1、第11章 機(jī)械零件的毛坯及材料的選用,11.2 零件材料的選用,11.1 零件毛坯的選擇,1,2,11.1.1,第11章 機(jī)械零件毛坯及材料的選用 11.1 零件毛坯的選擇,零件毛坯選擇的基本原則,11.1零件毛坯的選擇,1. 使用性能原則,2. 工藝性能原則,3. 經(jīng)濟(jì)性原則,1. 使用性能原則,（1）結(jié)構(gòu)形狀和尺寸的要求,對于結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜的中小型零件，應(yīng)選擇鑄件毛坯,對于結(jié)構(gòu)形狀很復(fù)雜且輪廓尺寸不大的零件，宜選擇熔模鑄造,對于結(jié)構(gòu)形狀較為復(fù)雜，且抗沖擊能力、抗疲勞強(qiáng)度要求較高的中小型零件，宜選擇模鍛件毛坯,對于結(jié)構(gòu)形狀相當(dāng)復(fù)雜且輪廓尺寸又較大的大型零件，宜選擇組合毛坯,3,第11章 機(jī)械零

2、件毛坯及材料的選用 11.1.1零件毛坯選擇的基本原則,1. 使用性能原則,（1）結(jié)構(gòu)形狀和尺寸的要求,（2）力學(xué)性能的要求,在工作中承受沖擊和交變載荷的零件，一般應(yīng)選擇鍛造毛坯,對于必須采用鑄件，而又要求金相組織致密、承載能力較強(qiáng)的零件，應(yīng)選擇壓力鑄造、金屬型鑄造和離心鑄造等,（3）表面質(zhì)量的要求,對于表面外觀質(zhì)量要求較高、尺寸較小的非鐵金屬件，宜選擇金屬型鑄造、壓力鑄造或精密模鍛,對于尺寸較小的鋼鐵件，則宜選擇熔模鑄造或精密模鍛,（4）其它方面的要求,對于具有特殊要求的零件，必須結(jié)合毛坯材料和生產(chǎn)方法來滿足其要求,4,第11章 機(jī)械零件毛坯及材料的選用 11.1.1零件毛坯選擇的基本原則,

3、1. 使用性能原則,2. 工藝性能原則,材料的工藝性能是指毛坯滿足各種加工工藝要求的能力，毛坯的工藝性能與其材料和結(jié)構(gòu)特征有關(guān),對于鑄件，在金屬材料中，鑄造鋁合金和銅合金的鑄 造性能優(yōu)于鑄鋼。而灰鑄鐵鑄造性能最好。對于鍛件， 低碳鋼的鍛造性能最好，中碳鋼次之，高碳鋼較差； 低合金鋼的鍛造性能接近于中碳鋼，高合金鋼較差； 鋁合金鍛造性能不是很好，而銅合金的鍛造性能很好。 對于焊接件，低碳鋼及碳當(dāng)量0.4%的合金鋼具有較 好的焊接性；含碳量0.4%及碳當(dāng)量0.4%的合金鋼 焊接性能較差；銅合金和鋁合金的焊接性能一般比碳 鋼差。若材料在成型后還需要進(jìn)行切削加工，則必須考 慮材料的切削加工性能。在金屬

4、材料中，鋁合金和鎂合 金的切削加工性最好，其次為易切削鋼和中碳鋼，而奧 氏體不銹鋼、高速鋼和耐熱合金鋼最差。,（2）毛坯的結(jié)構(gòu)特征,3. 經(jīng)濟(jì)性原則,（1）生產(chǎn)批量較小時 主要考慮的問題是減少設(shè)備、模具等方面的投資，以降低生產(chǎn)成本,（2）生產(chǎn)批量較大時 提高生產(chǎn)率和材料的利用率，降低廢品率，對降低毛坯的單件生產(chǎn)成本具有明顯的經(jīng)濟(jì)意義,5,第11章 機(jī)械零件毛坯及材料的選用 11.1 零件毛坯選擇的基本原則,（1）毛坯的材料,形狀復(fù)雜件，特別是有復(fù)雜內(nèi)腔的毛坯，只能 用鑄造的方法獲得。圓餅、方塊、套環(huán)、齒輪 等形狀簡單的零件，可以采用自由鍛工藝；外 形較為復(fù)雜，并且表面質(zhì)量要求較高時，則要 采用

