材料性能及其加工第7章零件選擇及熱處理

1、整理課件第第7章章 零件選材及熱處理零件選材及熱處理本章知識(shí)點(diǎn)本章知識(shí)點(diǎn)先導(dǎo)案例先導(dǎo)案例第一節(jié)第一節(jié) 零件的失效分析零件的失效分析第二節(jié)第二節(jié) 零件材料的選用零件材料的選用第三節(jié)第三節(jié) 熱處理的技術(shù)條件及工序位置熱處理的技術(shù)條件及工序位置第四節(jié)第四節(jié) 典型零件的選材及熱處理典型零件的選材及熱處理下一頁(yè)整理課件第第7章章 零件選材及熱處理零件選材及熱處理知識(shí)擴(kuò)展知識(shí)擴(kuò)展先導(dǎo)案例解決先導(dǎo)案例解決本章小結(jié)本章小結(jié)思考題思考題上一頁(yè)返回整理課件本章知識(shí)點(diǎn)本章知識(shí)點(diǎn)1掌握典型常用零件的選材及熱處理。掌握典型常用零件的選材及熱處理。2掌握零件選材的原則、方法及基本步驟。掌握零件選材的原則、方法及基本步驟。

2、3了解零件的失效分析。了解零件的失效分析。返回整理課件先導(dǎo)案例先導(dǎo)案例為什么汽車變速齒輪一般選用合金滲碳鋼制造，而機(jī)床變速為什么汽車變速齒輪一般選用合金滲碳鋼制造，而機(jī)床變速箱齒輪多選用調(diào)質(zhì)鋼制造？箱齒輪多選用調(diào)質(zhì)鋼制造？機(jī)械零件和工具使用的材料，其種類繁多，因此如何合理地機(jī)械零件和工具使用的材料，其種類繁多，因此如何合理地選擇材料，就成為一項(xiàng)重要的工作。每個(gè)機(jī)械零件或工具不選擇材料，就成為一項(xiàng)重要的工作。每個(gè)機(jī)械零件或工具不僅要符合一定的外形和尺寸，更重要的是要根據(jù)零件或工具僅要符合一定的外形和尺寸，更重要的是要根據(jù)零件或工具的服役條件包括工作環(huán)境、應(yīng)力狀態(tài)和載荷性質(zhì)等，選用合的服役條件包括

3、工作環(huán)境、應(yīng)力狀態(tài)和載荷性質(zhì)等，選用合適的材料和熱處理工藝，以保證零件或工具的正常工作。若適的材料和熱處理工藝，以保證零件或工具的正常工作。若材料選用不當(dāng)或熱處理不合理，有時(shí)會(huì)造成零件的成本較高材料選用不當(dāng)或熱處理不合理，有時(shí)會(huì)造成零件的成本較高或加工困難；有時(shí)可能使機(jī)械不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)或使設(shè)備的壽命或加工困難；有時(shí)可能使機(jī)械不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)或使設(shè)備的壽命縮短，甚至引起機(jī)械設(shè)備損壞和人身事故。因而，選用什么縮短，甚至引起機(jī)械設(shè)備損壞和人身事故。因而，選用什么材料，采用什么熱處理方法，對(duì)于產(chǎn)品開發(fā)、加工制造、服材料，采用什么熱處理方法，對(duì)于產(chǎn)品開發(fā)、加工制造、服役功能等關(guān)系極大，是直接影響企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的

4、重要環(huán)節(jié)。役功能等關(guān)系極大，是直接影響企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的重要環(huán)節(jié)。返回整理課件第一節(jié)第一節(jié) 零件的失效分析零件的失效分析在機(jī)械設(shè)計(jì)和制造中，合理選擇每一個(gè)零件的材料，正確擬在機(jī)械設(shè)計(jì)和制造中，合理選擇每一個(gè)零件的材料，正確擬定熱處理工藝及加工工藝路線對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量特別是使用壽命、定熱處理工藝及加工工藝路線對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量特別是使用壽命、零件成本影響重大?？梢哉f(shuō)，機(jī)械零件的設(shè)計(jì)不應(yīng)是一個(gè)單零件成本影響重大。可以說(shuō)，機(jī)械零件的設(shè)計(jì)不應(yīng)是一個(gè)單純的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)包括選擇材料及相關(guān)工藝的設(shè)計(jì)。純的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)包括選擇材料及相關(guān)工藝的設(shè)計(jì)。失效是指零件在使用過(guò)程中喪失或達(dá)不到原來(lái)設(shè)計(jì)的效能。失效是指零件在使用過(guò)程中喪失

5、或達(dá)不到原來(lái)設(shè)計(jì)的效能。一般來(lái)說(shuō)，零件完全不能工作，零件雖能工作但不能達(dá)到預(yù)一般來(lái)說(shuō)，零件完全不能工作，零件雖能工作但不能達(dá)到預(yù)期功效，零件繼續(xù)工作不安全這期功效，零件繼續(xù)工作不安全這3種情況可以認(rèn)為是失效。種情況可以認(rèn)為是失效。通過(guò)失效分析還為正確選材、改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、修訂加工工藝通過(guò)失效分析還為正確選材、改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、修訂加工工藝提供依據(jù)。提供依據(jù)。 下一頁(yè)返回整理課件第一節(jié)第一節(jié) 零件的失效分析零件的失效分析一、零件的失效一、零件的失效1變形失效變形失效在使用狀態(tài)下，零件或工具總要受到各種載荷作用，在載荷在使用狀態(tài)下，零件或工具總要受到各種載荷作用，在載荷的作用下零件或工具都要發(fā)生不同程度

6、的變形，不論彈性變的作用下零件或工具都要發(fā)生不同程度的變形，不論彈性變形或塑性變形，都會(huì)造成零件或工具尺寸和形狀的改變，這形或塑性變形，都會(huì)造成零件或工具尺寸和形狀的改變，這就會(huì)影響到零件或工具的正確使用位置，破壞零件或部件之就會(huì)影響到零件或工具的正確使用位置，破壞零件或部件之間相互配合的位置和配合關(guān)系，可能使零件或機(jī)械設(shè)備不能間相互配合的位置和配合關(guān)系，可能使零件或機(jī)械設(shè)備不能正常工作。例如：車床主軸在工作過(guò)程中發(fā)生過(guò)量的彈性彎正常工作。例如：車床主軸在工作過(guò)程中發(fā)生過(guò)量的彈性彎曲變形，不僅產(chǎn)生振動(dòng)，而且造成了被加工零件質(zhì)量的嚴(yán)重曲變形，不僅產(chǎn)生振動(dòng)，而且造成了被加工零件質(zhì)量的嚴(yán)重下降，還會(huì)

7、使軸與軸承的配合不良；電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子軸的彈性下降，還會(huì)使軸與軸承的配合不良；電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子軸的彈性變形量過(guò)大，將會(huì)改變轉(zhuǎn)子和定子之間的間隙。變形量過(guò)大，將會(huì)改變轉(zhuǎn)子和定子之間的間隙。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回整理課件第一節(jié)第一節(jié) 零件的失效分析零件的失效分析零件或工具的過(guò)量塑性變形，輕者造成設(shè)備工作情況的惡化，零件或工具的過(guò)量塑性變形，輕者造成設(shè)備工作情況的惡化，嚴(yán)重的造成設(shè)備的破壞。例如，高壓容器的緊固螺栓若發(fā)生嚴(yán)重的造成設(shè)備的破壞。例如，高壓容器的緊固螺栓若發(fā)生過(guò)量塑性變形而伸長(zhǎng)，就會(huì)使容器滲漏；變速箱中齒輪的齒過(guò)量塑性變形而伸長(zhǎng)，就會(huì)使容器滲漏；變速箱中齒輪的齒形形由于承受載荷后發(fā)生了塑性變形，齒形

8、就不正確，輕者造成由于承受載荷后發(fā)生了塑性變形，齒形就不正確，輕者造成嚙合不良，發(fā)生振動(dòng)和噪聲，重者造成卡齒或斷齒，容易引嚙合不良，發(fā)生振動(dòng)和噪聲，重者造成卡齒或斷齒，容易引起設(shè)備事故。過(guò)量變形的原因主要是零件或工具材料的強(qiáng)度起設(shè)備事故。過(guò)量變形的原因主要是零件或工具材料的強(qiáng)度較低。造成金屬材料強(qiáng)度較低的原因很多，可能是設(shè)計(jì)的零較低。造成金屬材料強(qiáng)度較低的原因很多，可能是設(shè)計(jì)的零件或工具的尺寸較??；選用材料不當(dāng)；熱處理工藝不當(dāng)；也件或工具的尺寸較??；選用材料不當(dāng)；熱處理工藝不當(dāng)；也可能是零件或工具在使用過(guò)程中內(nèi)部組織發(fā)生變化等，要根可能是零件或工具在使用過(guò)程中內(nèi)部組織發(fā)生變化等，要根據(jù)具體情況

