【正文】 低 ， 其主要缺點是強韌性欠佳 ，故多用于制作低速 、 輕載 、 不受沖擊的非重要齒輪 。常用鑄鋼牌號有 ZG270— 500、 ZG310— 570、 ZG40Cr等。 ③ 中碳氮化鋼 40Cr、 35CrMo、 38CrMoAl鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后再表面滲氮處理，力學性能優(yōu)良、變形微小，主要用做高精度、高速齒輪。 14:42:17 機電工程學院 Engineering Materials 37 ② 中碳鋼表面淬火齒輪 的工作速度 、 載荷及受沖擊的程度應(yīng)低于低碳鋼滲碳淬火齒輪 。 主要包括： ① 低碳鋼及低碳合金鋼 20Cr、 20CrMnTi、18Cr2Ni4WA等 ， 可通過退火或正火來改善切削加工性能 ， 通過滲碳后淬火＋低溫回火來保證齒輪的使用性能 。 鍛造可改善鋼的組織并形成有益的加工流線 ， 力學性能優(yōu)良 。 ③ 足夠的齒心部強韌性 ， 以防沖擊過載斷裂 。 14:42:17 機電工程學院 Engineering Materials 35 3． 主要性能要求 ① 高的彎曲疲勞強度 ， 防止輪齒的疲勞斷裂 。 14:42:17 機電工程學院 Engineering Materials 33 齒輪類零件的性能要求 1． 工作條件 ① 傳遞扭矩 ， 齒根部承受較大的交變彎曲應(yīng)力； ② 齒面嚙合并發(fā)生相對滑動與滾動 ， 承受較大的交變接觸應(yīng)力及強烈的摩擦； ③ 啟動 、 換檔或嚙合不良 ， 齒輪承受一定的沖擊力； ④ 有時有其它特殊條件要求 ， 如耐高 、 低溫要求 ， 耐蝕要求 ， 抗磁性要求等 。 14:42:17 機電工程學院 Engineering Materials 32 二、齒輪類零件選材 應(yīng)用極廣的重要機械零件 ， 其主要作用有傳遞扭矩 （ 力或能 ） ， 改變運動速度或方向 。 以載重汽車用材的重量為例 ， 鋼占 65％ 、 鑄鐵占 20％ 、 有色金屬占 3％ 、 非金屬材料約占 12％ 。 14:42:17 機電工程學院 Engineering Materials 31 金屬材料 ,尤其是鋼鐵材料 ， 與其它工程材料相比 ， 在力學性能 、 工藝性能和生產(chǎn)成本這三者之間保持著最佳的平衡 ， 具有最強的競爭力 ， 故金屬材料仍然是機械工程材料的主力軍 。 但復合材料價格昂貴 ， 除在航天航空 、 船舶 、 武器裝備等國防工業(yè)中的重要結(jié)構(gòu)件上應(yīng)用外 ， 在一般的民用工業(yè)上應(yīng)用有限 。 14:42:17 機電工程學院 Engineering Materials 30 復合材料 克服了高分子材料和陶瓷材料的不足 ，綜合了各種不同材料的優(yōu)良性 能 ， 具有高的比強度 、 比剛度 、 抗疲勞 、 減振 、 耐磨性能優(yōu)良等特點 。 由于陶瓷功能材料具有極其廣闊的應(yīng)用前景 ， 在高新技術(shù)產(chǎn)品中占據(jù)重要地位 ， 故有人認為 21世紀是 “ 第二個石器時代 ” 。 14:42:17 機電工程學院 Engineering Materials 29 陶瓷材料 硬而脆 、 加工性能差 ， 也不能用作重要的受力零件； 目前 主要應(yīng)用領(lǐng)域 是建筑陶瓷和功能材料 。 高分子材料 的強度與剛度低 、 尺寸穩(wěn)定性較差且易老化 ， 在工程上一般不用于受力較大的 、重要的結(jié)構(gòu)零件 。 14:42:17 機電工程學院 Engineering Materials 25 經(jīng)濟性能選材原則舉例 價值工程原理：價值 =功能 /成本 Q235 A不銹鋼 F不銹鋼 價格 /使用年限 5000元 /年 40000元 /10年 15000元 /6年 年成本 /材料損耗 5000 4000 2500 3000元 /停產(chǎn)損失 8000 4300 3000 30000元 /停產(chǎn)損失 35000 7000 7500 ？？？ 14:42:17 機電工程學院 Engineering Materials 26 四環(huán)境與資源原則 1. 能源和資源消耗少 世界能源儲藏量 石油 天然氣 煤 鈾 可開采儲量 9970億桶 138萬億 m3 1， 039， 272噸 200萬噸 可開采年限 64年 219年 74年 主要產(chǎn)地及儲量比例 中東 % 獨聯(lián)體、中東 70% 美、蘇、中、澳 70% 重要金屬的世界儲量 儲量（ 106t） 可用年數(shù) 再生率 (%) Fe 1106 109 Al 1170 35 Cu 308 24 Zn 123 18 Mo 36 Ag 14 Cr 775 112 Ti 147 51 14:42:17 機電工程學院 Engineering Materials 27 2. 環(huán)境污染小 材料 礦物燃料能耗 排碳量 MJ/Kg MJ/m3 Kg/t Kg/m3 木材 ~ 750~1390 30~56 15~28 混凝土 4800 50 120 鋼材 35 266,000 700 5320 一次鋁 435 1,100,000 8700 22,000 再生鋁 13 33,000 一定性能水平下的材料能耗 木材 混凝土 鋼 塑料 鋁、鎂及鈦合金 Eρ/?b 24 145 100~500 4751002 7101029 E──生產(chǎn)每公斤材料的能耗 ρ──材料密度 ?b──抗拉強度 生產(chǎn)各種材料消耗的能量及碳的排放量 14:42:17 機電工程學院 Engineering Materials 28 一、工程材料的應(yīng)用概況 167。 14:42:17 機電工程學院 Engineering Materials 24 三、經(jīng)濟性能選材原則 質(zhì)優(yōu) 、 價廉 、 壽命高 ， 是保證產(chǎn)品具有競爭力的重要條件；在選擇材料和制定相應(yīng)的加工工藝時 ， 應(yīng)考慮選材的經(jīng)濟性原則 。 鋁 、鎂合金及部分銅合金具有優(yōu)良的切削加工性能 。 一般來說材料的硬度越高 、 加工硬化能力越強 、 切屑不易斷排 、刀具越易磨損 ， 其切削加工性能就越差 。 鋁合金 、 銅合金的焊接性能