5、胎膜鍛或模鍛完成。,常用毛坯生產(chǎn)方法的比較,11.1.2,毛坯生產(chǎn)方法主要有鑄造、鍛造、焊接、沖壓等,6,第11章 機(jī)械零件毛坯及材料的選用11.1.2 常用毛坯生產(chǎn)方法的比較,1. 鑄造,設(shè)備比較簡單，原材料價格低廉，適應(yīng)范圍非常廣泛,鑄造是生產(chǎn)毛坯的主要工藝方法,2. 鍛造,能夠獲得力學(xué)性能優(yōu)異的產(chǎn)品,表11-2對常用的幾種鍛造方法進(jìn)行了比較,3. 焊接,主要優(yōu)點,（1）節(jié)約材料；,（2）能劃大為小，以小拼大；,（3）可以制造多層金屬的結(jié)構(gòu)；,（4）焊縫具有良好的力學(xué)性能、密封性、導(dǎo)電性、耐腐蝕性和耐磨性等,4. 沖壓,7,第11章 機(jī)械零件毛坯及材料的選用 11.1.2 常用毛坯生產(chǎn)方法

6、的比較,表11-1對常用的幾種鑄造方法進(jìn)行了比較,對于一些形狀復(fù)雜的薄壁零件，用鑄造或鍛造的方法難以成形時，我們 可以選擇沖壓的方法獲得。采用沖壓方法加工的材料大多是在冷態(tài)下變 形，產(chǎn)品一般質(zhì)量較高，無須再進(jìn)行切削加工便可以投入使用。,典型零件的毛坯選擇,11.1.3,8,第11章 機(jī)械零件毛坯及材料的選用 11.1.3 典型零件的毛坯選擇,1. 常用零件的毛坯種類,按成形方法分類有：,鑄造毛坯（鑄件）,鍛造毛坯（鍛件）,焊接復(fù)合毛坯（焊接件）,沖壓毛坯（沖壓件）,軋制毛坯（型材）,其制造方法、基本特征和應(yīng)用范圍見表11-3。,9,第11章 機(jī)械零件毛坯及材料的選用 11.1.3 典型零件的毛

7、坯選擇,2. 毛坯選擇舉例,（1）齒輪類零件,工作條件,材料要求,結(jié)構(gòu)特點,承受較大的接觸應(yīng)力、彎曲應(yīng)力、齒面摩擦力和沖擊力,具有足夠的強(qiáng)度、硬度和一定的韌性,軸向尺寸一般小于徑向尺寸,通常選用鍛件作為毛坯,10,第11章 機(jī)械零件毛坯及材料的選用 11.1.3 典型零件的毛坯選擇,儀器儀表中的齒輪則可采用壓力鑄造或沖壓方式成形，當(dāng)受力不大時，其材料可以用銅合金，甚至用工程塑料注射成形。,11,第11章 機(jī)械零件毛坯及材料的選用 11.1.3 典型零件的毛坯選擇,直徑在100mm以下的小齒輪也可以用圓鋼作為坯料，經(jīng)自由鍛或胎膜鍛制造鍛件毛坯；,直徑在500mm以上的大型齒輪，由于鍛造比較困難，