9、進(jìn)行分析。據(jù)具體情況進(jìn)行分析。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回整理課件第一節(jié)第一節(jié) 零件的失效分析零件的失效分析2斷裂失效斷裂失效斷裂是機(jī)械零件或工具失效的主要形式。根據(jù)零件或工具斷斷裂是機(jī)械零件或工具失效的主要形式。根據(jù)零件或工具斷裂前變形量的大小和斷口形狀，斷裂可分為脆性斷裂和塑性裂前變形量的大小和斷口形狀，斷裂可分為脆性斷裂和塑性（或韌性）斷裂兩種。（或韌性）斷裂兩種。斷裂前零件或工具幾何尺寸幾乎不發(fā)生變化，即沒(méi)有明顯的斷裂前零件或工具幾何尺寸幾乎不發(fā)生變化，即沒(méi)有明顯的塑性變形，斷口較齊平，其斷面常呈細(xì)顆粒狀，這種斷裂稱塑性變形，斷口較齊平，其斷面常呈細(xì)顆粒狀，這種斷裂稱為脆性斷裂。塑性斷裂是零件或

10、工具在斷裂前產(chǎn)生明顯的變?yōu)榇嘈詳嗔?。塑性斷裂是零件或工具在斷裂前產(chǎn)生明顯的變形，即零件或工具的尺寸發(fā)生明顯的變化，一般斷面減小，形，即零件或工具的尺寸發(fā)生明顯的變化，一般斷面減小，且斷口常呈纖維特征。且斷口常呈纖維特征。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回整理課件第一節(jié)第一節(jié) 零件的失效分析零件的失效分析引起材料發(fā)生斷裂的原因極其復(fù)雜，有時(shí)是由于設(shè)計(jì)計(jì)算的引起材料發(fā)生斷裂的原因極其復(fù)雜，有時(shí)是由于設(shè)計(jì)計(jì)算的承載能力小于實(shí)際工作時(shí)所施加的載荷，或者是材料的機(jī)械承載能力小于實(shí)際工作時(shí)所施加的載荷，或者是材料的機(jī)械性能未達(dá)到預(yù)定的要求（可能是由于熱處理工藝不當(dāng)引起），性能未達(dá)到預(yù)定的要求（可能是由于熱處理工藝不當(dāng)引起

11、），或是短時(shí)間過(guò)載，由于上述原因，零件或工具在工作時(shí)就容或是短時(shí)間過(guò)載，由于上述原因，零件或工具在工作時(shí)就容易發(fā)生斷裂。但是往往是零件或工具在工作時(shí)的承載能力比易發(fā)生斷裂。但是往往是零件或工具在工作時(shí)的承載能力比設(shè)計(jì)時(shí)允許的承載能力小得多時(shí)，也會(huì)發(fā)生斷裂現(xiàn)象。世界設(shè)計(jì)時(shí)允許的承載能力小得多時(shí)，也會(huì)發(fā)生斷裂現(xiàn)象。世界上發(fā)生過(guò)的多次重大斷裂事故都是如此。例如上發(fā)生過(guò)的多次重大斷裂事故都是如此。例如1943年年1月，月，美國(guó)的一艘油輪停泊在裝貨碼頭時(shí)，突然斷裂成兩半，當(dāng)時(shí)美國(guó)的一艘油輪停泊在裝貨碼頭時(shí)，突然斷裂成兩半，當(dāng)時(shí)甲板的應(yīng)力僅為甲板的應(yīng)力僅為700N/mm2，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于船板鋼的承載能力。，遠(yuǎn)遠(yuǎn)

12、低于船板鋼的承載能力。產(chǎn)生這種斷裂的原因很多，如金屬材料內(nèi)部組織的變化和微產(chǎn)生這種斷裂的原因很多，如金屬材料內(nèi)部組織的變化和微裂紋的擴(kuò)展、疲勞應(yīng)力、蠕變等。實(shí)際上金屬零件的斷裂并裂紋的擴(kuò)展、疲勞應(yīng)力、蠕變等。實(shí)際上金屬零件的斷裂并不是某種單一因素所造成的，往往是幾種因素共同作用的結(jié)不是某種單一因素所造成的，往往是幾種因素共同作用的結(jié)果，它涉及零件金屬材料的成份、組織、加工制造和運(yùn)行條果，它涉及零件金屬材料的成份、組織、加工制造和運(yùn)行條件等一系列問(wèn)題。件等一系列問(wèn)題。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回整理課件第一節(jié)第一節(jié) 零件的失效分析零件的失效分析3表面損傷失效表面損傷失效零件或工具在工作過(guò)程中，可能會(huì)由于機(jī)

13、械和（或）化學(xué)的零件或工具在工作過(guò)程中，可能會(huì)由于機(jī)械和（或）化學(xué)的作用，使工件表面及表面附近的材料受到嚴(yán)重?fù)p傷，以致不作用，使工件表面及表面附近的材料受到嚴(yán)重?fù)p傷，以致不能工作，這種基本上局限于表面層的失效形式，稱為表面損能工作，這種基本上局限于表面層的失效形式，稱為表面損傷失效。表面損傷失效是一種很復(fù)雜的現(xiàn)象，有很多類型，傷失效。表面損傷失效是一種很復(fù)雜的現(xiàn)象，有很多類型，大致可以分為大致可以分為3大類，即磨損失效、腐蝕失效及表面疲勞失大類，即磨損失效、腐蝕失效及表面疲勞失效。效。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回整理課件第一節(jié)第一節(jié) 零件的失效分析零件的失效分析1）磨損失效）磨損失效磨損主要是在機(jī)械力的

14、作用下，相對(duì)運(yùn)動(dòng)的接觸表面的材料磨損主要是在機(jī)械力的作用下，相對(duì)運(yùn)動(dòng)的接觸表面的材料以細(xì)屑形式逐漸磨損，而使零件或工具的尺寸不斷變小的一以細(xì)屑形式逐漸磨損，而使零件或工具的尺寸不斷變小的一種失效方式。例如刀具的變鈍，軸在滑動(dòng)軸承支承處的軸頸種失效方式。例如刀具的變鈍，軸在滑動(dòng)軸承支承處的軸頸尺寸減小等都是磨損現(xiàn)象。單位時(shí)間內(nèi)（或單位行程、每轉(zhuǎn)）尺寸減小等都是磨損現(xiàn)象。單位時(shí)間內(nèi)（或單位行程、每轉(zhuǎn)）材料的磨損量（或尺寸）稱為磨損率。磨損率越小，則材料材料的磨損量（或尺寸）稱為磨損率。磨損率越小，則材料的耐磨性就越好。反之，則材料的耐磨性就越差。的耐磨性就越好。反之，則材料的耐磨性就越差。在相對(duì)運(yùn)

15、動(dòng)物體的摩擦表面，磨損現(xiàn)象總是要發(fā)生的，只有在相對(duì)運(yùn)動(dòng)物體的摩擦表面，磨損現(xiàn)象總是要發(fā)生的，只有當(dāng)磨損量超過(guò)一定值以后，零件或工具才會(huì)失效或報(bào)廢。因當(dāng)磨損量超過(guò)一定值以后，零件或工具才會(huì)失效或報(bào)廢。因此金屬材料的耐磨性高（即磨損率?。?，則零件的使用壽命此金屬材料的耐磨性高（即磨損率?。?，則零件的使用壽命就長(zhǎng)。所以零件和設(shè)備的精度和壽命在很大程度上決定于材就長(zhǎng)。所以零件和設(shè)備的精度和壽命在很大程度上決定于材料的耐磨性。根據(jù)有關(guān)資料的統(tǒng)計(jì)，有料的耐磨性。根據(jù)有關(guān)資料的統(tǒng)計(jì)，有70的機(jī)器是由于過(guò)的機(jī)器是由于過(guò)量的磨損而失效的。量的磨損而失效的。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回整理課件第一節(jié)第一節(jié) 零件的失效分析零

