【正文】 47 51 —— 貫穿材料生產(chǎn)、使用、廢棄的全過程 重要金屬的世界儲量 選材方法與步驟 1） 周密分析零件的工作特性和使用條件。 ４ )性能要求的指標(biāo)化 —— 如強硬度、塑韌性等的具體數(shù)值。 ２ )工作環(huán)境 —— 溫度，介質(zhì)（如腐蝕，摩擦）。 (二 )失效原因 ? ? ? ? 選材的動機 —— 開發(fā)新產(chǎn)品、產(chǎn)品的改進(jìn)和 更新?lián)Q代。 措施：提高齒面硬度；增大潤滑油黏度。 防止膠合的措施：提高齒面硬度；降低齒面粗糙度；增大潤滑油黏度；限制油溫。 主要措施：提高齒面硬度；降低齒面粗糙度；增大潤滑油黏度；采用合理變位。開始齒輪由于磨損很少出現(xiàn)點蝕。 3）齒面點蝕： 輪齒工作面某一固定點受到近似脈動的變應(yīng)力作用，由于疲勞而產(chǎn)生的麻點狀剝蝕損傷的現(xiàn)象。磨損是開式傳動的主要失效形式。 齒輪常見的失效形式 : 2）齒面磨損： 灰塵、砂粒、金屬微粒等落入輪齒間，會使齒面間產(chǎn)生摩擦磨損。此外，突然過載、嚴(yán)重磨損及安裝制造誤差等也會造成輪齒折斷。 完全破壞 包括 嚴(yán)重?fù)p壞 未達(dá)功能要求（安全工作） 七、零件材料的選用 菜單 (一 )零件常見的失效形式 ? 過量變形失效 —— 彈變、塑變、蠕變 ? 斷裂失效 —— 過載斷裂，疲勞斷裂 ? 表面損傷失效 —— 磨損，點蝕、膠合 1）輪齒折斷 ： 輪齒象一個懸臂梁，受載后齒根部 產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力最大。 鑄造性能： 流動性、收縮性、偏析 熱處理性能： 淬透性 鍛造性能： 塑性、變形抗力 焊接性能： 焊接性、碳當(dāng)量 切削性能： 表面粗糙度、刀具壽命 六 . 材料的工藝性能 是指材料在被制成各種零部件的過程中適應(yīng)加工的性能。 對于金屬材料來說，指 耐蝕性 和 抗氧化性 。 五 .材料的理化性能 指材料的固有屬性， 如 密度、熔點、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、熱膨脹性、磁性和色澤 等。 實際上零件內(nèi)往往存在著 微裂紋以及夾雜、氣孔 等類裂紋的缺陷。 : 使試樣不發(fā)生疲勞斷裂的最大循環(huán)應(yīng)力?？梢酝ㄟ^疲勞試驗，繪制疲勞曲線進(jìn)行測定。 (四 )疲勞強度 承受交變應(yīng)力的零件，在工作應(yīng)力低于材料的屈服強度的情況下較長時間工作時，會產(chǎn)生裂紋或突然斷裂，這種現(xiàn)象稱為 疲勞失效或疲勞破壞 。 材料 韌性 狀態(tài)變?yōu)榇嘈誀顟B(tài)的溫度 TK稱為該材料的脆性轉(zhuǎn)變溫度。 FAK 多沖抗力一般采用小能量多沖試驗進(jìn)行測定。 將沖擊功 Ak除以缺口處的截面積，即為材料的沖擊韌度 ak,則 ak = （ J 在忽略機械摩擦和空氣阻力等條件下，擺錘沖斷試樣所消耗的沖擊功 Ak可以從試驗機刻度盤上直接讀出。 沖擊韌度通常是采用一次擺錘沖擊試驗來測定的。 (三 )沖擊韌度 材料抵抗沖擊荷載的能力，是指材料在受到?jīng)_擊荷載而斷裂之前吸收能量并進(jìn)行塑性變形的能力。 洛氏硬度值的表示方法 規(guī)定為：硬度符號前面注明硬度值，例如 52HRC、 70HRA。 