8、可采用鑄鋼或球墨鑄鐵為毛坯；,在單件生產(chǎn)的條件下，也可以采用焊接的方式制造大型齒輪的毛坯,在低速運轉(zhuǎn)且受力不大或者在多粉塵的環(huán)境下開式運轉(zhuǎn)的齒輪，也可以采用灰鑄鐵為毛坯；,（2）軸類零件,工作條件,材料要求,結(jié)構(gòu)特點,軸向尺寸一般遠(yuǎn)大于徑向尺寸,承受交變彎曲及扭轉(zhuǎn)載荷的作用，軸頸處有強(qiáng)烈的摩擦， 有時還要承受過載或沖擊載荷,具有較高的強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、塑性、韌性及耐磨性,最常用的毛坯是型材和鍛件,12,第11章 機(jī)械零件毛坯及材料的選用 11.1.3 典型零件的毛坯選擇,對于某些大型的、結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜的軸可用鑄件或焊接結(jié)構(gòu)件；,對干光滑的或有階梯但直徑相差不大的一般軸，常用型材作為毛坯；,對于直徑

9、相差較大的階梯軸或要承受沖擊載荷和交變應(yīng)力的重要軸， 均采用鍛件作為毛坯；,當(dāng)生產(chǎn)批量較小時，應(yīng)采用自由鍛件；當(dāng)生產(chǎn)批量較大時，應(yīng)采用模鍛件,對于結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜的大型軸類零件，其毛坯可采用砂型鑄造件、 焊接結(jié)構(gòu)件或鑄一焊結(jié)構(gòu)毛坯。,13,第11章 機(jī)械零件毛坯及材料的選用 11.1.3 典型零件的毛坯選擇,（3）箱體類零件,工作條件,材料要求,結(jié)構(gòu)特點,承受其中零件的重量及它們之間作用力,具有較好的剛性、減振性和耐磨性,形狀不規(guī)則，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,一般采用灰鑄鐵鑄造成形,14,第11章 機(jī)械零件毛坯及材料的選用 11.1.3 典型零件的毛坯選擇,個別特大型的機(jī)身還可以采用鑄焊或鍛焊組合結(jié)構(gòu)；,對于

10、載荷較大，承受沖擊力的箱體，常采用碳鑄鋼件或合金 鑄鋼件作毛坯；,對受力很小，要求自重輕的箱體，還可以采用工程塑料來制作。,單件小批生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)簡單的大體積箱體，有時為了縮短生 產(chǎn)周期，可以采用焊接件作毛坯；,對于受力不大，要求自重輕或是要求導(dǎo)熱良好的箱體，可以采 用鑄造鋁合金制作毛坯；,15,第11章 機(jī)械零件毛坯及材料的選用 11.1.3 典型零件的毛坯選擇,零件的失效分析,11.2.1,16,第11章 機(jī)械零件毛坯及材料的選用 11.2 零件材料的選用,11.2 零件材料的選用,1. 失效的概念,機(jī)械零件的失效,指零件在使用過程中由于某種原因而喪失原設(shè)計 功能的現(xiàn)象,（1）完全破壞，不能繼

11、續(xù)工作,（2）嚴(yán)重?fù)p傷，繼續(xù)工作很不安全,（3）雖能安全工作，但已經(jīng)不能滿意地起到設(shè)計的作用,當(dāng)零件出現(xiàn)下列情況中任何一種時，我們便認(rèn)為零件已經(jīng)失效,17,第11章 機(jī)械零件毛坯及材料的選用 11.2.1 零件的失效分析,2. 零件失效的形式,（1）變形失效, 過量彈性變形失效, 塑性變形失效, 蠕變變形失效,（2）斷裂失效, 韌性斷裂失效, 脆性斷裂失效, 疲勞斷裂失效,（3）表面損傷失效, 磨損失效, 腐蝕失效, 表面疲勞失效,18,第11章 機(jī)械零件毛坯及材料的選用 11.2.1 零件的失效分析,3. 零件失效的原因,（1）設(shè)計因素,（2） 材料因素,（3）加工工藝因素,（4）安裝使用因