16、件的失效分析2）腐蝕失效）腐蝕失效腐蝕失效是由于化學(xué)或電化學(xué)腐蝕作用造成的零件或工具的腐蝕失效是由于化學(xué)或電化學(xué)腐蝕作用造成的零件或工具的失效。大多數(shù)腐蝕都發(fā)生在表面，或從表面開始，因此被歸失效。大多數(shù)腐蝕都發(fā)生在表面，或從表面開始，因此被歸類于表面損傷失效。通常所說(shuō)的金屬表面生銹，就是腐蝕的類于表面損傷失效。通常所說(shuō)的金屬表面生銹，就是腐蝕的一種類型。金屬的腐蝕是非常普遍的現(xiàn)象，機(jī)器、廠房、船一種類型。金屬的腐蝕是非常普遍的現(xiàn)象，機(jī)器、廠房、船舶、鋼軌、橋梁和管道等，在大氣、海水、土壤和化工原料舶、鋼軌、橋梁和管道等，在大氣、海水、土壤和化工原料等作用下，再加機(jī)械應(yīng)力、磨損、輻射和微生物等各

17、種因素等作用下，再加機(jī)械應(yīng)力、磨損、輻射和微生物等各種因素聯(lián)合作用，會(huì)使金屬每時(shí)每刻都發(fā)生損失而造成它們的破壞。聯(lián)合作用，會(huì)使金屬每時(shí)每刻都發(fā)生損失而造成它們的破壞。金屬的腐蝕可以是整個(gè)表面的全面性腐蝕，也可以是局部腐金屬的腐蝕可以是整個(gè)表面的全面性腐蝕，也可以是局部腐蝕和晶間腐蝕等。腐蝕造成金屬材料的損耗，引起零件尺寸蝕和晶間腐蝕等。腐蝕造成金屬材料的損耗，引起零件尺寸和性能變化，最后導(dǎo)致失效。和性能變化，最后導(dǎo)致失效。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回整理課件第一節(jié)第一節(jié) 零件的失效分析零件的失效分析金屬腐蝕給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)的損失是非常巨大的，據(jù)有關(guān)資料金屬腐蝕給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)的損失是非常巨大的，據(jù)有關(guān)資料介

18、紹，全世界因腐蝕而報(bào)廢的鋼鐵相當(dāng)于年產(chǎn)量的介紹，全世界因腐蝕而報(bào)廢的鋼鐵相當(dāng)于年產(chǎn)量的30。由。由于腐蝕要給各種設(shè)備增加大量的維修費(fèi)，腐蝕也常引起嚴(yán)重于腐蝕要給各種設(shè)備增加大量的維修費(fèi)，腐蝕也常引起嚴(yán)重的事故，迫使工廠停工，或者引起爆炸和環(huán)境污染等，美國(guó)的事故，迫使工廠停工，或者引起爆炸和環(huán)境污染等，美國(guó)1978年調(diào)查結(jié)果表明，由于腐蝕事故所造成的直接經(jīng)濟(jì)損年調(diào)查結(jié)果表明，由于腐蝕事故所造成的直接經(jīng)濟(jì)損失約失約700億美元，占國(guó)民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的億美元，占國(guó)民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的4。1975美國(guó)由美國(guó)由于水災(zāi)、火災(zāi)、風(fēng)災(zāi)及地震等自然災(zāi)害，造成經(jīng)濟(jì)損失為億于水災(zāi)、火災(zāi)、風(fēng)災(zāi)及地震等自然災(zāi)害，造成經(jīng)濟(jì)損失為億

19、美元，遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于腐蝕所造成的損失。因此，如何防止金屬腐美元，遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于腐蝕所造成的損失。因此，如何防止金屬腐蝕是十分重要的工作。蝕是十分重要的工作。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回整理課件第一節(jié)第一節(jié) 零件的失效分析零件的失效分析3）表面疲勞失效）表面疲勞失效表面疲勞失效是相互接觸的兩個(gè)運(yùn)動(dòng)表面（特別是滾動(dòng)接表面疲勞失效是相互接觸的兩個(gè)運(yùn)動(dòng)表面（特別是滾動(dòng)接觸），在工作過(guò)程中承受交變接觸應(yīng)力的作用，使表面層材觸），在工作過(guò)程中承受交變接觸應(yīng)力的作用，使表面層材料發(fā)生疲勞破壞而脫落，造成零件或工具的失效。按表面疲料發(fā)生疲勞破壞而脫落，造成零件或工具的失效。按表面疲勞損傷的程度，又分麻點(diǎn)（淺層剝落）與剝落（深層剝落

20、）勞損傷的程度，又分麻點(diǎn)（淺層剝落）與剝落（深層剝落）兩種形式。實(shí)際上零件或工具的失效往往不是單一的某種形兩種形式。實(shí)際上零件或工具的失效往往不是單一的某種形式，隨著外界條件的變化，失效的形式可從一種類型轉(zhuǎn)變成式，隨著外界條件的變化，失效的形式可從一種類型轉(zhuǎn)變成另一種類型，例如，齒輪的失效形式可能有斷齒、齒形的變另一種類型，例如，齒輪的失效形式可能有斷齒、齒形的變形、齒面的磨損和點(diǎn)蝕等。究竟發(fā)生哪一種類型的失效，決形、齒面的磨損和點(diǎn)蝕等。究竟發(fā)生哪一種類型的失效，決定于多方面的因素，必須根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行具體的分析。定于多方面的因素，必須根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行具體的分析。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回整理課件第一

21、節(jié)第一節(jié) 零件的失效分析零件的失效分析二、零件的失效原因二、零件的失效原因1設(shè)計(jì)原因設(shè)計(jì)原因?qū)α慵墓ぷ鳁l件（受力性質(zhì)、大小、溫度、濕度、環(huán)境等）對(duì)零件的工作條件（受力性質(zhì)、大小、溫度、濕度、環(huán)境等）估計(jì)錯(cuò)誤，安全系數(shù)過(guò)小、計(jì)算錯(cuò)誤等，容易使零件的性能估計(jì)錯(cuò)誤，安全系數(shù)過(guò)小、計(jì)算錯(cuò)誤等，容易使零件的性能滿足不了要求而失效；零件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸等設(shè)計(jì)不合理，滿足不了要求而失效；零件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸等設(shè)計(jì)不合理，容易造成應(yīng)力集中，局部超載而造成失效。容易造成應(yīng)力集中，局部超載而造成失效。2選材問(wèn)題選材問(wèn)題選擇材料錯(cuò)誤，容易造成所選材料的性能不能滿足使用要求；選擇材料錯(cuò)誤，容易造成所選材料的性能不能

22、滿足使用要求；所選材料質(zhì)量不合格等原因引起零件的失效。所選材料質(zhì)量不合格等原因引起零件的失效。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回整理課件第一節(jié)第一節(jié) 零件的失效分析零件的失效分析3加工工藝不當(dāng)加工工藝不當(dāng)零件在加工過(guò)程中，由于采用的工藝方法、工藝參數(shù)、技術(shù)零件在加工過(guò)程中，由于采用的工藝方法、工藝參數(shù)、技術(shù)措施不正確，可能產(chǎn)生鑄造缺陷、鍛造缺陷、焊接缺陷、切措施不正確，可能產(chǎn)生鑄造缺陷、鍛造缺陷、焊接缺陷、切削加工缺陷和熱處理缺陷，造成零件的失效。削加工缺陷和熱處理缺陷，造成零件的失效。4安裝使用不正確安裝使用不正確機(jī)械在裝配、安裝過(guò)程中不按技術(shù)要求，使用過(guò)程中不按規(guī)機(jī)械在裝配、安裝過(guò)程中不按技術(shù)要求，使用過(guò)

