常用金屬材料和非金屬材料選用

1、常用金屬材料和非金屬材料選用第1頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期三 第5章 常用金屬材料與非金屬材料及選用 5.2 常用金屬材料與非金屬材料5.2.1 常用金屬材料碳素鋼（1）碳素鋼分類按鋼的含碳量分類：低碳鋼 中碳鋼 高碳鋼 按質(zhì)量分類：普通碳素鋼 優(yōu)質(zhì)碳素鋼 高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素鋼 按用途分類：碳素結(jié)構(gòu)鋼 碳素工具鋼 特殊性能鋼 按金相組織分類：有亞共析鋼、共析鋼、過(guò)共析鋼按鋼的脫氧程度分類：有沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼、半鎮(zhèn)靜鋼 第2頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期三第5章 常用金屬材料與非金屬材料及選用（2）碳鋼的牌號(hào) 1）碳素結(jié)構(gòu)鋼 字母Q+屈服點(diǎn)數(shù)值（單位為MP

2、a）+質(zhì)量等級(jí)符號(hào)（A、B、C、D）+脫氧方法符號(hào)（F、b、Z、TZ）組成。 2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)用兩位數(shù)字表示，即是鋼中平均含碳量的萬(wàn)分?jǐn)?shù)。5.2 常用金屬材料與非金屬材料第3頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期三第5章 常用金屬材料與非金屬材料及選用 3）鑄鋼 鑄鋼的牌號(hào)是用字母“ZG”加上兩組數(shù)字組成。 4）碳素工具鋼 碳素工具鋼的牌號(hào)由“T”加數(shù)字表示?！癟”是“碳”字漢語(yǔ)拼音字首，數(shù)字表示平均含碳量的千分?jǐn)?shù)；若為高級(jí)優(yōu)質(zhì)工具鋼，在牌號(hào)后加“A” 2. 合金鋼 合金鋼是指在碳鋼基礎(chǔ)上，加入一些元素所形成的鋼種，加入的元素稱為合金元素。5.2 常用金屬

3、材料與非金屬材料第4頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期三第5章 常用金屬材料與非金屬材料及選用5.2 常用金屬材料與非金屬材料合金鋼的牌號(hào)是采用鋼中含碳量加合金元素符號(hào)及其含量的方法來(lái)表示。牌號(hào)的首位數(shù)字表示鋼的平均含碳量，（3）合金結(jié)構(gòu)鋼 合金結(jié)構(gòu)鋼主要用于重要的工程機(jī)構(gòu)和機(jī)器零件的鋼。常用合金結(jié)構(gòu)鋼有：低合金結(jié)構(gòu)鋼 、合金滲碳鋼、合金調(diào)質(zhì)鋼 、合金彈簧鋼 、滾動(dòng)軸承鋼等。 第5頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期三第5章 常用金屬材料與非金屬材料及選用5.2 常用金屬材料與非金屬材料（4）合金工具鋼 合金工具鋼分為刃具鋼、模具鋼和量具鋼三類 。（5）特殊性

4、能鋼 指具有某些特殊的物理、化學(xué)、力學(xué)性能，能在特殊環(huán)境、工作條件下使用的鋼。常用的有不銹鋼、耐熱鋼和耐磨鋼等。包括不銹鋼、耐熱鋼 、耐磨鋼等。 第6頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期三第5章 常用金屬材料與非金屬材料及選用5.2 常用金屬材料與非金屬材料3、鑄鐵 鑄鐵是含碳量在2.11以上的鐵碳合金 。主要包括灰口鑄鐵 、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵 、蠕墨鑄鐵 、合金鑄鐵等。 4. 有色金屬及其合金 非鐵金屬及其合金稱為有色金屬。包括鋁及鋁合金 、銅及銅合金和軸承合金 。第7頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期三5.2 常用金屬材料與非金屬材料5.2.2 常用非金屬

5、材料 除金屬以外的所有工程材料通稱為非金屬材料。主要有高分子材料、陶瓷材料和復(fù)合材料等三大類。這些非金屬材料的原料來(lái)源廣泛，自然資源豐富，成型工藝簡(jiǎn)單，具有某些特殊的性能，如塑料的重量輕，橡膠的高彈性，陶瓷耐高溫、耐腐蝕等，使得非金屬材料目前已成為機(jī)械工程材料中不可缺少的、獨(dú)立的材料體系 第8頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期三5.2 常用金屬材料與非金屬材料5.2.2 常用非金屬材料1、高分子材料 高分子材料是以高分子化合物為主要成分組成的非金屬材料。是由低分子化合物聚合而成，也稱高聚物。高分子化合物可分為有機(jī)高分子化合物和無(wú)機(jī)高分子化合物兩大類。例如：塑料、合成橡膠及合成

