(yīng)是選材時必須考慮的重要問題。圖紙上要求書寫相應(yīng)的工藝名稱，如調(diào)質(zhì)、正火、退火等。 ?（ 2）還應(yīng)注意特殊條件下工作零件應(yīng)具備特殊性能要求 除根據(jù)力學(xué)性能選材外，對于特殊條件下工作 (如高溫和腐蝕介質(zhì)中等特殊條件下工作 )的零件還要求材料具有特殊的物理、化學(xué)性能 (如優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性即抗氧化性和耐腐蝕性 )等。例如，硬度對材料的組織不夠敏感，經(jīng)不同處理的材料可獲得相同的硬度值，而其它力學(xué)性能卻相差很大，因而不能確保零件的使用安全。 3. 將零件使用性能轉(zhuǎn)化為材料的使用性能指標 （ 1）根據(jù)力學(xué)性能選材應(yīng)充分考慮的幾點 ?④ 硬度值在設(shè)計中的作用 由于硬度值的測定方法既簡便又不破壞零件，并且在確定條件下與某些力學(xué)性能有大致的固定關(guān)系，所以在設(shè)計和實際生產(chǎn)過程中，往往用硬度值作為控制材料性能和質(zhì)量檢驗標準。因此在應(yīng)用性能指標時，必須結(jié)合零件的實際條件修正。且材料越硬、應(yīng)力越復(fù)雜，表現(xiàn)越敏感。在復(fù)雜應(yīng)力下，這些缺口處將產(chǎn)生嚴重的應(yīng)力集中。 ?③材料的缺口敏感性 實驗所用試樣形狀簡單且多為光滑試樣。金屬材料，特別是鋼材的尺寸效應(yīng)尤為顯著，隨尺寸加大，其強度 (Rm、 ReL)、塑性 (A、 Z)、沖擊吸收功（ AK）均下降，尤以韌度下降最為明顯。 ? ②材料的尺寸效應(yīng) 指材料截面大小不同，即使熱處理相同，其力學(xué)性能也會產(chǎn)生很大差異。 ?（ 1）根據(jù)力學(xué)性能選材應(yīng)充分考慮的幾點 ?①材料的性能與加工、處理條件的關(guān)系 材料的力學(xué)性能不僅決定于化學(xué)成分，且也決定于其加工處理后狀態(tài)。這是選材最關(guān)鍵最困難的一步。所以，以疲勞強度為主要失效抗力指標來設(shè)計、制造曲軸，其質(zhì)量和壽命顯著提高，而且在一定條件下可選用球墨鑄鐵來制造。例如，長期以來，人們認為發(fā)動機曲軸的主要使用性能是高的沖擊抗力和耐磨性，必須選用 45鋼。但上述分析帶有一定預(yù)估主觀性，難免會對零件實際工作條件下的某些因素估計不足，甚至由于人為忽略某些因素而產(chǎn)生一定偏差，為此還須進行失效分析。例如靜載時，材料對彈性或塑性變形抗力是主要使用性能 。 ?（ 3）零件特殊性能要求 如電、磁、熱等及密度、外觀、色澤等，都要加以分析、對比。載荷的大小及分布狀況（均勻分
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