23、程中不按規(guī)程操作、保養(yǎng)、維修，超載使用等均可能造成零件失效。程操作、保養(yǎng)、維修，超載使用等均可能造成零件失效?？傊?，分析失效原因是一項(xiàng)復(fù)雜、細(xì)致的工作，必須從多方總之，分析失效原因是一項(xiàng)復(fù)雜、細(xì)致的工作，必須從多方面綜合分析來(lái)確定失效原因，為正確設(shè)計(jì)、合理選材、改進(jìn)面綜合分析來(lái)確定失效原因，為正確設(shè)計(jì)、合理選材、改進(jìn)工藝提供可靠的依據(jù)。工藝提供可靠的依據(jù)。上一頁(yè)返回整理課件第二節(jié)第二節(jié) 零件材料的選用零件材料的選用一、選材原則一、選材原則選材時(shí)，必須考慮其使用性、工藝性及經(jīng)濟(jì)性，因此，一般選材時(shí)，必須考慮其使用性、工藝性及經(jīng)濟(jì)性，因此，一般應(yīng)遵循以下應(yīng)遵循以下3條原則。條原則。1材料性能應(yīng)滿足

24、使用要求材料性能應(yīng)滿足使用要求選材時(shí)，首先要考慮零件在使用中的安全可靠、經(jīng)久耐用。選材時(shí)，首先要考慮零件在使用中的安全可靠、經(jīng)久耐用。這就需要知道這個(gè)零件的功用、受力狀況及具體工作條件，這就需要知道這個(gè)零件的功用、受力狀況及具體工作條件，只有這樣才能合理地選用材料。只有這樣才能合理地選用材料。下一頁(yè)返回整理課件第二節(jié)第二節(jié) 零件材料的選用零件材料的選用2材料應(yīng)有良好的工藝性能材料應(yīng)有良好的工藝性能工藝性是指材料是否容易加工成形的性能，包括鑄造性、鍛工藝性是指材料是否容易加工成形的性能，包括鑄造性、鍛壓性、可焊性、切削性等。良好的工藝性能不僅可以保證零壓性、可焊性、切削性等。良好的工藝性能不僅可

25、以保證零件的質(zhì)量，而且有利于提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本。一般說(shuō)件的質(zhì)量，而且有利于提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本。一般說(shuō)來(lái)，在鑄造時(shí)要求流動(dòng)性好、收縮性要小，鍛造時(shí)要求塑性來(lái)，在鑄造時(shí)要求流動(dòng)性好、收縮性要小，鍛造時(shí)要求塑性好、變形抗力要小，在切削加工時(shí)，切削阻力要小，硬度不好、變形抗力要小，在切削加工時(shí)，切削阻力要小，硬度不能太高，熱處理時(shí)要求淬透性好、變形開裂、氧化脫碳傾向能太高，熱處理時(shí)要求淬透性好、變形開裂、氧化脫碳傾向要小等。要小等。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回整理課件第二節(jié)第二節(jié) 零件材料的選用零件材料的選用3材料的經(jīng)濟(jì)性要好材料的經(jīng)濟(jì)性要好在滿足前兩條原則的前提下，要力求節(jié)約，防止浪費(fèi)，做好在滿足

26、前兩條原則的前提下，要力求節(jié)約，防止浪費(fèi)，做好廢舊利用，能用鑄鐵的不用鋼材，能用碳鋼的不用合金鋼，廢舊利用，能用鑄鐵的不用鋼材，能用碳鋼的不用合金鋼，能用低合金鋼的不用高合金鋼，能用國(guó)產(chǎn)鋼的不用進(jìn)口鋼，能用低合金鋼的不用高合金鋼，能用國(guó)產(chǎn)鋼的不用進(jìn)口鋼，有庫(kù)存鋼能用就不要外購(gòu)，并充分考慮有庫(kù)存鋼能用就不要外購(gòu)，并充分考慮“以鑄代鍛以鑄代鍛”“”“以鐵以鐵代鋼代鋼”的可能性。的可能性。材料的經(jīng)濟(jì)性一方面反映在原材料的價(jià)格上，另一方面還反材料的經(jīng)濟(jì)性一方面反映在原材料的價(jià)格上，另一方面還反映在工藝成本上，選材時(shí)還應(yīng)考慮工廠的生產(chǎn)特點(diǎn)，設(shè)備條映在工藝成本上，選材時(shí)還應(yīng)考慮工廠的生產(chǎn)特點(diǎn)，設(shè)備條件，技

27、術(shù)水平等現(xiàn)實(shí)情況，在確保滿足零件主要要求的前提件，技術(shù)水平等現(xiàn)實(shí)情況，在確保滿足零件主要要求的前提下，兼顧其余要求，綜合考慮進(jìn)行選材。下，兼顧其余要求，綜合考慮進(jìn)行選材。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回整理課件第二節(jié)第二節(jié) 零件材料的選用零件材料的選用二、選材方法二、選材方法選材要用抓主要矛盾的方法。大多數(shù)零件都是在多種應(yīng)力條選材要用抓主要矛盾的方法。大多數(shù)零件都是在多種應(yīng)力條件下進(jìn)行工作的，而每個(gè)零件的受力狀況又因零件的工作條件下進(jìn)行工作的，而每個(gè)零件的受力狀況又因零件的工作條件不同而不一樣。在選材時(shí)要善于抓主要矛盾，即找出其中件不同而不一樣。在選材時(shí)要善于抓主要矛盾，即找出其中最主要的，起決定性作用的性

28、能要求，作為選材的主要依據(jù)，最主要的，起決定性作用的性能要求，作為選材的主要依據(jù)，兼顧其他的性能要求，這就是選材的基本方法。下面是生產(chǎn)兼顧其他的性能要求，這就是選材的基本方法。下面是生產(chǎn)中最常見(jiàn)的選材方法簡(jiǎn)介。中最常見(jiàn)的選材方法簡(jiǎn)介。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回整理課件第二節(jié)第二節(jié) 零件材料的選用零件材料的選用1以綜合機(jī)械性能為主的選材以綜合機(jī)械性能為主的選材一般軸、桿、套類零件在工作時(shí)，往往同時(shí)承受靜、動(dòng)載荷一般軸、桿、套類零件在工作時(shí)，往往同時(shí)承受靜、動(dòng)載荷的作用，這類零件同時(shí)要求有較高的強(qiáng)度和較好的韌性?？傻淖饔?，這類零件同時(shí)要求有較高的強(qiáng)度和較好的韌性?？筛鶕?jù)零件受力的大小選擇中碳鋼或合金調(diào)質(zhì)鋼

29、（如根據(jù)零件受力的大小選擇中碳鋼或合金調(diào)質(zhì)鋼（如45、40Cr、40MnB等）進(jìn)行正火或調(diào)質(zhì)處理。等）進(jìn)行正火或調(diào)質(zhì)處理。2以疲勞強(qiáng)度為主的選材以疲勞強(qiáng)度為主的選材在各種交變應(yīng)力和沖擊載荷作用下，由于疲勞破壞造成斷裂，在各種交變應(yīng)力和沖擊載荷作用下，由于疲勞破壞造成斷裂，是最常見(jiàn)的破壞形式，疲勞破壞的最大應(yīng)力比抗拉強(qiáng)度小得是最常見(jiàn)的破壞形式，疲勞破壞的最大應(yīng)力比抗拉強(qiáng)度小得多，有時(shí)甚至低于屈服強(qiáng)度，如各種彈簧的破壞，幾乎都是多，有時(shí)甚至低于屈服強(qiáng)度，如各種彈簧的破壞，幾乎都是疲勞破壞。實(shí)踐證明，材料抗拉強(qiáng)度越大，疲勞強(qiáng)度就越大。疲勞破壞。實(shí)踐證明，材料抗拉強(qiáng)度越大，疲勞強(qiáng)度就越大。在強(qiáng)度相同的

30、條件下，回火組織比正火、退火組織具有較高在強(qiáng)度相同的條件下，回火組織比正火、退火組織具有較高的疲勞強(qiáng)度，一般采用中高碳鋼及其合金鋼（如的疲勞強(qiáng)度，一般采用中高碳鋼及其合金鋼（如60、65、60Si2Mn）采用淬火及中溫回火處理，以提高疲勞強(qiáng)度。）采用淬火及中溫回火處理，以提高疲勞強(qiáng)度。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回整理課件第二節(jié)第二節(jié) 零件材料的選用零件材料的選用3以磨損為主的選材以磨損為主的選材各種刀具、量具、鉆套、頂尖等在工作中是受力較小而磨損各種刀具、量具、鉆套、頂尖等在工作中是受力較小而磨損大，要求硬而耐磨，常用高碳鋼和合金工具鋼（如大，要求硬而耐磨，常用高碳鋼和合金工具鋼（如T10、9CrSi）

