機械零件材料的選擇

1、機械零件材料的選擇 第九章第九章 機械零件材料的選用機械零件材料的選用材料選用的一般原則材料選用的一般原則選材的基本過程與失效分析選材的基本過程與失效分析典型零件的選材典型零件的選材 第一節(jié)第一節(jié) 材料選用的一般原則材料選用的一般原則1.材料的力學(xué)性能材料的力學(xué)性能: 根據(jù)零件的工作條根據(jù)零件的工作條 件、損壞件、損壞(或失效或失效)形式形式 , 選擇滿足力選擇滿足力 學(xué)性能的材料。學(xué)性能的材料。2.材料的工藝性能材料的工藝性能:對零件加工生產(chǎn)有對零件加工生產(chǎn)有 直接的影響直接的影響,甚至是決定性的。甚至是決定性的。3.材料的經(jīng)濟性材料的經(jīng)濟性:主要是性價比。主要是性價比。第二節(jié)第二節(jié) 選材的

2、基本過程與失效分析選材的基本過程與失效分析選擇材料的基本過程選擇材料的基本過程零件的失效分析零件的失效分析一一.選擇材料的基本過程選擇材料的基本過程二二.零件的失效分析零件的失效分析1.定義定義: 零件不能正常和安全的工作零件不能正常和安全的工作, 即零件失效。即零件失效。2.原因原因結(jié)構(gòu)或形狀設(shè)計不合理。結(jié)構(gòu)或形狀設(shè)計不合理。材料的選擇不合理。材料的選擇不合理。加工工藝不合理。加工工藝不合理。安裝與使用不合理。安裝與使用不合理。3.形式形式過量變形失效過量變形失效過量彈性變形過量彈性變形過量塑性變形過量塑性變形斷裂失效斷裂失效韌性斷裂韌性斷裂應(yīng)力腐蝕斷裂應(yīng)力腐蝕斷裂蠕變斷裂蠕變斷裂疲勞斷裂疲

3、勞斷裂低應(yīng)力斷裂低應(yīng)力斷裂脆性斷裂脆性斷裂表面損傷失效表面損傷失效磨損磨損接觸疲勞接觸疲勞腐蝕腐蝕第三節(jié)第三節(jié) 典型零件的選材及工藝分析典型零件的選材及工藝分析機床主軸機床主軸汽車半軸汽車半軸機床齒輪機床齒輪汽車齒輪汽車齒輪一一.C616 416車床主軸車床主軸一一) 工作條件工作條件: 1.該軸在滾動軸承中運轉(zhuǎn)。該軸在滾動軸承中運轉(zhuǎn)。 2.承受中等負荷承受中等負荷,承受一定的沖擊力。承受一定的沖擊力。 3.轉(zhuǎn)速中等。轉(zhuǎn)速中等。 二二) 技術(shù)要求技術(shù)要求: 1.整體調(diào)質(zhì)后硬度應(yīng)為整體調(diào)質(zhì)后硬度應(yīng)為HB200230,金相組金相組 織為回火索氏體。織為回火索氏體。 2.內(nèi)錐孔和外圓錐面處硬度為內(nèi)錐

4、孔和外圓錐面處硬度為HRC4550, 表面表面35mm內(nèi)金相組織為回火屈氏體和內(nèi)金相組織為回火屈氏體和 少量回火馬氏體。少量回火馬氏體。 3.花鍵部分硬度花鍵部分硬度HRC4850,金相組織同上。金相組織同上。三三) 選材選材: 45鋼。鋼。四四) 加工工藝路線加工工藝路線:下料下料 鍛造鍛造 正火正火 粗加工粗加工 調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì) 半精加工半精加工 鉆中心孔鉆中心孔 精車加工精車加工 銑鍵槽銑鍵槽 局部淬火局部淬火(錐孔及外錐體錐孔及外錐體)粗磨粗磨 滾銑花鍵滾銑花鍵 花鍵淬火花鍵淬火 精磨精磨 二二.YJ 130汽車半軸汽車半軸一一) 工作條件工作條件: 1.該軸在上坡或啟動時該軸在上坡或啟動時

5、,承受較大扭矩。承受較大扭矩。 2.承受一定的沖擊力和具有較高的抗彎能力。承受一定的沖擊力和具有較高的抗彎能力。 3.承受反復(fù)彎曲疲勞應(yīng)力。承受反復(fù)彎曲疲勞應(yīng)力。二二) 技術(shù)要求技術(shù)要求: 1.桿部硬度桿部硬度HRC3744;盤部外圓硬度盤部外圓硬度HRC 2434 ;金相組織為回火索氏體和回火屈金相組織為回火索氏體和回火屈 氏體。氏體。 2.彎曲度彎曲度:桿中部桿中部1.8mm;盤部跳動。盤部跳動。三三) 選材選材:40Cr、42CrMo、40CrMnMo。四四) 加工工藝路線加工工藝路線:下料下料 鍛造鍛造 正火正火 粗加工粗加工 調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì) 半精加工半精加工 精車加工精車加工 盤部鉆孔盤部

6、鉆孔 磨花鍵磨花鍵 三三.C616機床齒輪機床齒輪一一) 工作條件工作條件: 1.工作負荷不太大。工作負荷不太大。 2.中速運轉(zhuǎn)中速運轉(zhuǎn)(610m/s)。二二) 技術(shù)要求技術(shù)要求: 1.齒面硬度齒面硬度HRC4550,金相組織為回金相組織為回 火索氏體?；鹚魇象w。 2.齒心部硬度齒心部硬度HRC2225,金相組織為金相組織為 回火馬氏體?；鼗瘃R氏體。三三) 選材選材: 40、45鋼。鋼。四四) 加工工藝路線加工工藝路線:下料下料 鍛造鍛造 正火正火 粗加工粗加工 調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì) 半精加工半精加工 精車加工精車加工 高頻淬火高頻淬火及低溫回火及低溫回火 精磨精磨 四四.JN 150型載重汽車變速箱齒輪型載重汽車變速箱齒輪一一) 工作條件工作條件: 1.工作負荷大。工作負荷大。 2.高速運轉(zhuǎn)高速運轉(zhuǎn) ( 1015m/s以上以上 )。 3.受沖擊頻繁受沖擊頻繁,磨損較嚴重。磨損較嚴重。二二) 技術(shù)要求技術(shù)要求: 1.齒面硬度齒面硬度HRC5862, 金相組織為回金相組織為回 火馬氏體火馬氏體+合金碳化物合金碳化物+殘余奧氏體。殘余奧氏體。 2.齒心部硬度齒心部硬度HRC3545, 金相組織為金相組織為 回火馬氏體回火馬氏體(低碳低碳)+鐵素體鐵素體+細珠光體。細珠光體。三三) 選材選材: 20 CrMn