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1、选用材料应考虑的一般原则 ① 使用性原则：保证零件完成规定功能的必要条件。 分析零件的工作条件，确定使用性能。 零件受力情况：拉、压、弯、扭 环境状况：工作温度，介质 特殊要求：热、电、磁 进行失效分析，确定使用性能：磨损、断裂、变形 从零件的使用性能要求，提出对零件的性能要求。
② 材料的工艺性能应满足加工要求（也称工艺性能原则） ③ 材料还应具有较好的经济性（也称经济性原则，不是越便宜越好）
2、选材的一般步骤和应注意的问题 ① 选材的一般步骤 分析零件的工作条件及失效形式，提出关键的性能要求同时兼顾其他性能； 与成熟产品相同类型的零件，采用经验类比法； 确定零件应具有的主要性能指标值； 初步选定材料牌号，并决定热处理和其它强化方法； 关键部件批量生产要通过实验验证。
② 选材应注意的问题 实际性能和实验数据，考虑尺寸效应； 加工工艺和热处理工艺，最大限度的发挥材料潜能； 注意材料成分偏差引起相变点变化。
3、齿轮类零件的选材 ① 齿轮的工作条件、失效形式及性能要求 齿轮是机械工业中应用最广的零件之一，主要用于传递扭矩和调节速度。 工作时的受力情况 1）由于传递扭矩，齿根承受较大的交变弯曲应力。 2）齿面相互滑动和滚动，承受较大的接触力，并发生强烈的摩擦。 3）由于换档、启动或啮合不良，齿部承受一定的冲击。
主要失效形式 1）疲劳断裂。主要发生在齿根。它是齿轮最严重的失效形式。 2）齿面磨损。 3）齿面接触疲劳破坏。 4）过载断裂。
齿轮用材性能要求 1）高的弯曲疲劳强度 2）高的接触疲劳强度、硬度和耐磨性 3）齿轮心部要有足够的强度和韧性 4）较好的工艺性能
② 机床齿轮 性能要求：机床齿轮转速中等，载荷不大工作平稳，无强烈冲击，对齿轮心部强度和韧性要求不高。 选材：中等碳量的碳素钢或合金钢：４５钢、４０Cr 热处理：正火－调质－高频淬火及回火 加工工艺路线：下料－锻造－正火－粗加工－调质－精加工－高频淬火及回火－精磨
③ 汽车拖拉机齿轮 性能要求：工作条件比机床恶劣，受力较大，超载和受冲击频繁，对耐磨性、疲劳强度、心部强度和冲击韧度等方面比机床高。 选材：20CrMnTi、20CrMnMo 热处理：正火－渗碳－淬火－低温回火 加工工艺路线：下料－锻造－正火－机械加工－渗碳、淬火、低温回火－喷丸－磨内孔及换档槽－装配
4、轴类零件的选材 ① 轴的工作条件、失效形式及性能要求 一般轴的工作条件 1）传递一定的扭矩，承受一定的交变弯矩和拉、压载荷； 2）轴颈承受较大的摩擦； 3）承受一定的冲击载荷
主要失效形式 1）疲劳断裂长期受扭转和弯曲交变载荷作用 2）断裂失效大载荷或冲击载荷作用 3）磨损失效轴颈或花键处过度磨损
对轴用材料性能要求 1）良好的综合力学性能 2）高的疲劳强度 3）良好的耐磨性
② 轴类零件的选材 (1)不传递动力只承受弯矩起支撑作用的轴 (2)主要受弯曲，扭转的轴 (3)同时承受弯曲（或扭转）及拉，压载荷的轴
③ 典型轴选材举例 机床主轴选材 以C620车床主轴为例进行选材。该主轴受交变弯曲和扭转复合应力作用，但载荷和转速不高，冲击载荷也不大，所以具有一般综合力学性能即可满足要求。但大端的轴颈、椎孔与卡盘、顶尖之间有摩擦，这些部位要求有较高的硬度和耐磨性。根据以上分析，车床主轴可选用45、40Cr钢。热处理为调质处理；轴颈和椎孔进行表面淬火。
工艺路线为： 下料－锻造－正火－粗加工－调质－半精车外圆，钻中心孔，精车外圆，铣键槽－车空刀槽－粗磨外圆－铣花键－花键高频淬火，回火－精磨