12、素,19,第11章 機(jī)械零件毛坯及材料的選用 11.2.1 零件的失效分析,零件的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，薄弱區(qū)域未 得到有效的加強(qiáng)，造成零件在工作中承載 能力不足。另外，對零件的實際工作條件 （零件工作時所處的溫度及介質(zhì)等環(huán)境的 變化等）估計不足，使得零件在工作中安 全系數(shù)較低，抗過載能力過低。,零件設(shè)計中選材不當(dāng)或選用的材料質(zhì)量差， 內(nèi)部含有氣孔、雜質(zhì)元素、夾雜物或不良 組織等各種冶金、鑄造缺陷，使得零件達(dá) 不到應(yīng)有的性能指標(biāo)。,如零件在機(jī)械加工過程中，表面粗糙度 值過大、刀痕紋路較深或磨削時產(chǎn)生較 高的殘余應(yīng)力或裂紋；熱處理的氧化和 脫碳、變形和開裂、回火不足等；鑄件 中氣孔、疏松、夾雜甚至

13、裂紋；鍛造或 軋制過程中產(chǎn)生的過熱、過燒等。,安裝不良，操作失誤、過載使用、維 修不當(dāng)?shù)?選材的原則、方法和步驟,11.2.2,20,第11章 機(jī)械零件毛坯及材料的選用 11.2.2選材的原則、方法和步驟,1. 選材的原則,（1）使用性能原則,使用性能,零件在使用狀態(tài)下應(yīng)該具有的力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能,使用性能的要求是在分析零件工作條件和失效形式的基礎(chǔ)上提出來的,受力狀況,環(huán)境狀況,特殊要求,幾種常用零件的工作條件、失效形式和要求的主要力學(xué)性能指標(biāo)見表11-4,21,第11章 機(jī)械零件毛坯及材料的選用 11.2.2選材的原則、方法和步驟,主要是載荷的類型（動載、靜載、循環(huán)載荷 或單調(diào)載荷

14、等）和大小、載荷的形式（拉伸、 壓縮、彎曲或扭轉(zhuǎn)等）和載荷的特點（均布 載荷或集中載荷等）。,主要是溫度特性（低溫、常溫、高溫或變溫等） 介質(zhì)情況和是否有摩擦等。,主要是對導(dǎo)電性、磁性、熱膨脹、密度和外觀 等的要求,要分析手冊中的性能指標(biāo)是在什么加工、處理條件下得到的,確定了具體力學(xué)性能指標(biāo)的數(shù)值后，即可利用手冊選材。 必須注意的是：,必須考慮零件尺寸與手冊中試樣尺寸的差別，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?在尺寸和處理條件相同的情況下，手冊的數(shù)據(jù)是偏安全的。必要時可通過模擬試驗取得數(shù)據(jù)作為設(shè)計零件和選材的依據(jù)。 生產(chǎn)中最常用的比較方便的檢驗性能的方法是檢查硬度。,22,第11章 機(jī)械零件毛坯及材料的選用

15、11.2.2選材的原則、方法和步驟,（2） 工藝性能原則,工藝性能是指材料在不同的制造工藝條件下所表現(xiàn)出來的承受加工的能力,表11-5對常用的高分子材料主要成型工藝進(jìn)行了比較。,高分子材料,陶瓷材料,幾種成型工藝的比較見表11-6,金屬材料,23,第11章 機(jī)械零件毛坯及材料的選用 11.2.2選材的原則、方法和步驟,灰鑄鐵具有良好的鑄造性能和切削加工性能，但不 能承受鍛造，焊接性能也比較差；低碳鋼的鍛造性 能和焊接性能都很好；高碳鋼的焊接性能很差，適 合用于制造刀具、量具等。材料的熱處理工藝性能包 括淬透性、淬硬性和回火穩(wěn)定性等。,（3）經(jīng)濟(jì)性原則,24,第11章 機(jī)械零件毛坯及材料的選用