試驗原理 如圖 19Ａ ＆ 1 9Ｂ 所示。f ）、試驗荷載保持時間（ S）（ 10～ 15S不標(biāo)注）。 用 硬質(zhì)合金球 作為壓頭所測得的布氏硬度用符號 HBW表示，適用于測量 硬度不超過 650的材料。 1．布氏硬度 測試原理：用一定大小的荷載 F，把直徑為 D的 硬質(zhì)合金球 壓入被測試樣表面，保持規(guī)定時間后卸除荷載，移去壓頭，用讀數(shù)顯微鏡測出壓痕平均直徑 d。 (二 )硬度 材料抵抗其他硬物壓入其表面的能力。 （ 2） 斷面收縮率 ψ ： 是指試樣拉斷后橫截面積的縮減量與原始橫截面積之比。 （ 1） 伸長率 δ ： 是指試樣拉斷后，標(biāo)距伸長量與原始標(biāo)距的百分比。 比強度： σ b/ρ ，它表征了材料強度與密度之間的關(guān)系。其比值越大，越能發(fā)揮材料的潛力。 抗拉強度 ： σ b， 它是設(shè)計和選材的主要依據(jù)之一，是工程技術(shù)上的主要強度指標(biāo)。 （ 2） 抗拉強度 σ b 指試樣在拉伸過程中所能承受的最大應(yīng)力值。屈服點也稱為屈服強度。 σ e = Fe /A0 （ MPa） 式中， Fe是試樣不產(chǎn)生塑性變形時的最大荷載（ N）；A0是試樣的原始橫截面積（ mm2）； σ e表示材料保持彈性變形的最大應(yīng)力。 E=σ/ε=tanα （ MPa） 式中， σ 為彈性變形階段的應(yīng)力， ε 為相應(yīng)的應(yīng)變， tanα 為拉伸曲線的斜率。反映出其所具有不同的抗拉性能特點。如鑄鐵、玻璃等。如低碳鋼。 (一 )材料的拉壓試驗 1．拉伸試驗 ? 根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《金屬材料拉伸試驗》（ GB2282023）規(guī)定，將材料制成標(biāo)準(zhǔn)拉伸試樣，在試驗機上加載拉伸至斷裂，得 拉伸圖 ： FΔL 曲線； 再作出 應(yīng)力 應(yīng)變圖 ， 圖 17為低碳鋼應(yīng)力 應(yīng)變曲線。 (如圖 ) 拉壓實驗 — 拉壓圖 — 應(yīng)力應(yīng)變圖 — 力學(xué)性能（指標(biāo)） 1)彈性 ：材料保持彈性變形的能力 .（彈性模量，彈性極限） 2)強度 ：指材料抵抗破壞（塑性變形或斷裂）的能力。 包括 強度 、 塑性 、 硬度 、 韌度 、 疲勞強度 及 斷裂韌度 等； ? 力學(xué)性能指標(biāo) ： 用來表征材料力學(xué)性能的各種臨界值或規(guī)定值 .可通過 試驗測定 . 根據(jù) 外加荷載 的性質(zhì)，荷載分為： 靜荷載 沖擊荷載 交變荷載。 鎂 鋁 鈦 鐵 密度 ● 鎂、鋁合金和復(fù)合材料 —— 汽車輕量化的材料 —— 減少油耗 鎂合金方向盤骨架 鎂合金汽車輪轂 鎂合金汽缸蓋 塑性 變 形 塑性 變 形加熱 加熱形狀記憶合金 普通材料2( 2 1 )形狀記憶效應(yīng)示意圖應(yīng)用 :豐田汽車的散熱器護(hù)攔活門 . 日產(chǎn)汽車?yán)鋮s風(fēng)扇離合器 . ● 玻璃纖維增強塑料（玻璃鋼） —— 比強度高、耐腐蝕 . ● 顆粒直徑 ～ 100 納米（原子、分子尺度） ● 具有卓越的性能和特殊功能，如： 納米級銅不導(dǎo)電； 納米冰柜可抑制細(xì)菌生長。在性能可靠的條件下，將盡可能多地采用鋁