31、制造，經(jīng)淬火及低溫回火處理，獲得高硬度的回火）制造，經(jīng)淬火及低溫回火處理，獲得高硬度的回火馬氏體組織，以滿足耐磨要求。馬氏體組織，以滿足耐磨要求。對(duì)一些磨損大而又承受較大沖擊載荷的零件（如采煤機(jī)組和對(duì)一些磨損大而又承受較大沖擊載荷的零件（如采煤機(jī)組和運(yùn)輸機(jī)減速箱齒輪）常用低碳鋼或合金滲碳鋼（如運(yùn)輸機(jī)減速箱齒輪）常用低碳鋼或合金滲碳鋼（如15、20Cr、20MnVB、20CrMnTi）進(jìn)行滲碳淬火再經(jīng)低溫回）進(jìn)行滲碳淬火再經(jīng)低溫回火處理，以獲得中心韌性好而表面硬且耐磨的零件?；鹛幚恚垣@得中心韌性好而表面硬且耐磨的零件。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回整理課件第二節(jié)第二節(jié) 零件材料的選用零件材料的選用三、選材

32、的基本步驟三、選材的基本步驟（1）分析零件的工作條件、失效形式，確定零件的使用性）分析零件的工作條件、失效形式，確定零件的使用性能和工藝性能等相關(guān)性能。能和工藝性能等相關(guān)性能。（2）從使用性能、加工工藝、原材料工藝等方面，對(duì)同類）從使用性能、加工工藝、原材料工藝等方面，對(duì)同類產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)研，分析選材的合理性。產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)研，分析選材的合理性。（3）找出關(guān)鍵的性能要求，通過(guò)力學(xué)計(jì)算或試驗(yàn)，確定零）找出關(guān)鍵的性能要求，通過(guò)力學(xué)計(jì)算或試驗(yàn)，確定零件應(yīng)具有的力學(xué)性能判據(jù)或理化性能指標(biāo)。件應(yīng)具有的力學(xué)性能判據(jù)或理化性能指標(biāo)。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回整理課件第二節(jié)第二節(jié) 零件材料的選用零件材料的選用（4）結(jié)合材料的

33、工藝性和經(jīng)濟(jì)性，根據(jù)力學(xué)性能判據(jù)，選）結(jié)合材料的工藝性和經(jīng)濟(jì)性，根據(jù)力學(xué)性能判據(jù)，選擇合適的材料，確定熱處理方法或其他強(qiáng)化方法。擇合適的材料，確定熱處理方法或其他強(qiáng)化方法。（5）對(duì)重要零件或大批生產(chǎn)的零件，應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)，以檢驗(yàn)）對(duì)重要零件或大批生產(chǎn)的零件，應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)，以檢驗(yàn)所選材料及熱處理方法能否達(dá)到各項(xiàng)性能要求。試驗(yàn)結(jié)果符所選材料及熱處理方法能否達(dá)到各項(xiàng)性能要求。試驗(yàn)結(jié)果符合要求后，方可批量生產(chǎn)。合要求后，方可批量生產(chǎn)。上述步驟僅供練習(xí)選材時(shí)參考，并非一成不變，實(shí)際選材時(shí)上述步驟僅供練習(xí)選材時(shí)參考，并非一成不變，實(shí)際選材時(shí)應(yīng)結(jié)合零件的具體情況而定。應(yīng)結(jié)合零件的具體情況而定。上一頁(yè)返回整理課件第

34、三節(jié)第三節(jié) 熱處理的技術(shù)條件及工序位熱處理的技術(shù)條件及工序位置置一、熱處理的技術(shù)條件一、熱處理的技術(shù)條件設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)零件的性能要求，在圖紙上標(biāo)明材料牌號(hào)，并設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)零件的性能要求，在圖紙上標(biāo)明材料牌號(hào)，并相應(yīng)注明熱處理的技術(shù)條件，其內(nèi)容包括最后熱處理方法及相應(yīng)注明熱處理的技術(shù)條件，其內(nèi)容包括最后熱處理方法及熱處理應(yīng)達(dá)到的機(jī)械性能指標(biāo)等。供熱處理生產(chǎn)和檢驗(yàn)時(shí)用。熱處理應(yīng)達(dá)到的機(jī)械性能指標(biāo)等。供熱處理生產(chǎn)和檢驗(yàn)時(shí)用。一般在圖紙上都以硬度作為熱處理技術(shù)條件，對(duì)于滲碳零件一般在圖紙上都以硬度作為熱處理技術(shù)條件，對(duì)于滲碳零件則還應(yīng)標(biāo)注滲碳層的深度，較重要的零件應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，則還應(yīng)標(biāo)注滲碳層的深度，

35、較重要的零件應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，注明熱處理名稱、熱處理后的強(qiáng)度、硬度、塑性和韌性。有注明熱處理名稱、熱處理后的強(qiáng)度、硬度、塑性和韌性。有時(shí)還要標(biāo)注熱處理規(guī)范，甚至金相組織要求。時(shí)還要標(biāo)注熱處理規(guī)范，甚至金相組織要求。下一頁(yè)返回整理課件第三節(jié)第三節(jié) 熱處理的技術(shù)條件及工序位熱處理的技術(shù)條件及工序位置置在圖紙上標(biāo)注熱處理技術(shù)條件時(shí)，可用文字簡(jiǎn)要說(shuō)明，也可在圖紙上標(biāo)注熱處理技術(shù)條件時(shí)，可用文字簡(jiǎn)要說(shuō)明，也可用表用表7-1所列的熱處理工藝及標(biāo)準(zhǔn)方法來(lái)標(biāo)注。在標(biāo)注硬度所列的熱處理工藝及標(biāo)準(zhǔn)方法來(lái)標(biāo)注。在標(biāo)注硬度范圍時(shí)，其波動(dòng)范圍一般為：洛氏硬度在范圍時(shí)，其波動(dòng)范圍一般為：洛氏硬度在5個(gè)單位左右，布個(gè)單位左右

36、，布氏硬度在氏硬度在3040個(gè)單位。個(gè)單位。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回整理課件第三節(jié)第三節(jié) 熱處理的技術(shù)條件及工序位熱處理的技術(shù)條件及工序位置置二、熱處理工序的合理安排二、熱處理工序的合理安排根據(jù)熱處理目的和工序作用的不同，熱處理可分預(yù)備熱處理根據(jù)熱處理目的和工序作用的不同，熱處理可分預(yù)備熱處理和最終熱處理。和最終熱處理。1預(yù)備熱處理的工序位置預(yù)備熱處理的工序位置1）退火和正火）退火和正火退火和正火通常作為預(yù)備熱處理工序，一般安排在毛坯生產(chǎn)退火和正火通常作為預(yù)備熱處理工序，一般安排在毛坯生產(chǎn)之后，切削加工之前，對(duì)于精密零件，為了消除切削加工的之后，切削加工之前，對(duì)于精密零件，為了消除切削加工的殘余應(yīng)力

37、，在切削加工工序之間還應(yīng)安排去應(yīng)力退火。殘余應(yīng)力，在切削加工工序之間還應(yīng)安排去應(yīng)力退火。工藝路線應(yīng)為：毛坯生產(chǎn)（鑄、鍛、焊、沖壓等）工藝路線應(yīng)為：毛坯生產(chǎn)（鑄、鍛、焊、沖壓等）退火退火機(jī)械加工。機(jī)械加工。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回整理課件第三節(jié)第三節(jié) 熱處理的技術(shù)條件及工序位熱處理的技術(shù)條件及工序位置置2）調(diào)質(zhì)處理）調(diào)質(zhì)處理調(diào)質(zhì)處理為以后表面淬火和為易變形的精密零件的淬火作準(zhǔn)調(diào)質(zhì)處理為以后表面淬火和為易變形的精密零件的淬火作準(zhǔn)備，亦可作為最終熱處理。調(diào)質(zhì)工序一般安排在粗加工之后，備，亦可作為最終熱處理。調(diào)質(zhì)工序一般安排在粗加工之后，精加工或半精加工之前，一般的工藝路線應(yīng)為：下料精加工或半精加工之前，一

