機(jī)械工程材料第14章+典型零件選材及工藝路線分析課件

1目錄第4篇材料的應(yīng)用第3篇常用機(jī)械工程材料第2篇金屬材料組織和性能的控制第1篇金屬材料的結(jié)構(gòu)與性能1目錄第4篇材料的應(yīng)用第3篇常用機(jī)械工程材料第2篇金屬2第4篇材料的選用第14章典型零件選材及工藝路線分析第13章機(jī)械零件的失效與選材332第4篇材料的選用第14章典型零件選材及工藝路線分析3[章節(jié)內(nèi)容]:14.1齒輪14.2軸類零件14.3彈簧14.4刃具14.5工程材料應(yīng)用實(shí)例14.1.1齒輪的工作條件、失效形式及性能的要求第14章典型零件選材及工藝路線分析1.工作條件2.失效形式3.性能要求齒面承受接觸應(yīng)力大，摩擦強(qiáng)烈輪齒根部彎曲疲勞應(yīng)力大沖擊載荷斷齒齒面接觸疲勞破壞齒面磨損塑性變形

高的接觸疲勞強(qiáng)度高的表面硬度高耐磨性3[章節(jié)內(nèi)容]:14.1.1齒輪的工作條件、失效形式及性能的4[章節(jié)內(nèi)容]:14.1齒輪14.2軸類零件14.3彈簧14.4刃具14.5工程材料應(yīng)用實(shí)例14.1.2齒輪的選材第14章典型零件選材及工藝路線分析1.輕載，低、中速，沖擊力小，精度較低的一般齒輪2.中載、中速、受一定沖擊載荷、運(yùn)動(dòng)較為平穩(wěn)的齒輪3.重載，中、高速，且受較大沖擊載荷的齒輪4.內(nèi)燃機(jī)車、坦克、飛機(jī)上的變速齒輪5.精密傳動(dòng)齒輪或磨齒有困難的硬齒面齒輪普通碳鋼或中碳鋼Q25545

正火調(diào)質(zhì)軟齒面齒輪中碳鋼或合金調(diào)質(zhì)鋼40Cr

高頻或中頻淬火及低溫回火硬齒面齒輪低碳合金滲碳鋼碳氮共滲鋼20Cr

滲碳、淬火及低溫回火高硬度含合金元素較多的滲碳鋼18Cr2Ni4WA

高強(qiáng)度和耐磨性氮化鋼38CrMoA

調(diào)質(zhì)及氮化

精度高熱處理變形小4[章節(jié)內(nèi)容]:14.1.2齒輪的選材第14章典型零件選5[章節(jié)內(nèi)容]:14.1齒輪14.2軸類零件14.3彈簧14.4刃具14.5工程材料應(yīng)用實(shí)例14.1.3典型齒輪選材舉例---載重汽車變速箱變速齒輪第14章典型零件選材及工藝路線分析1.工作條件及性能要求2.材料及工藝路線疲勞強(qiáng)度、耐磨性、心部強(qiáng)度及沖擊韌性齒面硬度58～62HRC心部硬度33～45HRC心部強(qiáng)度Rm≥1000MPa

R-1≥440MPa

αK>60J/cm2合金滲碳鋼

滲碳（或碳氮共滲）+淬火及低溫回火

下料→鍛造→正火→切削加工→滲碳→淬火+低溫回火→噴丸→磨齒5[章節(jié)內(nèi)容]:14.1.3典型齒輪選材舉例---載重汽車6[章節(jié)內(nèi)容]:14.1齒輪14.2軸類零件14.3彈簧14.4刃具14.5工程材料應(yīng)用實(shí)例14.2.1軸的工作條件、失效形式及性能的要求第14章典型零件選材及工藝路線分析1.工作條件2.失效形式3.性能要求交變彎曲和交變扭轉(zhuǎn)應(yīng)力、拉壓應(yīng)力軸頸部分承受摩擦與磨損過載載荷或沖擊載荷疲勞斷裂磨損失效斷裂失效良好的綜合力學(xué)性能高疲勞強(qiáng)度高硬度和耐磨性6[章節(jié)內(nèi)容]:14.2.1軸的工作條件、失效形式及性能的7[章節(jié)內(nèi)容]:14.1齒輪14.2軸類零件14.3彈簧14.4刃具14.5工程材料應(yīng)用實(shí)例14.2.2軸類零件的選材第14章典型零件選材及工藝路線分析1.受載較小、轉(zhuǎn)速較低或不重要的軸2.中等載荷且轉(zhuǎn)速和精度要求不高、沖擊與交變載荷較小的軸3.承受較大載荷或要求精度高、沖擊和交變載荷較低的軸類零件4.要求高精度、高尺寸穩(wěn)定性及高耐磨性的軸5.承受較大沖擊和交變載荷碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235Q255

