工程材料第11章选材ppt课件.ppt

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1、机械工程材料材料的选用材料的选用第11章内容简介掌握各种工程材料的特性，正确地选择和使用材料，并能初步分析机器及零件使用过程中出现的各种材料问题，是对从事机械设计与制造的工程技术人员的基本要求，因为机器零件的设计不单是结构设计，还应该包括材料与工艺的设计。本章介绍材料选用的基本原则，并从零件的失效分析入手，介绍典型零件的工作条件、失效形式和材料选用。材料的选用机械工程材料选材的动机首次开发生产一种新产品、新零件或新装置；现有产品的改进和更新换代；零件过早失效甚至灾难性事故发生后，需改变用材一般机械零件，在设计和选材时，大多以使用性能指标作为主要依据。而对机械零件起主导作用的机械性能

2、指标，则是根据零件的工作条件和失效形式提出的。机械工程材料材料的选用选材的一般原则判断零件选材是否合理的基本标志是：能否满足必需的使用性能；能否具有良好的工艺性能；能否实现最低成本—经济性。选材的任务就是求得三者之间的统一机械工程材料材料的选用1.使用性能原则使用性能主要是指零件在使用状态下材料应该具有的机械性能、物理性能和化学性能。对大量机器零件和工程构件，主要是机械性能。对一些特殊条件下工作的零件，必须根据要求考虑到材料的物理、化学性能。材料的选用机械工程材料材料的使用性能应满足使用要求零件使用时的工作条件①受力状况主要是载荷的类型(动载、静载、循环载荷或单调载荷等)和大小；载

3、荷的形式(拉压、弯曲、扭转、剪切)和特点(均匀分布、集中分布)等。②环境状况主要是温度(常温、高温、低温或变温)、介质(有无腐蚀介质、润滑剂)等。③特殊要求如对导电性、磁性、热膨胀、密度、外观等的要求。材料的选用机械工程材料使用性能要求的简单分类材料的选用机械工程材料零件根据使用性能选材的步骤①分析零件工作条件和失效形式，确定零件对使用性能的要求；②将零件对使用性能的要求具体转化为实验室力学性能指标(如强度、韧性、塑性、硬度等)；③根据零件的几何形状、尺寸及工作中所承受的载荷，计算出零件中的应力分布；④由工作应力、使用寿命或安全性与实验室性能指标的关系，确定对实验室性能指标要求的具

4、体数值；利用手册根据使用性能选材。材料的选用机械工程材料常用零件的工作和失效形式材料的选用机械工程材料注意事项零件所要求的机械性能数据，不能简单地同手册、书本中所给出的完全等同相待，必须注意以下情况：①材料的性能不单与化学成分有关，也与加工、处理后的状态有关。②材料的性能与加工处理时试样的尺寸有关，必须考虑零件尺寸与手册中试样尺寸的差别，进行适当的修正。③材料的化学成分、加工处理的工艺参数本身都有一定波动范围。材料的选用机械工程材料2.工艺性能原则材料的工艺性能包括：①铸造性能：流动性、收缩性、疏松及偏析倾向、吸气性、熔点高低等。②压力加工性能：材料的塑性和变形抗力等。③焊接性能：

5、焊接应力、变形及晶粒粗化倾向，焊缝脆性、裂纹、气孔及其它缺陷倾向等。④切削加工性能：切削抗力、零件表面光洁度、排除切屑难易程度及刀具磨损量等。⑤热处理性能：材料的热敏感性、氧化、脱碳倾向、淬透性、回火脆性、淬火变形和开裂倾向等。材料的选用机械工程材料3.经济性原则材料的价格：零件材料的价格应该尽量低。在许多工业部门材料的价格可占产品价格的30%～70%。零件的总成本：零件选用的材料必须保证其生产和使用的总成本最低。环境与资源：所用材料应该来源丰富并顾及我国资源状况。材料在生产－使用－废弃的全过程中，对能源和资源的消耗少，对生态环境影响小，可以完全再生利用或废弃时完全降解。材料的选用

6、机械工程材料产品消费的总成本机械工程材料材料的选用4.选材的一般方法①分析零件的工作特性和使用条件，找出主要失效方式，提出主要抗力指标。②根据工作条件需要和分析，对零件的设计制造提出必要的技术条件③根据技术条件要求和工艺性、经济性方面的考虑，对进行预选择。通常是凭积累的经验，通过与类似机器零件的比较和已有实践经验的判断，或者通过各种材料选用手册来进行选择。④对预选方案材料进行计算，以确定是否能满足上述工作条件要求。⑤材料的二次（或最终）选择。二次选择方案也可以是若干种方案。⑥通过实验室试验、台架试验和工艺性能试验，最终确定合理的选材方案。⑦在中、小型生产的基础上，接受生产考验。以检

7、验选材方案的合理性。机械工程材料材料的选用选材步骤流程材料的选用机械工程材料5.零件的失效分析方法失效主要指零件因某种原因导致其尺寸、形状、或组织与性能变化而不能完满地完成指定的功能。包括：①零件完全破坏，不能继续工作；②严重损伤，继续工作很不安全；③虽能安全工作，但已不能满意地起到预定的作用只要发生上述任何一种情况，都认为零件已经失效材料的选用机械工程材料失效分析的目的就是找出零件损伤的原因，并提出相应的改进措施失效的分类通常是按失效模式和其相应的失效机理分类失效模