,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第十四章 机械零件材料及毛坯的选择,Metallography and heat-treatment,多媒体教学课件,授课院系：冶金化工系,课件制作：王晓丽 初立新 王静,第十四章 机械零件材料及毛坯的选择 Metallogra,1,第十四章 机械零件材料及毛坯的选择,材料选用的一般原则,选材的基本过程与失效分析,典型零件的选材,零件毛坯的选择,第十四章 机械零件材料及毛坯的选择材料选用的一般原则,2,第一节 材料选用的一般原则,1.,材料的力学性能,:,根据零件的工作条,件、损坏,(,或失效,),形式,选择满足力,学性能的材料。,2.,材料的工艺性能,:,对零件加工生产有,直接的影响,甚至是决定性的。,3.,材料的经济性,:,主要是性价比。,4,、考虑零件外形和尺寸特点,5,、考虑生产批量,第一节 材料选用的一般原则1.材料的力学性能:根,3,第二节 选材的基本过程与失效分析,选择材料的基本过程,零件的失效分析,第二节 选材的基本过程与失效分析选择材料的基本过程,4,材料的相对价格,材,料,相,对,价,格,材,料,相,对,价,格,碳素结构钢,低合金结构钢,优质碳素结构钢,易切削钢,合金结构钢,铬镍合金结构钢,滚动轴承钢,弹簧钢,1,1.21.7,1.41.5,2,1.71.9,3,2.12.9,1.61.9,碳素工具钢,低合金工具钢,高合金工具钢,高速钢,铬不锈钢,铬镍不锈钢,普通黄铜,球墨铸铁,1.41.5,2.43.7,5.47.2,13.515,8,20,13,2.42.9,材料的相对价格材 料相 对 价 格材 料相 对 价,5,一,.,选择材料的基本过程,一.选择材料的基本过程,6,二,.,零件的失效分析,1.,定义,:,零件不能正常和安全的工作,即零件失效。,2.,原因,结构或形状设计不合理。,材料的选择不合理。,加工工艺不合理。,安装与使用不合理。,二.零件的失效分析1.定义:零件不能正常和安全的工作,2.,7,3,.,形式,过量变形失效,过量弹性变形,过量塑性变形,断裂失效,韧性断裂,应力腐蚀断裂,蠕变断裂,疲劳断裂,低应力断裂,脆性断裂,表面损伤失效,磨损,接触疲劳,腐蚀,3.形式过量变形失效过量弹性变形过量塑性变形断裂失效韧性断裂,8,第三节 典型零件的选材及工艺分析,机床主轴,汽车半轴,机床齿轮,汽车齿轮,第三节 典型零件的选材及工艺分析机床主轴,9,一,.C616 416,车床主轴,一.C616 416车床主轴,10,一,),工作条件,:,1.,该轴在滚动轴承中运转。,2.,承受中等负荷,承受一定的冲击力。,3.,转速中等。,二,),技术要求,:,1.,整体调质后硬度应为,HB200,230,金相组,织为回火索氏体。,2.,内锥孔和外圆锥面处硬度为,HRC45,50,表面,3,5mm,内金相组织为回火屈氏体和,少量回火马氏体。,3.,花键部分硬度,HRC48,50,金相组织同上。,一)工作条件:二)技术要求:,11,三,),选材,:,45,钢。,四,),加工工艺路线,:,下料 锻造,正火,粗加工,调质,半精加工 钻中心孔 精车加工,铣键槽,局部淬火,(,锥孔及外锥体,),粗磨 滚铣花键,花键淬火,精磨,三)选材:45钢。四)加工工艺路线:下料,12,二,.YJ 130,汽车半轴,二.YJ 130汽车半轴,13,一,),工作条件,:,1.,该轴在上坡或启动时,承受较大扭矩。,2.,承受一定的冲击力和具有较高的抗弯能力。,3.,承受反复弯曲疲劳应力。,二,),技术要求,:,1.,杆部硬度,HRC37,44;,盘部外圆硬度,HRC,24,34;,金相组织为回火索氏体和回火屈,氏体。,2.,弯曲度,:,杆中部,1.8mm;,盘部跳动,2.0mm,。,一)工作条件:二)技术要求:,14,三,),选材,:,40Cr,、,42CrMo,、,40CrMnMo,。,四,),加工工艺路线,:,下料 锻造,正火,粗加工,调质,半精加工 精车加工 盘部钻孔,磨花键,三)选材:40Cr、42CrMo、40CrMnMo。四),15,三,.C616,机床齿轮,一,),工作条件,:,1.,工作负荷不太大。,2.,中速运转,(6,10m/s),。,二,),技术要求,:,1.,齿面硬度,HRC45,50,金相组织为回,火索氏体。,2.,齿心部硬度,HRC22,25,金相组织为,回火马氏体。,三.C616机床齿轮一)工作条件:二)技术要求:,16,三,),选材,:,40,、,45,钢。,四,),加工工艺路线,:,下料 锻造,正火,粗加工,调质,半精加工 精车加工,高频淬火,及低温回火,精磨,三)选材:40、45钢。四)加工工艺路线:下料,17,四,.JN 150,型载重汽车变速箱齿轮,一,),工作条件,:,1.,工作负荷大。,2.,高速运转,(10,15m/s,以上,),。,3.,受冲击频繁,磨损较严重。,二,),技术要求,:,1.,齿面硬度,HRC58,62,金相组织为回,火马氏体,+,合金碳化物,+,残余奥氏体。,2.,齿心部硬度,HRC35,45,金相组织为,回火马氏体,(,低碳,)+,铁素体,+,细珠光体。,四.JN 150型载重汽车变速箱齿轮一)工作条件:二),18,三,),选材,:,20 CrMnTi,钢。,四,),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,磨齿,三)选材:20 CrMnTi 钢。四)加工工艺路线:下,19,第四节 毛坯制造方法选择的原则,毛坯制造方法选择的指导思想；,毛坯制造方法选择的适用性原则；,毛坯制造方法选择的经济性原则；,毛坯制造方法选择的可行性原则。,第四节 毛坯制造方法选择的原则,20,毛坯制造方法的分析与比较,毛坯内在质量的比较,成型方法,组织特征,性能特点,改善方法,铸造,铸态组织，晶粒粗大,较差,增加过冷度，变质处理等,锻造,再结晶组织，有锻造流线,较好,焊接,熔焊,接头组织复杂,不均匀,选择合适焊条、焊丝及热处理等,压焊,接头具有再结晶或加工硬化组织,较好或不均匀,钎焊,接头具有和金铸态组织,不均匀,增加搭接面积，提高承载能力,毛坯制造方法的分析与比较毛坯内在质量的比较 成型方法组织特,21,毛坯内在成型工艺的比较,成型方法,工艺设计的基本问题,依据,铸造,确定浇铸位置，选择分型面,保证质量,锻造,确定锻造基本工序，确定分模面,简化工艺,焊接,熔焊,确定接头、坡口形式，选择焊条、焊丝或焊剂等,压焊,确定接头形式,钎焊,确定接头形式，选择钎剂等,毛坯内在成型工艺的比较成型方法工艺设计的基本问题依据铸造确定,22,