機械零件毛坯的選擇與材料的選用

《工程材料與機械制造基礎》第六章失效及選材機械工程系工程技術學院第六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程與失效分析典型零件的選材零件毛坯的選擇工程技術學院

6.1材料選用的一般原則1.材料的力學性能:

根據(jù)零件的工作條件、損壞(或失效)形式,選擇滿足力學性能的材料。2.材料的工藝性能:對零件加工生產(chǎn)有直接的影響,甚至是決定性的。3.材料的經(jīng)濟性:主要是性價比。工程技術學院6.2選材的基本過程與失效分析選擇材料的基本過程零件的失效分析工程技術學院材料的相對價格材

料相

對

價

格材

料相

對

價

格碳素結構鋼低合金結構鋼優(yōu)質碳素結構鋼易切削鋼合金結構鋼鉻鎳合金結構鋼滾動軸承鋼彈簧鋼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工程技術學院一.選擇材料的基本過程工程技術學院二.零件的失效分析1.定義:零件不能正常和安全的工作,即零件失效。2.原因結構或形狀設計不合理。材料的選擇不合理。加工工藝不合理。安裝與使用不合理。工程技術學院3.形式過量變形失效過量彈性變形過量塑性變形斷裂失效韌性斷裂應力腐蝕斷裂蠕變斷裂疲勞斷裂低應力斷裂脆性斷裂表面損傷失效磨損接觸疲勞腐蝕工程技術學院6.3典型零件的選材及工藝分析機床主軸汽車半軸機床齒輪汽車齒輪工程技術學院一.C616–416車床主軸工程技術學院一)工作條件:

1.該軸在滾動軸承中運轉。

2.承受中等負荷,承受一定的沖擊力。

3.轉速中等。二)技術要求:

1.整體調質后硬度應為HB200～230,金相組織為回火索氏體。

2.內錐孔和外圓錐面處硬度為HRC45～50,

表面3～5mm內金相組織為回火屈氏體和少量回火馬氏體。

3.花鍵部分硬度HRC48～50,金相組織同上。工程技術學院三)選材:

45鋼。四)加工工藝路線:下料鍛造

正火

粗加工

調質

半精加工鉆中心孔精車加工銑鍵槽

局部淬火(錐孔及外錐體)粗磨滾銑花鍵

花鍵淬火

精磨

工程技術學院二.YJ–130汽車半軸工程技術學院一)工作條件:

1.該軸在上坡或啟動時,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。

3.承受反復彎曲疲勞應力。二)技術要求:

1.桿部硬度HRC37～44;盤部外圓硬度HRC24～34;金相組織為回火索氏體和回火屈氏體。

2.彎曲度:桿中部<1.8mm;盤部跳動<2.0mm。工程技術學院三)選材:40Cr、42CrMo、40CrMnMo。四)加工工藝路線:下料鍛造

正火

粗加工

調質

半精加工精車加工盤部鉆孔磨花鍵

工程技術學院三.C616機床齒輪一)工作條件:

1.工作負荷不太大。

2.中速運轉(6～10m/s)。二)技術要求:

1.齒面硬度HRC45～50,金相組織為回火索氏體。

2.齒心部硬度HRC22～25,金相組織為回火馬氏體。工程技術學院三)選材:

40、45鋼。四)加工工藝路線:下料鍛造

正火

粗加工

調質

半精加工精車加工

高頻淬火及低溫回火

精磨

工程技術學院四.JN–150型載重汽車變速箱齒輪一)工作條件:

1.工作負荷大。

2.高速運轉(10～15m/s以上)。

3.受沖擊頻繁,磨損較嚴重。二)技術要求:

1.齒面硬度HRC58～62,金相組織為回火馬氏體+合金碳化物+殘余奧氏體。

2.齒心部硬度HRC35～45,金相組織為回火馬氏體(低碳)+鐵素體+細珠光體。工程技術學院三)選材:

20CrMnTi鋼。四)加工工藝路線:下料鍛造

正火

機械加工

滲碳

淬火低溫回火

噴丸磨齒工程技術學院6.4毛坯制造方法選擇的原則毛坯制造方法選擇的指導思想；毛坯制造方法選擇的適用性原則；毛坯制造方法選擇的經(jīng)濟性原則；毛坯制造方法選擇的可行性原則。工程技術學院毛坯制造方法的分析與比較常用材料鑄造毛坯的優(yōu)缺點及應用；鍛造毛坯的優(yōu)缺點及應用；沖壓件的優(yōu)缺點及應用；工程技術學院毛坯內在質量的比較

成型方法組織特征性能特點改善方法鑄造鑄態(tài)組織，晶粒粗大較差增加過冷度，變質處理等鍛造再結晶組織，有鍛造流線較好焊接熔焊接頭組織復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，提高承載能力工程技術