16、11.2.2選材的原則、方法和步驟,零件總成本包括材料本身價格、加工費、設(shè)備和工藝裝備的折 舊費、管理費、運輸費、安裝費和國家資源等。,碳鋼、鑄鐵價格較低，加工方便,低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼價格低于合金鋼,有色金屬、鉻鎳不銹鋼、高速工具鋼價格高,盡量使用簡單設(shè)備、減少加工工序數(shù)量、采用少切削或無切削 加工等措施，以降低加工費用。,加工過程復(fù)雜的零件和使用周期長的工模具，采用價格較 高的合金鋼或硬質(zhì)合金代替碳鋼,所用材料應(yīng)該顧及我國的資源狀況,2. 選材的方法和步驟,（1）選材的方法,應(yīng)根據(jù)零件的工作條件，找出最主要的性能要求，作為選材的主要依據(jù), 以綜合力學(xué)性能為主時的選材, 以磨損為主時的選材,以

17、疲勞強(qiáng)度為主時的選材, 以抗蝕性為主的選材, 以熱強(qiáng)度為主的選材,25,第11章 機(jī)械零件毛坯及材料的選用 11.2.2選材的原則、方法和步驟,26,第11章 機(jī)械零件毛坯及材料的選用 11.2.2選材的原則、方法和步驟, 以綜合力學(xué)性能為主時的選材,對于一般的機(jī)器零件，通常采用調(diào)質(zhì)或正火處理后的中碳鋼、球 墨鑄鐵或淬火、低溫回火處理后的低碳鋼等制造。,對于受力復(fù)雜、工作條件苛刻的零件，例如起落架、渦輪軸、機(jī) 翼大梁等，可以選用強(qiáng)度較高的合金調(diào)質(zhì)鋼和超高強(qiáng)度鋼制 造，以保證在整個大截面上具有均勻的綜合性能。,當(dāng)對于受力較小并要求有較高的比強(qiáng)度和比剛度時，要選擇鋁合金、 鎂合金、鈦合金或工程塑料

18、與復(fù)合材料等制造。, 以磨損為主時的選材,對于受力較小的摩擦比較嚴(yán)重的零件，例如各種量具、轉(zhuǎn)套、刀具 和冷沖模等，其材料的基本要求是高耐磨性和高硬度。在應(yīng)力較低 的情況下，材料的硬度越高，其耐磨性也就越好。當(dāng)材料的硬度相 同時，組織中分布的碳化物數(shù)量越多，彌散度越大，其耐磨性越好。 所以一般用淬火及低溫回火處理后的過共析鋼、高碳合金鋼制造。,鑄鐵中的石墨是良好的固體潤滑劑，有時用鑄鐵制造耐磨零件，如機(jī) 床導(dǎo)軌等,銅合金的摩擦系數(shù)很小，約為鋼的一半，而塑料的摩擦系數(shù)更小，因此 也常用銅合金和塑料制造在摩擦部位工作的零件。,對于同時受磨損和循環(huán)載荷及沖擊載荷的零件，如傳動齒輪、凸輪等， 材料的選取

19、應(yīng)該根據(jù)零件的工作條件而定，還要采用相應(yīng)的表面硬化方法。,27,第11章 機(jī)械零件毛坯及材料的選用 11.2.2選材的原則、方法和步驟,以疲勞強(qiáng)度為主時的選材,高周疲勞時，材料疲勞抗力的指標(biāo)主要是疲勞強(qiáng)度。陶瓷材料和高分子材料的疲勞強(qiáng)度都很低，而金屬材料的疲勞強(qiáng)度較高，特別是鈦合金和高強(qiáng)度鋼。因此，抗疲勞構(gòu)件幾乎都采用金屬材料制造。,低周疲勞時，材料的疲勞抗力不僅與材料的強(qiáng)度有關(guān)，還與其塑性有關(guān)，所以材料應(yīng)該有較好的強(qiáng)韌性。可以采用犧牲靜強(qiáng)度來提高材料包括疲勞抗力和韌性在內(nèi)的綜合性能,28,第11章 機(jī)械零件毛坯及材料的選用 11.2.2選材的原則、方法和步驟,對于受力不大但要求抗蝕性較高的零