6、纖維等。2. 陶瓷 陶瓷材料是一種用天然或人工合成的化合物第9頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期三5.2 常用金屬材料與非金屬材料5.2.2 常用非金屬材料為原料燒結(jié)而成的無(wú)機(jī)非金屬材料。按其成分性能和用途分為普通陶瓷和特種陶瓷兩種。3. 復(fù)合材料 復(fù)合材料是指由兩種或幾種不同化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)組織的材料，以一定形式組合而成的人工合成材料。性能特點(diǎn) ：1）較大的比強(qiáng)度和比模量。2）抗疲勞性和減振性好。3）化學(xué)穩(wěn)定性和耐熱性好。 第10頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期三5.2 常用金屬材料與非金屬材料5.2.2 常用非金屬材料常用復(fù)合材料及其應(yīng)用 ：1）玻璃纖維

7、增強(qiáng)復(fù)合材料：主要用于軸承、齒輪、汽車儀表盤、管道、泵閥等零件及耐蝕耐壓容器。2）碳纖維復(fù)合材料：主要用于制造齒輪、軸承、活塞、密封圈、化工器材零件、航空航天飛行器、導(dǎo)彈上的零件和發(fā)動(dòng)機(jī)等。3）層疊復(fù)合材料：廣泛應(yīng)用與航空、交通運(yùn)輸、建筑、機(jī)械等工業(yè)部門 。 第11頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期三第5章 常用金屬材料與非金屬材料及選用4）顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料 ：用于制作具有優(yōu)良減摩性、消振性的新型軸承材料。5.3 機(jī)械零部件材料的選定 機(jī)械零部件材料的選擇除了與零件的結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度、剛度有關(guān)外，還與零件的失效形式有關(guān)系。一般來(lái)講，零件材料的選擇，首先要從零件的失效形式，選擇材料的

8、類型；再根據(jù)材料的使用性能、工藝性和經(jīng)濟(jì)性三個(gè)方面進(jìn)行考慮，進(jìn)行零件材料型號(hào)的選擇。第12頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期三5.3 機(jī)械零部件材料的選定5.3.1 機(jī)械零件的失效形式及原因1、失效的形式 機(jī)械零件由于各種原因，喪失規(guī)定的功能，無(wú)法繼續(xù)工作的現(xiàn)象稱為失效。零件失效形式歸納為變形失效、斷裂失效和表面損傷失效三大類型。2. 失效的原因（1）設(shè)計(jì)原因：零件的結(jié)構(gòu)或形狀不合理，在零件的各種夾角、缺口、過(guò)小的過(guò)渡圓角處存在明顯的應(yīng)力集中； 第13頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期三5.3 機(jī)械零部件材料的選定5.3.1 機(jī)械零件的失效形式及原因（2）材

9、質(zhì)原因 材料性能指標(biāo)不能反映材料對(duì)實(shí)際失效形式的抗力，不能滿足工作條件的要求，造成錯(cuò)誤選材。 （3）加工工藝不當(dāng) 零部件在加工或成形過(guò)程中，由于采用的工藝不當(dāng)而產(chǎn)生的各種質(zhì)量缺陷 。（4）裝配使用不當(dāng)?shù)?4頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期三 選材的基本原則是所選材料的性能應(yīng)能滿足零部件使用要求，經(jīng)久耐用，易于加工制造，成本低，幾個(gè)原則：1. 滿足使用要求2. 滿足工藝要求3. 滿足經(jīng)濟(jì)性要求5.3 機(jī)械零部件材料的選定5.3.2 機(jī)械零件材料選擇的原則第15頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期三第5章 常用金屬材料與非金屬材料及選用5.4 減速器零部件材料牌

10、號(hào)的選定過(guò)程1、軸類零件 1）輕載、低速軸可選用Q235、Q255、Q275等碳素結(jié)構(gòu)鋼， 2）當(dāng)受中等載荷且轉(zhuǎn)速、沖擊與循環(huán)載荷較小的減速器軸類零件，常選用中碳優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，如35、40、45、50鋼（其中45鋼應(yīng)用最多）第16頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期三第5章 常用金屬材料與非金屬材料及選用5.4 減速器零部件材料牌號(hào)的選定過(guò)程3）對(duì)于承受較大載荷或要求精度高以及處于高、低溫等惡劣條件下工作的減速器軸，選用合金鋼。2. 齒輪類 確定齒輪用材的主要依據(jù)是：齒輪的傳動(dòng)方式（開式或閉式）、載荷性質(zhì)與大?。X面接觸應(yīng)力和沖擊負(fù)荷等）、傳動(dòng)速度（節(jié)圓線速度）、精度要求、淬透性及齒面硬化要求、齒輪副的材料及硬度值的匹配情況等。根據(jù)材料可分為：第17頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期三第5章 常用金屬材料與非金屬材料及選用5.4