38、般的工藝路線應(yīng)為：下料鍛造鍛造正火（退火）正火（退火）機(jī)械粗加工（留余量）機(jī)械粗加工（留余量）調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)機(jī)械精加機(jī)械精加工。工。在實(shí)際生產(chǎn)中，灰鑄鐵件、鑄鋼件和某些鋼軋件、鋼鍛件經(jīng)在實(shí)際生產(chǎn)中，灰鑄鐵件、鑄鋼件和某些鋼軋件、鋼鍛件經(jīng)退火、正火或調(diào)質(zhì)后往往不再進(jìn)行最終熱處理，這時(shí)上述熱退火、正火或調(diào)質(zhì)后往往不再進(jìn)行最終熱處理，這時(shí)上述熱處理也就是最終熱處理。處理也就是最終熱處理。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回整理課件第三節(jié)第三節(jié) 熱處理的技術(shù)條件及工序位熱處理的技術(shù)條件及工序位置置2最終熱處理的工序位置最終熱處理的工序位置這類熱處理包括各種淬火、回火和化學(xué)熱處理等，零件經(jīng)這這類熱處理包括各種淬火、回火和化學(xué)熱

39、處理等，零件經(jīng)這類熱處理后硬度較高除磨削外，不適宜其他切削加工，一般類熱處理后硬度較高除磨削外，不適宜其他切削加工，一般均安排在半精加工之后，磨削之前。均安排在半精加工之后，磨削之前。1）零件整體淬火）零件整體淬火與表面淬火的工序安排基本相同。淬火件的變形、氧化、脫與表面淬火的工序安排基本相同。淬火件的變形、氧化、脫碳層應(yīng)在磨削中除去，故需留磨削余量（直徑碳層應(yīng)在磨削中除去，故需留磨削余量（直徑200mm以下，以下，長(zhǎng)度長(zhǎng)度1 000mm以下的淬火件，磨削余量一般為以下的淬火件，磨削余量一般為）。至于表面淬火件，為了提高芯部機(jī)械性能及獲得細(xì)馬氏）。至于表面淬火件，為了提高芯部機(jī)械性能及獲得細(xì)馬

40、氏體的表層組織，常需進(jìn)行正火或調(diào)質(zhì)處理。由于表面淬火零體的表層組織，常需進(jìn)行正火或調(diào)質(zhì)處理。由于表面淬火零件變形小，所留磨削余量要比整體淬火零件少。件變形小，所留磨削余量要比整體淬火零件少。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回整理課件第三節(jié)第三節(jié) 熱處理的技術(shù)條件及工序位熱處理的技術(shù)條件及工序位置置整體淬火零件工藝路線為：下料整體淬火零件工藝路線為：下料鍛造鍛造退火（正火）退火（正火）機(jī)機(jī)械粗（半精）加工械粗（半精）加工淬火、回火淬火、回火磨削。磨削。感應(yīng)加熱表面淬火零件工藝路線為：下料感應(yīng)加熱表面淬火零件工藝路線為：下料鍛造鍛造退火（正退火（正火）火）機(jī)械粗加工機(jī)械粗加工調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)機(jī)械半精加工機(jī)械半精加工感應(yīng)表

41、面淬火、感應(yīng)表面淬火、回火回火磨削。磨削。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回整理課件第三節(jié)第三節(jié) 熱處理的技術(shù)條件及工序位熱處理的技術(shù)條件及工序位置置2）滲碳的工序位置）滲碳的工序位置滲碳分整體滲碳與局部滲碳兩種。當(dāng)零件局部不進(jìn)行滲碳時(shí)，滲碳分整體滲碳與局部滲碳兩種。當(dāng)零件局部不進(jìn)行滲碳時(shí)，應(yīng)在圖紙上予以注明。應(yīng)在圖紙上予以注明。該部位可鍍銅以防止?jié)B碳，或采取多留余量的方法，待零件該部位可鍍銅以防止?jié)B碳，或采取多留余量的方法，待零件滲碳后淬火之前再去掉該處滲碳層。滲碳零件的工藝路線為：滲碳后淬火之前再去掉該處滲碳層。滲碳零件的工藝路線為：上一頁(yè) 下一頁(yè)返回整理課件第三節(jié)第三節(jié) 熱處理的技術(shù)條件及工序位熱處理的

42、技術(shù)條件及工序位置置3）氮化處理的工序位置）氮化處理的工序位置氮化處理溫度低、變形小，氮化層硬而薄，因而其工序應(yīng)盡氮化處理溫度低、變形小，氮化層硬而薄，因而其工序應(yīng)盡量靠后，一般氮化后只需研磨或精磨。因切削加工時(shí)產(chǎn)生殘量靠后，一般氮化后只需研磨或精磨。因切削加工時(shí)產(chǎn)生殘余應(yīng)力引起氮化零件變形，故在氮化前常進(jìn)行去應(yīng)力退火。余應(yīng)力引起氮化零件變形，故在氮化前常進(jìn)行去應(yīng)力退火。又因氮化層薄而脆，芯部必須有較高的強(qiáng)度才能承受載荷，又因氮化層薄而脆，芯部必須有較高的強(qiáng)度才能承受載荷，故一般應(yīng)先進(jìn)行調(diào)質(zhì)，使其形成細(xì)密、均勻的回火索氏體，故一般應(yīng)先進(jìn)行調(diào)質(zhì)，使其形成細(xì)密、均勻的回火索氏體，以提高芯部機(jī)械性能

43、與氮化層質(zhì)量。以提高芯部機(jī)械性能與氮化層質(zhì)量。氮化零件的工藝路線為：下料氮化零件的工藝路線為：下料鍛造鍛造退火退火機(jī)械（粗）加機(jī)械（粗）加工工調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)機(jī)械（精）加工機(jī)械（精）加工去應(yīng)力退火去應(yīng)力退火粗磨粗磨氮化氮化精精磨或研磨。磨或研磨。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回整理課件第三節(jié)第三節(jié) 熱處理的技術(shù)條件及工序位熱處理的技術(shù)條件及工序位置置對(duì)需精磨的氮化零件，精磨時(shí)直徑應(yīng)留余量為；對(duì)需研磨對(duì)需精磨的氮化零件，精磨時(shí)直徑應(yīng)留余量為；對(duì)需研磨的氮化零件，則只留余量。對(duì)不需要氮化的部位應(yīng)鍍錫（或的氮化零件，則只留余量。對(duì)不需要氮化的部位應(yīng)鍍錫（或鍍銅）保護(hù)，也可留除鍍銅）保護(hù)，也可留除1mm剩余量，氮化后再磨去

44、。剩余量，氮化后再磨去。對(duì)于精密零件，可進(jìn)行時(shí)效消除應(yīng)力，以穩(wěn)定尺寸和減少變對(duì)于精密零件，可進(jìn)行時(shí)效消除應(yīng)力，以穩(wěn)定尺寸和減少變形。時(shí)效一般安排在粗磨和精磨之間。對(duì)精度要求很高的零形。時(shí)效一般安排在粗磨和精磨之間。對(duì)精度要求很高的零件，可進(jìn)行多次時(shí)效處理。件，可進(jìn)行多次時(shí)效處理。上一頁(yè)返回整理課件第四節(jié)第四節(jié) 典型零件的選材及熱處理典型零件的選材及熱處理一、齒輪類零件一、齒輪類零件1齒輪的作用齒輪的作用齒輪的主要作用是傳遞扭矩、調(diào)節(jié)速度、改變運(yùn)動(dòng)方向。齒輪的主要作用是傳遞扭矩、調(diào)節(jié)速度、改變運(yùn)動(dòng)方向。2工作條件工作條件（1）一對(duì)相互嚙合的齒輪，是通過(guò)齒面的接觸、滑動(dòng)傳遞）一對(duì)相互嚙合的齒輪，是

45、通過(guò)齒面的接觸、滑動(dòng)傳遞動(dòng)力，所以齒根受很大交變彎曲應(yīng)力作用、齒面受較大接觸動(dòng)力，所以齒根受很大交變彎曲應(yīng)力作用、齒面受較大接觸應(yīng)力并有強(qiáng)烈的摩擦和磨損。應(yīng)力并有強(qiáng)烈的摩擦和磨損。（2）在換擋、啟動(dòng)、嚙合不良時(shí)，承受一定的沖擊載荷。）在換擋、啟動(dòng)、嚙合不良時(shí)，承受一定的沖擊載荷。下一頁(yè)返回整理課件第四節(jié)第四節(jié) 典型零件的選材及熱處理典型零件的選材及熱處理3失效形式失效形式常見(jiàn)的失效形式有輪齒折斷、齒面磨損、齒面剝落、齒面點(diǎn)常見(jiàn)的失效形式有輪齒折斷、齒面磨損、齒面剝落、齒面點(diǎn)蝕、過(guò)載斷裂等。蝕、過(guò)載斷裂等。4力學(xué)性能要求力學(xué)性能要求（1）高的彎曲疲勞強(qiáng)度。）高的彎曲疲勞強(qiáng)度。（2）齒面應(yīng)具有高的