内燃机曲轴 性能：受气缸中周期变化的气体压力，曲轴连杆的惯性力，扭转、弯曲应力，冲 击力。因此曲轴要求较高的强度，一定的冲击韧度和弯曲和扭转疲劳强度，早轴颈处要求该的硬度和耐磨性。 选材：45，40Cr，球墨铸铁
加工工艺路线： 锻造曲轴：下料－锻造－正火－粗加工－调质－精加工－轴颈高频淬火，低温回火－精磨 铸造曲轴：熔炼－铸造－高温正火－高温回火－机械加工－轴颈气体渗氮
5、弹簧类零件的选材 ① 弹簧的工作条件、失效形式及性能要求 工作条件 1）弹簧在外力作用下，压缩、拉伸、扭转时材料将承受弯曲应力或扭转应力。 2）缓冲、减震或复原用的弹簧，承受交变应力和冲击载荷的作用 3）某些弹簧受到腐蚀介质和高温的作用
主要失效形式 1）塑性变形 2）疲劳断裂 3）快速脆性断裂 4）在腐蚀介质中使用的弹簧易产生应力腐蚀断裂失效；高温下使用的弹簧易出现蠕变和应力松弛，产生永久变形
对弹簧用材性能要求 1）高的弹性极限和屈强比（σs/σb） 2）高的疲劳强度 3）好的材质和表面质量 4）某些弹簧需要良好的耐蚀性和耐热性
② 弹簧零件的选材 弹簧种类很多，载荷大小相差悬殊，使用条件和环境个不相同。在实际生产中多选用弹性极限高的金属材料来制造。
③ 典型弹簧选材举例 汽车板簧 汽车板簧用于减震和缓冲，承受很大的交变应力和冲击载荷，需要高的屈服强度和疲劳强度。中重型汽车板簧用50CrMn，55SiMnV钢；重型大截面板簧用55SiMnMoV、55SiMnVNb。 其工艺路线为：热轧钢带（板）冲载下料----压力成型----淬火----中温回火----喷丸强化
火车螺旋弹簧 火车螺旋弹簧用于机车和车厢的缓冲和吸震，其使用条件和性能与汽车板簧相近。 其工艺路线为： 热轧钢棒下料----两头制扁----热卷成型----淬火----中温回火----喷丸强化----端面磨平。其中淬火和回火工艺同汽车板簧。
6、汽车零件用材 ① 缸体和缸盖 缸体材料必须满足下列要求： 1）有足够的强度和刚度，特别是有足够的刚度，以减小变形，保证尺寸的稳定性。 2）良好的铸造性和切削性 3）价格低廉 常用灰铸铁HT250、HT300
② 缸套 气缸内壁的过量磨损是造成发动机大修的主要原因之一，所以要选用耐磨材料。常用耐磨合金铸铁。
③ 活塞、活塞销和活塞环——活塞组 对活塞用材的要求是热强度高、导热性好、吸热性差、膨胀系数小、密度小，减磨性、耐磨性、耐蚀性和工艺性好等。目前很难找到完全满足要求的材料。常用的活塞材料是铝硅合金。 活塞销材料一般用20钢或20Cr等低碳合金钢。 活塞环材料多用以珠光体为基的灰铸铁或在其上添加Cu、Cr、Mo的合金铸铁制造。
④ 连杆 连杆是在很复杂的应力状态下工作的。受力有交变拉压应力、弯曲应力等，一般采用45钢、40Cr或40MnB。
⑤ 气门 气门在工作时，要承受较高的机械负荷和热负荷。应选用耐热、耐蚀、耐磨的材料。进气门一般可用40Cr、35CrMo等；排气门可用4Cr10Si2Mo。
⑥ 半轴 半轴在工作时主要承受扭转力矩和交变弯曲以及一定的冲击载荷。 通常使用调质钢制造：40Cr、45钢、40CrNi、40MnB等。 ⑦ 车身、纵梁、档板等冷冲压零件 汽车冷冲压零件用的材料有钢板和钢带，主要是钢板—冷轧钢板和热轧钢板。如钢板08、20、25和16Mn等。 7、机床零件用材 常用的机床零部件有机座、轴承、导轨、齿轮、弹簧、紧固件、刀具等。
① 机身、底座用材 首选材料当为灰铸铁、孕育铸铁，球墨铸铁也可使用。HT150、HT200，HT250，HT300，QT400-17，QT600-2等等。
② 齿轮用材 HT150、HT200，HT250，HT300，Q235，Q255，20Cr，40Cr等等，根据不同用途选用不同材料。
