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零件材料如何选择

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3选择机械零件材料的原则是:所需材料应满足零件的使用要求并具有良好的工艺性和经济性等。

机械零件的使用要求表现为以下几点:

(1)零件的工作状况和受载情况以及为避免相应的失效形式而提出的要求。工作状况是指零件所处的环境特点、工作温度及摩擦和磨损的程度等。在湿热环境或腐蚀介质中工作的零件,其材料应具有良好的防锈和耐腐蚀能力,在这种情况下,可先考虑使用不锈钢、铜合金等。工作温度对材料选择的影响主要有两个方面:一方面要考虑互相配合的两零件材料的线膨胀系数不能相差过大,以免在温度变化时产生过大的热应力或者使配合松动;另一方面也要考虑材料的力学性能随温度而改变的情况。在滑动摩擦下工作的零件,要提高其表面硬度,以增强耐磨性,应选择适于进行表面处理的淬火钢、渗碳钢、氮化钢等品种或选用减摩和耐磨性能好的材料。

受载情况是指零件受载荷、应力的大小和性质。脆性材料原则上只适用于制造在静载荷下工作的零件;在有冲击的情况下,应以塑性材料作为主要使用的材料;对于表面受较大接触应力的零件,应选择可以进行表面处理的材料,如表面硬化钢;对于受应变力的零件,应选择耐疲劳的材料;对于受冲击载荷的零件,应选择冲击韧性较高的材料;对于尺寸取决于强度而尺寸和质量又受限的零件,应选择强度较高的材料;对于尺寸取决于刚度的零件,应选择弹性模量较大的材料。

金属材料的性能一般可通过热处理加以提高和改善,因此,要充分利用热处理的手段来发挥材料的潜力;对于最常用的调制钢,由于其回火温度的不同可得到力学性能不同的毛坯。回火温度越高,材料的硬度和刚度将越低,而塑性越好。所以在选择材料的品种时,应同时规定其热处理规范,并在图样上注明。

(2)对零件尺寸和质量的限制。零件尺寸及质量的大小与材料的品种及毛坯的制造方法有关。生产铸造毛坯时一般可以不受尺寸及质量大小的限制;而生产锻造毛坯时,则需注意锻压机械及设备的生产能力。此外,零件尺寸和质量的大小还和材料的强重比有关,应尽可能选择强重比大的材料,以便减小零件的尺寸及质量。

(3)零件在整机及部件中的重要程度。

(4)其他特殊要求(如是否需要绝缘、抗磁等)。

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