机械工程材料 本科 课件第14章+典型零件选材及工艺路线分析.ppt

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1、机械工程材料大连海洋大学精品课程授课教师：丁晓非潘颖授课时间：2013年03月15日2目录第4篇材料的应用第3篇常用机械工程材料第2篇金属材料组织和性能的控制第1篇金属材料的结构与性能3第4篇材料的选用第14章典型零件选材及工艺路线分析第13章机械零件的失效与选材334[章节内容]:14.1齿轮14.2轴类零件14.3弹簧14.4刃具14.5工程材料应用实例14.1.1齿轮的工作条件、失效形式及性能的要求第14章典型零件选材及工艺路线分析1.工作条件2.失效形式3.性能要求齿面承受接触应力大，摩擦强烈轮齿根部弯曲疲劳应力大冲击载荷断齿齿面接触疲劳

2、破坏齿面磨损塑性变形高的接触疲劳强度高的表面硬度高耐磨性5[章节内容]:14.1齿轮14.2轴类零件14.3弹簧14.4刃具14.5工程材料应用实例14.1.2齿轮的选材第14章典型零件选材及工艺路线分析1.轻载，低、中速，冲击力小，精度较低的一般齿轮2.中载、中速、受一定冲击载荷、运动较为平稳的齿轮3.重载，中、高速，且受较大冲击载荷的齿轮4.内燃机车、坦克、飞机上的变速齿轮5.精密传动齿轮或磨齿有困难的硬齿面齿轮普通碳钢或中碳钢Q25545正火调质软齿面齿轮中碳钢或合金调质钢40Cr高频或中频淬火及低温回火硬齿面齿轮低碳合金渗碳钢碳氮共渗钢2

3、0Cr渗碳、淬火及低温回火高硬度含合金元素较多的渗碳钢18Cr2Ni4WA高强度和耐磨性氮化钢38CrMoA调质及氮化精度高热处理变形小6[章节内容]:14.1齿轮14.2轴类零件14.3弹簧14.4刃具14.5工程材料应用实例14.1.3典型齿轮选材举例---载重汽车变速箱变速齿轮第14章典型零件选材及工艺路线分析1.工作条件及性能要求2.材料及工艺路线疲劳强度、耐磨性、心部强度及冲击韧性齿面硬度58～62HRC心部硬度33～45HRC心部强度Rm≥1000MPaR-1≥440MPaαK>60J/cm2合金渗碳钢渗碳（或碳氮共渗）+淬火及低温回

4、火下料→锻造→正火→切削加工→渗碳→淬火+低温回火→喷丸→磨齿7[章节内容]:14.1齿轮14.2轴类零件14.3弹簧14.4刃具14.5工程材料应用实例14.2.1轴的工作条件、失效形式及性能的要求第14章典型零件选材及工艺路线分析1.工作条件2.失效形式3.性能要求交变弯曲和交变扭转应力、拉压应力轴颈部分承受摩擦与磨损过载载荷或冲击载荷疲劳断裂磨损失效断裂失效良好的综合力学性能高疲劳强度高硬度和耐磨性8[章节内容]:14.1齿轮14.2轴类零件14.3弹簧14.4刃具14.5工程材料应用实例14.2.2轴类零件的选材第14章典型零件选材及工艺

5、路线分析1.受载较小、转速较低或不重要的轴2.中等载荷且转速和精度要求不高、冲击与交变载荷较小的轴3.承受较大载荷或要求精度高、冲击和交变载荷较低的轴类零件4.要求高精度、高尺寸稳定性及高耐磨性的轴5.承受较大冲击和交变载荷碳素结构钢Q235Q255不进行热处理曲轴连杆中碳优质结构钢4045调质正火汽车轴合金钢40MnB、40Cr表面淬火及低温回火镗床主轴渗氮钢38CrMoAl调质和氮化汽车变速轴低碳合金钢20CrMnTi渗碳、淬火及低温回火9[章节内容]:14.1齿轮14.2轴类零件14.3弹簧14.4刃具14.5工程材料应用实例14.2.3典

6、型轴的选材示例---载重汽车半轴第14章典型零件选材及工艺路线分析1.工作条件及性能要求2.材料及工艺路线足够的抗弯强度、疲劳强度和较好的韧性杆部硬度37～44HRC，盘部外圆硬度24～34HRC40Cr正火调质锻造→正火→机加工→调质→盘部钻孔→精加工10[章节内容]:14.1齿轮14.2轴类零件14.3弹簧14.4刃具14.5工程材料应用实例14.3.1弹簧的工作条件、失效形式及性能的要求第14章典型零件选材及工艺路线分析1.工作条件2.失效形式3.性能要求弯曲应力或扭转应力交变应力和冲击载荷塑性变形疲劳断裂快速脆性断裂高弹性极限和屈强比高疲

7、劳强度足够塑性、韧性11[章节内容]:14.1齿轮14.2轴类零件14.3弹簧14.4刃具14.5工程材料应用实例14.3.2弹簧的选材第14章典型零件选材及工艺路线分析1.直径较小的不太重要的弹簧2.性能要求较高的重要的弹性零件3.在腐蚀性介质中使用的弹簧碳素结构钢6065Mn淬透性差车辆板弹簧合金弹簧钢55Si2MnB60Si2Mn淬透性较好不锈钢铜合金1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti12[章节内容]:14.1齿轮14.2轴类零件14.3弹簧14.4刃具14.5工程材料应用实例14.3.3汽车板簧选材第14章典型零件选材及工艺路线分析1

8、.用途及性能要求2.材料及工艺路线缓冲和吸振承受很大的交变应力和冲击载荷高的屈强度和疲劳强度轻型汽车65Mn中型或重型汽车50CrMn重