零件的选材及工艺路线

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1、第十二章零件的选材及工艺路线第十二章零件的选材及工艺路线7/14/20211机械工程材料主要内容1、常用的力学性能指标在选材中的意义2、断裂韧度在选材中的意义3、零件实物性能试验的重要性4、材料强度、塑性与韧性的合理配合5、选材方法6、典型零件选材及工艺路线7/14/20212机械工程材料第一节常用的力学性能指标在选材中的意义1．刚度指标2．弹性指标3.硬度指标4．强度指标5．塑性指标6．冲击韧性指标7/14/20213机械工程材料零件的失效与失效分析失效:1、零件完全破坏，不能继续工作2、零件严重损伤，不能继续安全工作3、零

2、件虽能安全工作，但已不能起到预期作用----依据力学性能指标7/14/20214机械工程材料零件失效方式断裂过量变形表面损伤过量塑性变形脆性断裂疲劳断裂低应力断裂蠕变断裂应力腐蚀断裂过量弹性变形韧性断裂磨损腐蚀接触疲劳设计不合理选材不合理加工工艺不当安装使用不正确7/14/20215机械工程材料失效分析方法----依据力学性能指标1）收集证据2）断口分析，判断失效方式失效零件的残骸失效零件的资料3）测定数据，包括成分、组织和性能的分析与测试4）确定失效原因7/14/20216机械工程材料第二节断裂韧度在选材中的意义根据断裂韧度

3、选材，则既可保证发挥材料强度的最大潜力，有可以避免发生低应力脆断。对于含裂纹的构建，当低应力脆断为主要危险时，其承载能力已不是屈服强度所控制，而是取决于材料的断裂韧度，必须应用断裂力学方法进行选材，才能确保安全。7/14/20217机械工程材料第三节零件实物性能试验的重要性零件结构设计和加工工艺对于其他性能有重大的影响，通常零件的性能(强度、塑性韧性等)总是低于实验室试样的性能，因此对重要的零件必须进行实物性能试验，如台架试验或装机试验。7/14/20218机械工程材料第四节材料强度、塑性与韧性的合理配合材料设计应从零件的实际

4、工作情况出发，使材料的强度、塑性与韧性的合理配合7/14/20219机械工程材料第五节选材方法一．根据材料的使用性能选材二．根据材料的工艺性能选材三．根据材料的经济性选材四．实例分析7/14/202110机械工程材料7/14/202111机械工程材料7/14/202112机械工程材料7/14/202113机械工程材料7/14/202114机械工程材料材料的选择与应用是机械设计与制造工作中重要的基础环节，自始至终地影响整个设计过程。选材的核心问题是在技术和经济合理的前提下，保证材料的使用性能与零件(产品)的设计功能相适应。掌握各

5、类工程材料的特性、正确选用材料及相宜的加工方法(路线)是对机械设计与制造工程人员(广义地应是对所有的从事产品设计与制造的技术人员)的基本要求。7/14/202115机械工程材料一、根据使用性能选材原则分析零件的工作条件，确定其使用性能：—①受力情况如载荷性质(静载、动载。交变载荷)、形式(拉压、弯曲、扭转、剪切)、分布(均匀分布、集中分布)与大小，应力状态：—②工作环境如温度(常温、高温、低温或变温)介质(有无腐蚀介质、润滑剂)；—③其他要求如导热性、密度与磁性等．在全面分析工作条件的基础上确定零件的使用性能，如交变载荷下要求

6、疲劳性能、冲击载荷下工作要求韧性、酸碱等腐蚀介质中工作则要求耐蚀性等。7/14/202116机械工程材料一、使用性能选材原则7/14/202117机械工程材料二、工艺性能选材原则材料的工艺性能可定义为材料经济地适应各种加工工艺而获得规定的使用性能和外形的能力，因此工艺性能影响了零件的内在性能、外部质量以及生产成本和生产效率等。材料选择与工艺方法的确定应同步进行，工艺性能也是选材时应考虑的因素。理想情况下，所选材料应具有良好的工艺性能，即技术难度小、工艺简单、能量消耗低、材料利用率高，保证甚至提高产品的质量。7/14/20211

7、8机械工程材料二、根据材料的工艺性能选材(金属材料)1．铸造性能凡相图上液—固相线间距越小、越接近共晶成分的合金均具有较好的铸造性能。因此铸铁、铸造铝合金、铸造铜合金的铸造性能优良；在应用最广泛的钢铁材料中，铸铁的，铸造性能优于铸钢，在钢的范围，中、低碳钢的铸造性能又优于高碳钢，故高碳钥较少用做铸件。7/14/202119机械工程材料2．压力加工性能包括变形抗力，变形温度范围，产生缺陷的可能性及加热、冷却要求等。一般来说，铸铁不可压力加工，而钢可以压力加工但工艺性能有较大差异，随着钢中碳及合金元素的含量增高，其压力加工性能变差

8、：故高碳钢或高碳高合金钢一般只进行热压力加工，且热加工性能也较差，如高铬钢、高速钢等：高温合金因合金含量更高，故热压力加工性能更差。变形铝合金和大多数铜合金，像低碳钢一样具有较好的压力加工性能。7/14/202120机械工程材料3．焊接性能钢铁材料的焊接性随其碳和合金元素含量