46、接觸疲勞強(qiáng)度、高的硬度和耐磨性。）齒面應(yīng)具有高的接觸疲勞強(qiáng)度、高的硬度和耐磨性。（3）齒輪芯部應(yīng)具有良好的綜合力學(xué)性能或較好的強(qiáng)韌性。）齒輪芯部應(yīng)具有良好的綜合力學(xué)性能或較好的強(qiáng)韌性。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回整理課件第四節(jié)第四節(jié) 典型零件的選材及熱處理典型零件的選材及熱處理5齒輪零件常用材料及熱處理齒輪零件常用材料及熱處理（1）中碳鋼和中碳合金鋼。一般承載不大的低、中速傳動(dòng)）中碳鋼和中碳合金鋼。一般承載不大的低、中速傳動(dòng)齒輪，常選用齒輪，常選用40、45、40Cr、40MnB鋼等，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理鋼等，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理或正火（要求不高時(shí)）達(dá)到性能要求（較好的綜合力學(xué)性或正火（要求不高時(shí)）達(dá)到性能要求（較好的綜合

47、力學(xué)性能）。經(jīng)表面淬火、低溫回火，表面硬度可達(dá)能）。經(jīng)表面淬火、低溫回火，表面硬度可達(dá)HRC5258，具有較高的耐磨性。這類齒輪不能承受較大的沖擊載荷。具有較高的耐磨性。這類齒輪不能承受較大的沖擊載荷。（2）低碳鋼和低碳合金鋼。承受較大沖擊載荷的重載高速）低碳鋼和低碳合金鋼。承受較大沖擊載荷的重載高速齒輪一般選用齒輪一般選用20Cr、20CrMnTi、20MnVB、18Cr2Ni4WA鋼等，個(gè)別要求不高的也可選用鋼等，個(gè)別要求不高的也可選用20鋼。經(jīng)滲鋼。經(jīng)滲碳 、 淬 火 、 低 溫 回 火 ， 可 使 齒 面 獲 得 很 高 的 硬 度碳 、 淬 火 、 低 溫 回 火 ， 可 使 齒 面

48、 獲 得 很 高 的 硬 度（HRC5862）和耐磨性，芯部具有較高的強(qiáng)度和韌性。）和耐磨性，芯部具有較高的強(qiáng)度和韌性。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回整理課件第四節(jié)第四節(jié) 典型零件的選材及熱處理典型零件的選材及熱處理（3）對(duì)直徑較大（）對(duì)直徑較大（400600mm）、形狀復(fù)雜的齒）、形狀復(fù)雜的齒輪毛坯，難以鍛造成形時(shí)，可采用鑄鋼，如輪毛坯，難以鍛造成形時(shí)，可采用鑄鋼，如ZG270-500、ZG310-570等。等。（4）對(duì)一些輕載、低速、不受沖擊、精度要求不高的不太）對(duì)一些輕載、低速、不受沖擊、精度要求不高的不太重要的齒輪，采用灰鑄鐵，如重要的齒輪，采用灰鑄鐵，如HT200、HT250、HT300等?；诣T

49、鐵多用于開式傳動(dòng)；在閉式傳動(dòng)中，可用球墨鑄鐵等?；诣T鐵多用于開式傳動(dòng)；在閉式傳動(dòng)中，可用球墨鑄鐵代替鑄鋼制造齒輪，如代替鑄鋼制造齒輪，如QT600-3、QT500-7等。等。（5）對(duì)儀表中某些在腐蝕介質(zhì)中工作的輕載齒輪，可采用）對(duì)儀表中某些在腐蝕介質(zhì)中工作的輕載齒輪，可采用黃銅、鋁青銅、錫青銅、硅青銅等有色金屬；對(duì)受力不大的黃銅、鋁青銅、錫青銅、硅青銅等有色金屬；對(duì)受力不大的儀器、儀表齒輪，在無(wú)潤(rùn)滑條件下工作的小齒輪，可采用尼儀器、儀表齒輪，在無(wú)潤(rùn)滑條件下工作的小齒輪，可采用尼龍、龍、ABS、聚甲醛等工程塑料制造。、聚甲醛等工程塑料制造。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回整理課件第四節(jié)第四節(jié) 典型零件的選材及

50、熱處理典型零件的選材及熱處理6齒輪零件選材舉例齒輪零件選材舉例（1）機(jī)床齒輪。圖）機(jī)床齒輪。圖7-1是臥式車床主軸箱三聯(lián)滑移齒輪，用是臥式車床主軸箱三聯(lián)滑移齒輪，用于傳遞扭矩和調(diào)節(jié)速度。于傳遞扭矩和調(diào)節(jié)速度。工作時(shí)，撥動(dòng)主軸箱的外手柄使該齒輪在軸上滑移，利用與工作時(shí)，撥動(dòng)主軸箱的外手柄使該齒輪在軸上滑移，利用與不同齒數(shù)的齒輪嚙合，獲得不同的轉(zhuǎn)速。該齒輪承載不大，不同齒數(shù)的齒輪嚙合，獲得不同的轉(zhuǎn)速。該齒輪承載不大，工作比較平穩(wěn)，沖擊不大，可選用中碳鋼制造。由于該齒輪工作比較平穩(wěn)，沖擊不大，可選用中碳鋼制造。由于該齒輪較厚，考慮到淬透性問(wèn)題，選用較厚，考慮到淬透性問(wèn)題，選用40Cr鋼較為合適。鋼較

51、為合適。其工藝路線為：下料其工藝路線為：下料鍛造鍛造正火正火粗加工粗加工調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)精加工精加工輪齒感應(yīng)淬火輪齒感應(yīng)淬火+低溫回火低溫回火精磨。精磨。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回整理課件第四節(jié)第四節(jié) 典型零件的選材及熱處理典型零件的選材及熱處理正火是預(yù)先熱處理，可消除鍛造產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，調(diào)整硬度正火是預(yù)先熱處理，可消除鍛造產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，調(diào)整硬度便于機(jī)械加工，細(xì)化晶粒、改善組織；調(diào)質(zhì)可使齒輪獲得較便于機(jī)械加工，細(xì)化晶粒、改善組織；調(diào)質(zhì)可使齒輪獲得較高的綜合力學(xué)性能，改善芯部的強(qiáng)度和韌性，使齒輪能承受高的綜合力學(xué)性能，改善芯部的強(qiáng)度和韌性，使齒輪能承受較大的交變彎曲應(yīng)力和一定的沖擊力；感應(yīng)淬火可提高齒面較大的

52、交變彎曲應(yīng)力和一定的沖擊力；感應(yīng)淬火可提高齒面的硬度、耐磨性和接觸疲勞強(qiáng)度；低溫回火可消除淬火應(yīng)力、的硬度、耐磨性和接觸疲勞強(qiáng)度；低溫回火可消除淬火應(yīng)力、防止產(chǎn)生磨削裂紋、提高抗沖能力。防止產(chǎn)生磨削裂紋、提高抗沖能力。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回整理課件第四節(jié)第四節(jié) 典型零件的選材及熱處理典型零件的選材及熱處理（2）汽車齒輪。圖）汽車齒輪。圖7-2是解放牌汽車的變速箱中的齒輪，其是解放牌汽車的變速箱中的齒輪，其任務(wù)是將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞到后輪，承受重載和大的沖擊力，任務(wù)是將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞到后輪，承受重載和大的沖擊力，工 作 條 件 比 機(jī) 床 齒 輪 復(fù) 雜 ， 要 求 齒 面 具 有 高 的 硬 度工

