《工程材料與熱加工基礎(chǔ)》第十二章零件毛坯的選擇與材料的選用機(jī)械工程系金工教研室工程材料與熱加工基礎(chǔ)——程曉宇第十二章零件毛坯的選擇與材料的選用材料選用的一般原則選材的基本過(guò)程與失效分析典型零件的選材零件毛坯的選擇工程材料與熱加工基礎(chǔ)——程曉宇

第一節(jié)材料選用的一般原則1.材料的力學(xué)性能:

根據(jù)零件的工作條件、損壞(或失效)形式,選擇滿足力學(xué)性能的材料。2.材料的工藝性能:對(duì)零件加工生產(chǎn)有直接的影響,甚至是決定性的。3.材料的經(jīng)濟(jì)性:主要是性價(jià)比。工程材料與熱加工基礎(chǔ)——程曉宇第二節(jié)選材的基本過(guò)程與失效分析選擇材料的基本過(guò)程零件的失效分析工程材料與熱加工基礎(chǔ)——程曉宇材料的相對(duì)價(jià)格材

料相

對(duì)

價(jià)

格材

料相

對(duì)

價(jià)

格碳素結(jié)構(gòu)鋼低合金結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼易切削鋼合金結(jié)構(gòu)鋼鉻鎳合金結(jié)構(gòu)鋼滾動(dòng)軸承鋼彈簧鋼11.2~1.71.4~1.521.7~1.932.1~2.91.6~1.9碳素工具鋼低合金工具鋼高合金工具鋼高速鋼鉻不銹鋼鉻鎳不銹鋼普通黃銅球墨鑄鐵1.4~1.52.4~3.75.4~7.213.5~15820132.4~2.9工程材料與熱加工基礎(chǔ)——程曉宇一.選擇材料的基本過(guò)程工程材料與熱加工基礎(chǔ)——程曉宇二.零件的失效分析1.定義:零件不能正常和安全的工作,即零件失效。2.原因結(jié)構(gòu)或形狀設(shè)計(jì)不合理。材料的選擇不合理。加工工藝不合理。安裝與使用不合理。工程材料與熱加工基礎(chǔ)——程曉宇3.形式過(guò)量變形失效過(guò)量彈性變形過(guò)量塑性變形斷裂失效韌性斷裂應(yīng)力腐蝕斷裂蠕變斷裂疲勞斷裂低應(yīng)力斷裂脆性斷裂表面損傷失效磨損接觸疲勞腐蝕工程材料與熱加工基礎(chǔ)——程曉宇第三節(jié)典型零件的選材及工藝分析機(jī)床主軸汽車(chē)半軸機(jī)床齒輪汽車(chē)齒輪工程材料與熱加工基礎(chǔ)——程曉宇一.C616–416車(chē)床主軸工程材料與熱加工基礎(chǔ)——程曉宇一)工工作作條件件:1.該該軸在在滾動(dòng)動(dòng)軸承承中運(yùn)運(yùn)轉(zhuǎn)。。2.承承受中中等負(fù)負(fù)荷,承受受一定定的沖沖擊力力。3.轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速中中等。。二)技技術(shù)術(shù)要求求:1.整整體調(diào)調(diào)質(zhì)后后硬度度應(yīng)為為HB200～～230,金相相組織為回回火索索氏體體。2.內(nèi)內(nèi)錐孔孔和外外圓錐錐面處處硬度度為HRC45～50,表面3～5mm內(nèi)金金相組組織為為回火火屈氏氏體和和少量回回火馬馬氏體體。3.花花鍵部部分硬硬度HRC48～50,金相相組織織同上上。工程材材料與與熱加加工基基礎(chǔ)———程程曉宇宇三)選選材材:45鋼鋼。四)加加工工工藝藝路線線:下料鍛鍛造造正火粗加工工調(diào)質(zhì)半精加加工鉆鉆中中心孔孔精精車(chē)加加工銑鍵槽槽局部淬淬火(錐孔孔及外外錐體體)粗磨滾滾銑花花鍵花鍵淬淬火精磨工程材材料與與熱加加工基基礎(chǔ)———程程曉宇宇二.YJ––130汽汽車(chē)半半軸工程材材料與與熱加加工基基礎(chǔ)———程程曉宇宇一)工工作作條件件:1.該該軸在在上坡坡或啟啟動(dòng)時(shí)時(shí),承承受較較大扭扭矩。。2.承承受一一定的的沖擊擊力和和具有有較高高的抗抗彎能能力。。3.承承受反反復(fù)彎彎曲疲疲勞應(yīng)應(yīng)力。。二)技技術(shù)術(shù)要求求:1.