20、件，由于奧氏體不 銹鋼耐蝕性好，并具有一定的耐熱性和良好成工藝性， 一般可以考慮選用奧氏體不銹鋼，例如發(fā)動機(jī)尾椎體等。,對于受力較大，而又要求抗蝕性的零件，我們可以選用 馬氏體不銹鋼。為了減輕結(jié)構(gòu)質(zhì)量，也可以選用鈦合金, 以抗蝕性為主的選材,29,第11章 機(jī)械零件毛坯及材料的選用 11.2.2選材的原則、方法和步驟, 以熱強(qiáng)度為主的選材,工作溫度在300400以下，我們可以選用耐熱鋁合金和鎂合金。 但是其所能夠承受的工作應(yīng)力較小，往往是為了減輕結(jié)構(gòu)質(zhì)量或 是形狀復(fù)雜而需要鑄造成型時才選用。,對于工作溫度在500600以下時，我們可以選用不銹鋼材料。 但是不銹鋼零件的結(jié)構(gòu)質(zhì)量較大，在工作應(yīng)力、

21、溫度和腐蝕條件 允許的條件下，我們可以考慮選用鈦合金材料來減輕結(jié)構(gòu)質(zhì)量。,對于在7001000之間工作的零件，應(yīng)該采用高溫合金制造。 例如飛機(jī)發(fā)動機(jī)的燃燒室、渦輪等。,對于工作溫度更高的零件，我們應(yīng)該考慮陶瓷、陶瓷基復(fù)合材料和 碳-碳復(fù)合材料等。,30,第11章 機(jī)械零件毛坯及材料的選用 11.2.2選材的原則、方法和步驟,（2）選材的步驟, 分析零件的服役條件、形狀尺寸和應(yīng)力狀態(tài)，確定零件的技術(shù)條件；, 通過分析或?qū)嶒?，結(jié)合同類零件失效分析的結(jié)果，確定零件在實際使 用中主要和次要的失效形式，并通過計算確定零件應(yīng)具有的主要力學(xué)性 能指標(biāo)；, 根據(jù)計算結(jié)果合理選擇材料。所選材料除應(yīng)滿足零件的使用

22、性能和工藝性能要求外，還要適應(yīng)高效加工和組織現(xiàn)代化生產(chǎn)；, 決定熱處理方式或其它強(qiáng)化方式；, 審核所選材料的經(jīng)濟(jì)性；, 關(guān)鍵零件投產(chǎn)前應(yīng)對所選材料進(jìn)行試驗，以驗證所選材料與熱處理 方法能否達(dá)到各項性能指標(biāo)要求，冷熱加工有無困難等。當(dāng)試驗結(jié)果 基本滿意后，可小批投產(chǎn)。,31,第11章 機(jī)械零件毛坯及材料的選用 11.2.2選材的原則、方法和步驟,典型零件的選材,11.2.3,32,第11章 機(jī)械零件毛坯及材料的選用 11.2.3 典型零件的選材,1. 齒輪類零件,2. 軸類零件,3. 箱體類零件,1. 齒輪類零件,（1）受力情況、失效形式與性能要求, 由于傳遞扭矩，齒根承受較大的交變彎曲應(yīng)力，易

23、發(fā)生疲勞斷裂，要求具有高的彎曲疲勞強(qiáng)度；, 齒面相互滑動和滾動，承受較大的接觸應(yīng)力和摩擦，易發(fā)生齒面磨損、齒面疲勞點蝕等；要求具有高的接觸疲勞強(qiáng)度和耐磨性；, 由于換檔、啟動或嚙齒不良，齒部還要承受一定的沖擊，易發(fā)生過載斷裂，要求齒輪心部要有足夠的強(qiáng)度和韌性。,33,第11章 機(jī)械零件毛坯及材料的選用 11.2.3 典型零件的選材,（2）常用材料及選用, 鋼鐵材料,選材主要依據(jù)工作條件來確定。,表11-7給出了一般齒輪的選材情況。,表11-8給出了機(jī)床、汽車、航空齒輪的選材及熱處理, 非鐵合金及非金屬材料,工程塑料齒輪的選材與用途見表11-9,34,第11章 機(jī)械零件毛坯及材料的選用 11.2

