《工程材料的选择与》PPT课件

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1、第十二章工程材料的选择与应用§12-1失效分析§12-2选材原则§12-3典型零件选材与工艺分析§12-4材料选用与可持续发展重点：1、选材原则2、典型零件选材与工艺分析§12-1失效分析一.基本概念二.失效形式三.失效原因四.失效分析的基本步骤与方法调查取证整理分析断口分析成分组织性能的分析与测试综合分析得出结论返回§12-2选材原则一.使用性能选材原则●使用性能简要分类●按使用性能选材的具体方法与步骤●按力学性能指标选材需注意的问题二.工艺性能选材原则●金属材料的工艺性能（加工工艺路线）●高分子材料的工艺性能●陶瓷材料三.经济性能选

2、材原则●产品的价值分析●产品的总成本分析●材料成本分析四.材料的技术经济评价指标上一页返回§12-3典型零件选材与工艺分析一.工程材料的应用概括与评价二.齿轮类零件选材●齿轮的工作条件、主要失效形式及性能要求●常用齿轮材料●典型齿轮选材事例三.轴类零件选材●轴的工作条件、主要失效形式及性能要求●常用轴类零件的材料●典型轴选材事例四.刀具选材●机械切削刀具●日常用刀五.冷作模具选材上一页返回机床齿轮的用材及热处理齿轮工作条件钢种热处理工艺硬度要求在低载荷下工作，要求耐磨性好的齿轮15渗碳直接淬火法或一次淬火法（780℃水淬、180℃回火）

3、58～63HRC低速（＜0.1m/s）低载荷下工作的不重要变速箱齿轮和挂轮架齿轮45840℃～860℃正火156～217HBS低速（＜1m/s）低载荷下工作的齿轮（如车床溜板上的齿轮）45调质（820℃～840℃水淬+500℃～550℃回火）200～250HBS中速、中载荷或大载荷下工作的齿轮（如车床变速箱中的次要齿轮）45高频加热、水淬，300℃～340℃回火45～50HRC速度较大或中等载荷下工作的齿轮，齿部硬度较高（如钻床变速箱中次要齿轮）45高频加热、水淬，240℃～280℃回火50～55HRC中等速度（2～4m/s）、中等载荷

4、下工作的高速机床走刀箱、变速箱齿轮40Cr42SiMn调质后高频加热、乳化液淬火，260℃～300℃回火50～55HRC高速、高载荷、齿部要求高硬度的齿轮40Cr，42SiMn调质后高频加热、乳化液淬火，180℃～200℃回火54～60HRC高速、中载荷、受冲击、模数＜5齿轮（如机床变速箱齿轮、龙门铣床电动机齿轮）20Cr，20Mn2B渗碳、直接淬火，或一次淬火（810℃油淬、180℃回火）58～63HRC高速、重载、受冲击、模数＞6齿轮（如立车上的重要齿轮）20CrMnTi，20SiMnVB渗碳、直接淬火法（预冷至840℃油淬、180

5、℃回火）58～63HRC高速、重载、形状复杂，要求热处理变形小的齿轮38CrMoAlA38CrAl正火或调质后510℃～550℃氮化850HV以上在不高载荷下工作的大型齿轮50Mn2，65Mn820℃～840℃空冷＜241HBS传动精度高、要求具有一定耐磨性的大齿轮35CrMo860℃空冷，600℃～650℃回火（热处理后精切齿形）255～302HBS汽车、拖拉机齿轮常用钢种及热处理方法齿轮类型常用钢种热处理主要工序技术条件汽车变速箱和分动箱齿轮20CrMnTi，20CrMo等渗碳齿面硬度：58～64HRC心部硬度：29～45HRC40

6、Cr（浅层）碳氮共渗层深＞0.2mm齿面硬度：51～61HRC汽车驱动桥主动及从动圆柱齿轮汽车驱动桥主动及从动圆锥齿轮20CrMnTi，20CrMo20CrMnTi，20CrMnMo渗碳渗碳层深按图纸要求，硬度同序号1中渗碳。齿面硬度及心部硬度同序号1中渗碳。汽车驱动桥差速器行星及半轴齿轮20CrMnTi，20CrMo，20CrMnMo渗碳同序号1中渗碳。汽车起动机齿轮15Cr，20Cr，20CrMo，15CrMnMo，20CrMnTi渗碳层深0.7～1.1mm；表面硬度58～63HRC，心部为33～43HRC拖拉机传动齿轮，动力传动装

7、置中的圆柱齿轮，圆锥齿轮及轴齿轮20Cr，20CrMo，20CrMnMo，20CrMnTi30CrMnTi渗碳硬度要求同序号1中渗碳。40Cr，45Cr（浅层）碳氮共渗同序号1中碳氮共渗。机床主轴工作条件、用材及热处理工作条件材料热处理硬度原因使用实例1.与滚动轴承配合2.轻、中载荷、转速低3.精度要求不高4.稍有冲击，疲劳忽略不记45正火或调质200～250HBS热处理后有一定机械强度；精度要求不高一般简式机床1.与滚动轴承配合2.轻、中载荷，转速略高3.精度要求不太高4.冲击和疲劳可忽略不计45整体淬火或局部淬火40～45HRC有足

8、够强度；轴颈及配件装拆处有一定硬度；不能承受冲击载荷龙门铣床、摇臂钻床、组合机床等1.与滑动轴承配合2.有冲击载荷45轴颈表面淬火52～58HRC经正火有一定机械强度；轴颈高硬度C620车床主轴1.与滚动轴