不進(jìn)行熱處理曲軸連桿中碳優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼4045

調(diào)質(zhì)正火汽車軸合金鋼40MnB、40Cr

表面淬火及低溫回火

鏜床主軸滲氮鋼38CrMoAl調(diào)質(zhì)和氮化汽車變速軸低碳合金鋼20CrMnTi

滲碳、淬火及低溫回火7[章節(jié)內(nèi)容]:14.2.2軸類零件的選材第14章典型零8[章節(jié)內(nèi)容]:14.1齒輪14.2軸類零件14.3彈簧14.4刃具14.5工程材料應(yīng)用實(shí)例14.2.3典型軸的選材示例---載重汽車半軸第14章典型零件選材及工藝路線分析1.工作條件及性能要求2.材料及工藝路線足夠的抗彎強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度和較好的韌性桿部硬度37～44HRC，盤部外圓硬度24～34HRC40Cr正火調(diào)質(zhì)

鍛造→正火→機(jī)加工→調(diào)質(zhì)→盤部鉆孔→精加工8[章節(jié)內(nèi)容]:14.2.3典型軸的選材示例---載重汽車半9[章節(jié)內(nèi)容]:14.1齒輪14.2軸類零件14.3彈簧14.4刃具14.5工程材料應(yīng)用實(shí)例14.3.1彈簧的工作條件、失效形式及性能的要求第14章典型零件選材及工藝路線分析1.工作條件2.失效形式3.性能要求彎曲應(yīng)力或扭轉(zhuǎn)應(yīng)力交變應(yīng)力和沖擊載荷塑性變形疲勞斷裂快速脆性斷裂高彈性極限和屈強(qiáng)比高疲勞強(qiáng)度足夠塑性、韌性9[章節(jié)內(nèi)容]:14.3.1彈簧的工作條件、失效形式及性能10[章節(jié)內(nèi)容]:14.1齒輪14.2軸類零件14.3彈簧14.4刃具14.5工程材料應(yīng)用實(shí)例14.3.2彈簧的選材第14章典型零件選材及工藝路線分析1.直徑較小的不太重要的彈簧2.性能要求較高的重要的彈性零件3.在腐蝕性介質(zhì)中使用的彈簧碳素結(jié)構(gòu)鋼6065Mn

淬透性差車輛板彈簧合金彈簧鋼55Si2MnB

60Si2Mn

淬透性較好不銹鋼銅合金

1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti10[章節(jié)內(nèi)容]:14.3.2彈簧的選材第14章典型零件11[章節(jié)內(nèi)容]:14.1齒輪14.2軸類零件14.3彈簧14.4刃具14.5工程材料應(yīng)用實(shí)例14.3.3汽車板簧選材第14章典型零件選材及工藝路線分析1.用途及性能要求2.材料及工藝路線緩沖和吸振承受很大的交變應(yīng)力和沖擊載荷高的屈強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度輕型汽車

65Mn

中型或重型汽車50CrMn重型載重汽車大截面板簧55SiMnMoV熱軋鋼帶(板)沖裁下料-壓力成型-淬火-中溫回火-噴丸強(qiáng)化11[章節(jié)內(nèi)容]:14.3.3汽車板簧選材第14章典型12[章節(jié)內(nèi)容]:14.1齒輪14.2軸類零件14.3彈簧14.4刃具14.5工程材料應(yīng)用實(shí)例14.4.1刃具的工作條件、失效形式及性能要求第14章典型零件選材及工藝路線分析1.工作條件2.失效形式3.性能要求彎曲、扭轉(zhuǎn)、剪切和沖擊、振動(dòng)工件和切屑的強(qiáng)烈摩擦刃具磨損卷刃刃具斷裂高硬度高耐磨性高紅硬性良好強(qiáng)韌性12[章節(jié)內(nèi)容]:14.4.1刃具的工作條件、失效形式及性13[章節(jié)內(nèi)容]:14.1齒輪14.2軸類零件14.3彈簧14.4刃具14.5工程材料應(yīng)用實(shí)例14.4.2彈簧的選材第14章典型零件選材及工藝路線分析1.簡(jiǎn)單、低速的手用刃具2.低速切削機(jī)用刃具和形狀較復(fù)雜的刃具3.高速切削用的刃具4.高速?gòu)?qiáng)力切削和難加工材料的切削刃具5.淬火鋼、冷硬鑄鐵等高硬度難加工刃具手工鋸條銼刀T8