桿桿部硬硬度HRC37～44;盤(pán)部部外圓圓硬度度HRC24～～34;金相相組織織為回回火索索氏體體和回回火屈屈氏體。。2.彎彎曲度度:桿桿中部部<1.8mm;盤(pán)盤(pán)部跳跳動(dòng)<2.0mm。。工程材材料與與熱加加工基基礎(chǔ)———程程曉宇宇三)選選材材:40Cr、、42CrMo、40CrMnMo。。四)加加工工工藝藝路線線:下料鍛鍛造造正火粗加工工調(diào)質(zhì)半精加加工精精車(chē)車(chē)加工工盤(pán)盤(pán)部部鉆孔孔磨花鍵鍵工程材材料與與熱加加工基基礎(chǔ)———程程曉宇宇三.C616機(jī)機(jī)床齒齒輪一)工工作作條件件:1.工工作負(fù)負(fù)荷不不太大大。2.中中速運(yùn)運(yùn)轉(zhuǎn)(6～～10m/s)。二)技技術(shù)術(shù)要求求:1.齒齒面硬硬度HRC45～50,金相相組織織為回回火索氏氏體。。2.齒齒心部部硬度度HRC22～～25,金金相組組織為為回火馬馬氏體體。工程材材料與與熱加加工基基礎(chǔ)———程程曉宇宇三)選選材材:40、、45鋼。。四)加加工工工藝藝路線線:下料鍛鍛造造正火粗加工工調(diào)質(zhì)半精加加工精精車(chē)車(chē)加工工高頻淬淬火及低溫溫回火火精磨工程材材料與與熱加加工基基礎(chǔ)———程程曉宇宇四.JN––150型型載重重汽車(chē)車(chē)變速速箱齒齒輪一)工工作作條件件:1.工工作負(fù)負(fù)荷大大。2.高高速運(yùn)運(yùn)轉(zhuǎn)(10～15m/s以上上)。3.受受沖擊擊頻繁繁,磨磨損較較嚴(yán)重重。二)技技術(shù)術(shù)要求求:1.齒齒面硬硬度HRC58～62,金金相組組織為為回火馬氏氏體+合金金碳化化物+殘余余奧氏氏體。。2.齒齒心部部硬度度HRC35～～45,金金相相組織織為回火馬馬氏體體(低低碳)+鐵鐵素體體+細(xì)細(xì)珠光光體。。工程材材料與與熱加加工基基礎(chǔ)———程程曉宇宇三)選選材材:20CrMnTi鋼鋼。四)加加工工工藝藝路線線:下料鍛鍛造造正火機(jī)械加加工滲碳淬火低低溫溫回火火噴丸磨齒工程材材料與與熱加加工基基礎(chǔ)———程程曉宇宇第四節(jié)節(jié)毛坯坯制造造方法法選擇擇的原原則毛坯制制造方方法選選擇的的指導(dǎo)導(dǎo)思想想；毛坯制制造方方法選選擇的的適用用性原原則；；毛坯制制造方方法選選擇的的經(jīng)濟(jì)濟(jì)性原原則；；毛坯制制造方方法選選擇的的可行行性原原則。。工程材材料與與熱加加工基基礎(chǔ)———程程曉宇宇毛坯制制造方方法的的分析析與比比較常用材材料鑄造毛毛坯的的優(yōu)缺缺點(diǎn)及及應(yīng)用用；鍛造毛毛坯的的優(yōu)缺缺點(diǎn)及及應(yīng)用用；沖壓件件的優(yōu)優(yōu)缺點(diǎn)點(diǎn)及應(yīng)應(yīng)用；；工程材材料與與熱加加工基基礎(chǔ)———程程曉宇宇毛坯內(nèi)內(nèi)在質(zhì)質(zhì)量的的比較較成型方法組織特征性能特點(diǎn)改善方法鑄造鑄態(tài)組織，晶粒粗大較差增加過(guò)冷度，變質(zhì)處理等鍛造再結(jié)晶組織，有鍛造流線較好焊接熔焊接頭組織復(fù)雜不均勻選擇合適焊條、焊絲及熱處理等壓焊接頭具有再結(jié)晶或加工硬化組織較好或不均勻釬焊接頭具有和金鑄態(tài)組織不均勻增加搭接面積，提高承載能力工程材材料與與熱加加工基基礎(chǔ)———程程曉宇宇毛坯內(nèi)內(nèi)在成成型工工藝的的比較較成型方法工藝設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題依據(jù)鑄造確定澆鑄位置，選擇分型面保證質(zhì)量鍛造確定鍛造基本工序，確定分模面簡(jiǎn)化工藝焊接熔焊確定接頭、坡口形式，選擇焊條、焊絲或焊劑等壓焊確定接頭形式釬焊確定接頭形式，選擇釬劑等工程材材料與與熱加加工基基礎(chǔ)———程程曉宇宇毛坯的的選擇擇應(yīng)用用舉例例工程材材料與與熱加加工基基礎(chǔ)———程