24、.3 典型零件的選材,（3） 典型齒輪選材舉例, 機(jī)床齒輪選材,工作條件,受力不大，轉(zhuǎn)速中等，工作較平穩(wěn)，無強(qiáng)烈沖擊， 強(qiáng)度和韌性要求均不高,材料選擇,一般選用中碳鋼（例如45鋼）制造,為了提高淬透性，也可以選用中碳合金鋼,工藝路線,下料鍛造正火粗加工調(diào)質(zhì)精加工高頻淬火+低溫回火精磨,圖11-1為C6132車床傳動齒輪,正火處理,消除鍛造應(yīng)力，均勻組織和硬度，改善切削加工性能,調(diào)質(zhì)處理,使齒輪具有較高的綜合力學(xué)性能，心部有足夠的強(qiáng)度和韌性,高頻淬火,低溫回火,提高了齒輪表面耐磨性和抗疲勞破壞的能力,消除淬火應(yīng)力,35,第11章 機(jī)械零件毛坯及材料的選用 11.2.3 典型零件的選材, 汽車齒輪

25、選材,工作條件,材料選擇,工藝路線,圖11-2為JN-150汽車變速齒輪,正火處理,消除鍛造應(yīng)力，均勻組織和硬度，改善切削加工性能,滲碳處理,提高輪齒表層碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，保證滲碳層的深度。,淬火和低溫回火,噴丸處理,獲得較高的耐磨性和抗疲勞性,增大表層壓應(yīng)力，提高零件的疲勞強(qiáng)度，消除氧化皮。,受力較大，受沖擊較頻繁，其耐磨性、疲勞強(qiáng)度、心部強(qiáng)度以及沖擊韌性等，都比機(jī)床齒輪要求高,一般選用低碳鋼進(jìn)行滲碳制造,我國應(yīng)用最多的是合金滲碳鋼20Cr或20CrMnTi,下料鍛造正火切削加工滲碳、淬火+低溫回火噴丸磨削加工,36,第11章 機(jī)械零件毛坯及材料的選用 11.2.3 典型零件的選材,2. 軸類零

26、件,（1）受力情況、失效形式與性能要求, 傳遞一定的扭矩，承受一定的交變彎矩和拉、壓載荷，易發(fā)生疲勞斷裂，要求具有良好的綜合力學(xué)性能，包括強(qiáng)度、塑性和韌性以及高的疲勞強(qiáng)度；, 承受一定的沖擊載荷，易引起斷裂失效，要求具有較高的強(qiáng)韌性。, 軸頸承受較大的摩擦，易發(fā)生磨損失效，要求具有良好的耐磨性；,37,第11章 機(jī)械零件毛坯及材料的選用 11.2.3 典型零件的選材,（2）常用材料及選用,也要考慮材料的沖擊韌性和表面耐磨性,選材時主要考慮強(qiáng)度, 一般的軸類零件,其中45鋼最常用,使用價格較便宜，并對應(yīng)力集中敏感性較小的碳鋼,如35、40、45、50鋼等,常用的有20Cr、40Cr、40CrNi、20CrMnTi和40Mn等,載荷較大且要求限制軸的外形、尺寸和重量，并且軸頸的耐磨性要求高的軸,要采用力學(xué)性能和熱處理性能更好、對應(yīng)力集中敏感性較高的合金鋼,38,第11章 機(jī)械零件毛坯及材料的選用 11.2.3 典型零件的選材,下料鍛造正火（840860空冷）粗加工調(diào)質(zhì)（820840水淬后550580回火）