③ 轴类零件用材 曲轴和主轴常用QT600-2、KTZ600-3, 不重要或受力较小的轴可用Q235、Q255等， 承受大载荷的轴类可用40Cr或20Cr。
④ 螺纹联接件用材 无特殊要求的螺纹常用Q235、Q255、Q275制造； 中等载荷及精密螺纹常用35钢、45钢； 重载荷及极重要的螺纹用40Cr、40CrV。
⑤ 螺旋传动件用材 通常不进行热处理的螺旋传动件用45钢、50钢；进行热处理的螺旋传动件用T10、65Mn、40Cr等。
⑥ 蜗轮传动用材 蜗轮用材：HT200、HT150、HT250等； 蜗杆用材：15钢、20钢、15Cr、20Cr、45钢、40Cr，低速传动的蜗杆也可用Q275。
⑦ 滑动轴承用材 滑动轴承材料应具有优异的减磨性、耐磨性、抗胶合能力和足够的冲击韧性及抗压、疲劳强度。轴承材料可分为： （1）金属材料包括巴士合金、铜基轴承合金和铸铁 （2）粉末冶金材料 （3）塑料轴承材料 （4）橡胶轴承
⑧ 滚动轴承用材 一般用GCr9、GCr15、GCR15SiMn、GSiMnV等制造。
⑨ 机床其它零件用材 凸轮用材45钢 刀具用材工具钢、高速钢和硬质合金钢 其它用材灵活选用
8、仪器仪表用用材 仪器仪表用材包括结构钢、有色金属和工程塑料等多种，一般应具有良好的切削性能。
① 壳体材料 金属材料：Q195、Q235，1Cr13，1Cr13Ni9Ti 非金属材料：工程塑料、复合材料
② 轴类零件用材 Q235、2A12（LY12）、2A11（LY11）、HMn58-2等。
③ 凸轮用材 中碳钢或中碳合金钢45钢，40Cr
④ 齿轮用材 仪器仪表中的齿轮用材广泛，有钢、铜、塑料、复合材料等。
⑤ 蜗轮、蜗杆用材 仪器仪表中常用铜合金制造蜗轮蜗杆 9、化工设备用材 ① 低合金钢 压力容器用低合金结构钢 常用的是低合金结构钢。要求强度、塑性和焊接性能。常用钢种16MnR、15MnVR和18MnMoNbR。Q345、Q390等。
不锈钢 化工设备对耐蚀性能要求较高，因此广泛的利用各种不锈钢制造。 （1）铬不锈钢 1Cr13、2Cr13等钢种有良好的耐蚀性，0Cr13、0Cr17Ti有良好的塑性。 （2）铬镍不锈钢 由耐蚀要求的压力容器常用铬镍不锈钢，主要牌号有1Cr18Ni9、0Cr18Ni11Ti和0Cr17Ni12Mo2等。
耐热钢 有些化工设备是在650℃以上的高温环境工作。此时，一般碳钢抗氧化腐蚀性能和强度变得很差而无法使用，此时必须采用耐热钢。主要牌号有：1Cr13Si3、1Cr13Ni3、1Cr25Ni20Si2等。
其它类型的特殊性能钢 （1）低温钢 在化工生产中，会用到零件必须采用能承受低温的金属材料制造。 主要牌号有：16MnDR、09Mn2VDR、09MnTiCuREDR。
（2）抗氢腐蚀钢 我国目前生产的抗氢钢种有：15CrMo、20CrMo、12Cr3MoA、 15MnV、10MoVWNb。
（3）抗氮腐蚀钢 1Cr18Ni9Ti不锈钢具有较强的抗氮化腐蚀能力，故常用制造氨合成塔的内件。
② 有色金属及其合金 铜及其合金 铜耐蚀性好，除了各种浓度的硝酸、氨和胺盐溶液。黄铜可作深冷设备的筒体、管板、法兰和螺母等。锡青铜主要来制造耐蚀和耐磨零件。
铝及其合金 工业纯铝广泛应用于制造硝酸、含硫石油工业、橡胶硫化和含硫的药剂等生产所用设备。防锈铝可用作空气分离的蒸馏塔、热交换器等。铸铝可制造形状复杂的耐蚀零件。
铅及其合金 铅在许多物质中，特别是在热硫酸和冷硫酸中具有较高耐蚀性。由于其强度、硬度低，主要用来做设备衬里。
镍及其合金 镍在碱类物质中具有良好的耐蚀性。
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