第十四章_机械零件用材及成形工艺.ppt

十四章 机械零件用材及成形工艺的选择 学习目标 主要内容 本章小结 思考练习 选材的问题是机械工程类技术人员常会碰到的问题，它与机械设计及机械制造关系极为密切，是我们必须要掌握的一部分内容。 本章从整体上了解工程材料的使用工况及其对材料性能的要求；材料的常见失效形式；各种材料的性能等与材料及成形工艺选择的关系。 重点掌握零件材料及其成形工艺的选择方法。 通过零件用材的选择实例。了解选材时考虑的材料、需求、制备工艺、经济要求等基本要点。 主 要 内 容 第一节 材料的失效形式 第二节 选材的基本原则和方法 第三节 典型零件的材料及成形 工艺选择 第一节 材料的失效形式 一、材料的使用条件 二、材料的失效及判据 三、材料的失效形式 四、材料失效分析 一、材料的使用条件 一、材料的使用条件 受力情况 二、材料的失效及判断 1.材料的失效 二、材料的失效及判断 1.材料的失效 二、材料的失效及判断 2.材料失效的判断 三、材料的失效形式 1.材料性能降低 2.过量变形 3.断裂 4.零件表面损伤 三、材料的失效形式 1.材料性能降低 三、材料的失效形式 三、材料的失效形式 三、材料的失效形式 三、材料的失效形式 三、材料的失效形式 零件在交变载荷下经过长时间工作而发生断裂的现象称为疲劳断裂。 三、材料的失效形式 当零件表面尺寸变化或表面破坏超过许用程度时引起的失效现象。 分类：磨损失效 腐蚀失效 三、材料的失效形式 三、材料的失效形式 四、材料失效分析 1.失效分析的目的及作用 2.材料失效的原因 3.失效分析的步骤 四、材料失效分析 1.失效分析的目的及作用 失效分析目的是找出材料失效原因，研究材料失效规律、失效速度、失效周期，找出引起材料失效的关键因素及提高材料寿命的措施，从选材和选择工艺方法角度预防零部件的早期失效。 四、材料失效分析 2.材料失效原因 四、材料失效分析 2.材料失效原因 四、材料失效分析 保护现场，搜集失效零件残骸，观测并记录损坏部位；了解零件工作环境。了解失效经过，观察相关零件的损坏情况，判断损坏的顺序。 检测：化学分析 断口分析 显微分析 应力分析 力学性能测试 断裂力学分析 综合分析：综合以上各种材料，判断出引起材料失效的原因，提出改进措施。 写出失效分析报告。 第二节 选材的基本原则和方法 一、选材的基本原则 二、材料及成形工艺选择 的步骤、方法、依据 一、选材的基本原则 1.适用性原则 2.工艺性原则 3.经济性原则 一、选材的基本原则 1.适用性原则 为满足材料使用要求，进行材料选择时，主要从三方面考虑： ①零件的负载情况：指载荷的大小和应力状态； ②材料的使用环境：材料所处的环境，如介质、 工作温度及摩擦等； ③材料的使用性能要求：材料的使用寿命、材料 的各种广义许用应力、广义许用变形等。 一、选材的基本原则 2.工艺性原则 一、选材的基本原则 原材料价格 原材料利用率 材料成形成本 加工费用 安装调试费、维修费、管理费。 二、材料及成形工艺选择 的步骤、方法、依据 1.选材步骤 2.选材依据 3.成形工艺的选择 二、材料及成形工艺选择 的步骤、方法、依据 分析零件使用环境、受力情况，确定技术条件（零件应具有的主要力学性能指标），作为选材依据。 根据力学计算及材料特点，正确选材。 结合材料成本、材料成形工艺性、零件复杂程度、生产批量、现有生产条件等，选择合适成形工艺。 综合材料成形成本、热处理成本、使用可靠性，优化选出最合适材料 经过试验、调整，最终确定合理材料及成型工艺方法。 二、材料及成形工艺选择 的步骤、方法、依据 负荷情况 材料使用温度 受腐蚀情况 耐磨损情况 二、材料及成形工艺选择 的步骤、方法、依据 常用零件的负荷及性能要求 二、材料及成形工艺选择 的步骤、方法、依据 3.成形工艺的选择 二、材料及成形工艺选择 的步骤、方法、依据 3.成形工艺的选择 二、材料及成形工艺选择 的步骤、方法、依据 零件力学性能要求：铸造件＜锻造件 零件使用性能要求：铝合金铸