53、 作 條 件 比 機(jī) 床 齒 輪 復(fù) 雜 ， 要 求 齒 面 具 有 高 的 硬 度（HRC6062）和耐磨性、齒芯部具有高的強(qiáng)度和優(yōu)良的）和耐磨性、齒芯部具有高的強(qiáng)度和優(yōu)良的韌性，考慮到滲碳工藝性的要求和淬透性的問(wèn)題，可選用韌性，考慮到滲碳工藝性的要求和淬透性的問(wèn)題，可選用20CrMnTi鋼。鋼。其工藝路線為：下料其工藝路線為：下料鍛造鍛造正火正火粗加工、半精加工粗加工、半精加工滲滲碳碳淬火淬火+低溫回火低溫回火噴丸噴丸校正花鍵孔校正花鍵孔精磨齒。精磨齒。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回整理課件第四節(jié)第四節(jié) 典型零件的選材及熱處理典型零件的選材及熱處理滲碳是為了提高表層的碳含量。淬火是為了使表層獲得高碳滲

54、碳是為了提高表層的碳含量。淬火是為了使表層獲得高碳馬氏體和碳化物，具有高的硬度（馬氏體和碳化物，具有高的硬度（HRC5862）、耐磨性）、耐磨性和疲勞強(qiáng)度。芯部獲得低碳馬氏體，硬度可達(dá)到和疲勞強(qiáng)度。芯部獲得低碳馬氏體，硬度可達(dá)到HRC3348，具有高的強(qiáng)韌性。低溫回火消除淬火應(yīng)力、提高抗沖能，具有高的強(qiáng)韌性。低溫回火消除淬火應(yīng)力、提高抗沖能力、防止產(chǎn)生磨削裂紋。噴丸可增大滲碳層的壓應(yīng)力，有利力、防止產(chǎn)生磨削裂紋。噴丸可增大滲碳層的壓應(yīng)力，有利于提高疲勞強(qiáng)度。于提高疲勞強(qiáng)度。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回整理課件第四節(jié)第四節(jié) 典型零件的選材及熱處理典型零件的選材及熱處理二、軸類零件二、軸類零件1軸類零件的作

55、用軸類零件的作用軸類零件的主要作用是支承傳動(dòng)零件、傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。軸類零件的主要作用是支承傳動(dòng)零件、傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。2工作條件工作條件（1）承受較大的交變彎曲應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。）承受較大的交變彎曲應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。（2）軸頸和花鍵部位承受較大的摩擦。）軸頸和花鍵部位承受較大的摩擦。（3）一定的沖擊載荷。）一定的沖擊載荷。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回整理課件第四節(jié)第四節(jié) 典型零件的選材及熱處理典型零件的選材及熱處理3失效形式失效形式常見(jiàn)的失效形式有疲勞斷裂、過(guò)量的彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變形、常見(jiàn)的失效形式有疲勞斷裂、過(guò)量的彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變形、過(guò)量磨損。過(guò)量磨損。4力學(xué)性能要求力學(xué)性能要求（1）良好的綜合力學(xué)性能。）良

56、好的綜合力學(xué)性能。（2）軸頸等部位應(yīng)具有高的硬度和良好的耐磨性。）軸頸等部位應(yīng)具有高的硬度和良好的耐磨性。（3）高的疲勞強(qiáng)度）高的疲勞強(qiáng)度上一頁(yè) 下一頁(yè)返回整理課件第四節(jié)第四節(jié) 典型零件的選材及熱處理典型零件的選材及熱處理5軸類零件常用材料及熱處理軸類零件常用材料及熱處理（1）中碳鋼和中碳合金鋼?？紤]到軸類零件的綜合力學(xué)性）中碳鋼和中碳合金鋼?？紤]到軸類零件的綜合力學(xué)性能要求，主要選用經(jīng)過(guò)軋制或鍛造的能要求，主要選用經(jīng)過(guò)軋制或鍛造的35、40、45、50、40Cr、40CrNi、40MnB鋼等，一般應(yīng)進(jìn)行正火或調(diào)質(zhì)；鋼等，一般應(yīng)進(jìn)行正火或調(diào)質(zhì)；若軸頸處耐磨性要求高，可對(duì)軸頸處進(jìn)行表面淬火。具體

57、的若軸頸處耐磨性要求高，可對(duì)軸頸處進(jìn)行表面淬火。具體的鋼種應(yīng)根據(jù)載荷的類型、零件的尺寸和淬透性的大小決定。鋼種應(yīng)根據(jù)載荷的類型、零件的尺寸和淬透性的大小決定。承受彎曲載荷和扭轉(zhuǎn)載荷的軸類，應(yīng)力的分布是由表面向中承受彎曲載荷和扭轉(zhuǎn)載荷的軸類，應(yīng)力的分布是由表面向中心遞減的，對(duì)淬透性要求不高；承受拉、壓載荷的軸類，應(yīng)心遞減的，對(duì)淬透性要求不高；承受拉、壓載荷的軸類，應(yīng)力沿軸的截面均勻分布，應(yīng)選用淬透性較高的鋼。力沿軸的截面均勻分布，應(yīng)選用淬透性較高的鋼。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回整理課件第四節(jié)第四節(jié) 典型零件的選材及熱處理典型零件的選材及熱處理（2）對(duì)承受沖擊載荷較大，對(duì)強(qiáng)韌性要求高時(shí)或要求進(jìn)一）對(duì)承受沖

58、擊載荷較大，對(duì)強(qiáng)韌性要求高時(shí)或要求進(jìn)一步提高軸頸的耐磨性時(shí)，可選用步提高軸頸的耐磨性時(shí)，可選用20Cr、20CrMnTi等合金等合金滲碳鋼并進(jìn)行滲碳、淬火、低溫回火處理。滲碳鋼并進(jìn)行滲碳、淬火、低溫回火處理。（3）對(duì)于受力小、不重要的軸可選用）對(duì)于受力小、不重要的軸可選用Q235Q275等普通等普通質(zhì)量碳鋼。質(zhì)量碳鋼。（4）球墨鑄鐵和高強(qiáng)度灰鑄鐵可用來(lái)制作形狀復(fù)雜、難以）球墨鑄鐵和高強(qiáng)度灰鑄鐵可用來(lái)制作形狀復(fù)雜、難以鍛造成形的軸類零件，如曲軸等。鍛造成形的軸類零件，如曲軸等。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回整理課件第四節(jié)第四節(jié) 典型零件的選材及熱處理典型零件的選材及熱處理6軸類零件選材舉例軸類零件選材舉例（

59、1）機(jī)床主軸。圖）機(jī)床主軸。圖7-3是是C6132臥式車床主軸，工作時(shí)主臥式車床主軸，工作時(shí)主要承受交變彎曲應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力作用和一定的沖擊載荷，運(yùn)要承受交變彎曲應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力作用和一定的沖擊載荷，運(yùn)轉(zhuǎn)較平穩(wěn)。要求具有良好的綜合力學(xué)性能，錐孔、外圓錐面、轉(zhuǎn)較平穩(wěn)。要求具有良好的綜合力學(xué)性能，錐孔、外圓錐面、花鍵表面要求耐磨?，F(xiàn)選用花鍵表面要求耐磨。現(xiàn)選用45鋼制造，其工藝路線為：下料鋼制造，其工藝路線為：下料鍛造鍛造正火正火粗加工粗加工調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)半精加工（花鍵除外）半精加工（花鍵除外）局局部淬火（內(nèi)外圓錐面）部淬火（內(nèi)外圓錐面）+低溫回火低溫回火粗磨粗磨銑花鍵銑花鍵花鍵感花鍵感應(yīng)淬火應(yīng)淬火+低溫回

60、火低溫回火精磨。精磨。整體調(diào)質(zhì)硬度可達(dá)到整體調(diào)質(zhì)硬度可達(dá)到HBS220250；內(nèi)外圓錐面采用鹽??；內(nèi)外圓錐面采用鹽浴局部淬火和低溫回火，硬度為局部淬火和低溫回火，硬度為HRC4550；花鍵部分采用；花鍵部分采用高頻感應(yīng)淬火和低溫回火，硬度為高頻感應(yīng)淬火和低溫回火，硬度為HRC4853。上一頁(yè) 下一頁(yè)返回整理課件第四節(jié)第四節(jié) 典型零件的選材及熱處理典型零件的選材及熱處理（2）內(nèi)燃機(jī)曲軸。圖）內(nèi)燃機(jī)曲軸。圖7-4是一農(nóng)用柴油機(jī)曲軸簡(jiǎn)圖，由于該是一農(nóng)用柴油機(jī)曲軸簡(jiǎn)圖，由于該柴油機(jī)的功率不大，故曲軸承受的彎曲應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力和沖柴油機(jī)的功率不大，故曲軸承受的彎曲應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力和沖擊載荷不大。但曲軸在滑動(dòng)