T12A非合金工具鋼絲錐板牙9SiCr

CrWMn

低合金刃具鋼車刀銑刀W18Cr4V

W6Mo5Cr4V2

不銹鋼

YG6

YG8

YT5

YT15

硬質(zhì)合金陶瓷材料13[章節(jié)內(nèi)容]:14.4.2彈簧的選材第14章典型零件14[章節(jié)內(nèi)容]:14.1齒輪14.2軸類零件14.3彈簧14.4刃具14.5工程材料應(yīng)用實(shí)例14.4.3手用鉸刀選材第14章典型零件選材及工藝路線分析1.用途及性能要求2.材料及工藝路線磨損及扭斷高硬度和高耐磨性硬度為62～65HRC刀軸彎曲畸變量小0.15～0.3mm低合金工具鋼9SiCr下料－鍛造－球化退火－機(jī)加工－淬火－低溫回火－精加工14[章節(jié)內(nèi)容]:14.4.3手用鉸刀選材第14章典型零15[章節(jié)內(nèi)容]:14.1齒輪14.2軸類零件14.3彈簧14.4刃具14.5工程材料應(yīng)用實(shí)例1汽車用金屬材料第14章典型零件選材及工藝路線分析1.缸體和缸蓋2.缸套3.活塞活塞銷活塞環(huán)缸體常用的材料有灰口鑄鐵和鋁合金缸蓋常用材料一種是灰鑄鐵或合金鑄鐵；另一種是鋁合金耐磨合金鑄鐵---高磷鑄鐵、硼鑄鐵、合金鑄鐵鋁硅合金

20低碳鋼鑄鐵或球墨鑄鐵外表面滲碳或氰化處理表面處理15[章節(jié)內(nèi)容]:1汽車用金屬材料第14章典型零件16[章節(jié)內(nèi)容]:14.1齒輪14.2軸類零件14.3彈簧14.4刃具14.5工程材料應(yīng)用實(shí)例1.汽車用金屬材料第14章典型零件選材及工藝路線分析4.連桿5.氣門6.半軸7.車身、縱梁、檔板等冷沖壓零件鋼板鋼帶熱軋鋼板和冷軋鋼板08

16Mn45

40Cr

40MnB調(diào)質(zhì)鋼進(jìn)氣門一般可用40Cr、35CrMo合金鋼排氣門則用高鉻耐熱鋼（如4Cr9Si2）制造中、小型汽車半軸45

40Cr汽車40MnB淬透性高的合金鋼16[章節(jié)內(nèi)容]:1.汽車用金屬材料第14章典型零件17[章節(jié)內(nèi)容]:14.1齒輪14.2軸類零件14.3彈簧14.4刃具14.5工程材料應(yīng)用實(shí)例2.汽車用塑料第14章典型零件選材及工藝路線分析1.汽車內(nèi)飾用塑料2.汽車用工程塑料6.汽車外裝及結(jié)構(gòu)件用纖維增強(qiáng)塑料復(fù)合材料玻璃纖維、熱固性樹脂及碳纖維增強(qiáng)塑料復(fù)合材料前燈殼、擋泥板、傳動(dòng)軸聚氨酯(PU)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)和ABS座墊、儀表板、扶手、門內(nèi)襯板、控制箱及轉(zhuǎn)向盤聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、ABS通風(fēng)采暖系統(tǒng)、汽油箱、燈罩、手柄17[章節(jié)內(nèi)容]:2.汽車用塑料第14章典型零件選材18[章節(jié)內(nèi)容]:14.1齒輪14.2軸類零件14.3彈簧14.4刃具14.5工程材料應(yīng)用實(shí)例3.汽車用橡膠第14章典型零件選材及工藝路線分析輪胎、橡膠軟管、密封件、減震墊原料