工程材料学第10章工程材料的选用ppt课件

1、第九章第九章 工程资料的选用工程资料的选用内容提要：内容提要：本章按照失效方式与失效机理对零件失效方式进展本章按照失效方式与失效机理对零件失效方式进展分类，引见各种失效方式，包括畸变失效、断裂失分类，引见各种失效方式，包括畸变失效、断裂失效、磨损失效及腐蚀失效。论述机械零件选材原那效、磨损失效及腐蚀失效。论述机械零件选材原那么。么。学习目的：学习目的：了解各种失效方式畸变失效、断裂失效、磨损失了解各种失效方式畸变失效、断裂失效、磨损失效及腐蚀失效的特点。掌握机械零件选材原那效及腐蚀失效的特点。掌握机械零件选材原那么么学习建议：学习建议：在学习了有关资料的根本知识和各种工程资料之后，在学习了有关

2、资料的根本知识和各种工程资料之后，本章开场接触到资料的实践运用，学习如何正确选本章开场接触到资料的实践运用，学习如何正确选材及工艺道路设计。该当综合运用前面几章的根底材及工艺道路设计。该当综合运用前面几章的根底知识。知识。失效：主要指某零件由于某种缘由，导致其尺寸、外形失效：主要指某零件由于某种缘由，导致其尺寸、外形或材科的组织与性能的变化而不能完美地完成指定的或材科的组织与性能的变化而不能完美地完成指定的功能。失效导致严重事故事例功能。失效导致严重事故事例失效几种情况：失效几种情况：(1)零件完全破坏，不能继续任务；零件完全破坏，不能继续任务；(2)虽仍能平安任务，但不能称心地起到预期的作用

3、。虽仍能平安任务，但不能称心地起到预期的作用。(3)零件严重损伤，继续任务不平安。零件严重损伤，继续任务不平安。第一节：机械零件的失效第一节：机械零件的失效一一、失效的方式失效的方式按失效方式和其相应的失效机理分类。按失效方式和其相应的失效机理分类。失效方式：是指失效的外在宏观表现和规律，失效方式：是指失效的外在宏观表现和规律，失效机理：是指引起失效的微观的物理、化学变化过失效机理：是指引起失效的微观的物理、化学变化过程的本质，这种失效方式和失效机理相结合的分类就是程的本质，这种失效方式和失效机理相结合的分类就是宏观和微观相结合由表及里地提示失效的物理本质的过宏观和微观相结合由表及里地提示失效

4、的物理本质的过程。程。表是根据机械零件最常见的失效方式进展的分类，归表是根据机械零件最常见的失效方式进展的分类，归纳为畸变失效、断裂失效、外表损伤失效三大类型，每纳为畸变失效、断裂失效、外表损伤失效三大类型，每一类型又可分为几种不同的情况，同时列出了各种类型一类型又可分为几种不同的情况，同时列出了各种类型的失效所相应的失效机理。的失效所相应的失效机理。第一节第一节零件失效方式零件失效方式一、一、过量变形失效过量变形失效表达：表达：(1)不能接受所规定载荷；不能接受所规定载荷；(2)不能起到规定的作用；不能起到规定的作用；(3)与其他零件的运转发生干扰与其他零件的运转发生干扰例如：车间用的大型吊

5、车，其大车横例如：车间用的大型吊车，其大车横粱经过两边的各两个车轮跨支于两边的钢粱经过两边的各两个车轮跨支于两边的钢轨上。当其吊物任务时，横粱必产生一定轨上。当其吊物任务时，横粱必产生一定的挠度，假设超越规定的许用挠度，两边的挠度，假设超越规定的许用挠度，两边车轮由于梁的弯曲变形以及相应粱的两端车轮由于梁的弯曲变形以及相应粱的两端过大转角变形导致车轮挤住了轨道呵斥过大转角变形导致车轮挤住了轨道呵斥畸变失效畸变失效(运转干扰运转干扰)。1弹性畸变失效弹性畸变失效弹性畸变的变形量是在弹性范围内变化，弹性畸变的变形量是在弹性范围内变化，不恰当的变形量导致失效。不恰当的变形量导致失效。拉、压变形的杆、

6、柱类零件，过大的弹拉、压变形的杆、柱类零件，过大的弹性畸变量导致支承件性畸变量导致支承件(如轴承如轴承)过载，过载，机械因丧失尺寸精度呵斥动作失误。机械因丧失尺寸精度呵斥动作失误。弯、扭变形的轴类零件，过大的弹性畸弯、扭变形的轴类零件，过大的弹性畸变量会呵斥轴上啮合零件的严重偏载，变量会呵斥轴上啮合零件的严重偏载，啮合失常。如轴承的严重偏载，甚至啮合失常。如轴承的严重偏载，甚至咬死，导致传动失效；咬死，导致传动失效；某些控制元件，如温控元件，予定的弹某些控制元件，如温控元件，予定的弹性变形性变形(挠度挠度)是温控安装的精度的保是温控安装的精度的保证。证。影响弹性畸变的主要要素有：零件外形、影响

7、弹性畸变的主要要素有：零件外形、尺寸、资料的弹性模量、零件任务的尺寸、资料的弹性模量、零件任务的温度、载荷的大小。温度、载荷的大小。2塑性畸变失效塑性畸变失效是外加应力超越零件资料的屈服极限时发生明显是外加应力超越零件资料的屈服极限时发生明显的塑性变形的塑性变形(永久变形永久变形)。影响要素：影响要素：(1)材质缺陷材质缺陷它包括资料本身的冶金缺陷和热加工缺陷，其中它包括资料本身的冶金缺陷和热加工缺陷，其中较为常见的是热处置不良造较为常见的是热处置不良造成的缺陷。如淬火时，成的缺陷。如淬火时，加热温度或冷却速度不适宜，导致较软的组织的形，加热温度或冷却速度不适宜，导致较软的组织的形，从而未到达

8、所需的硬度和屈服强度。导致零件在任从而未到达所需的硬度和屈服强度。导致零件在任务时发生塑性畴变失效。务时发生塑性畴变失效。(2)运用不当运用不当这是导致塑性畸变的另一缘由。运用不当主要是这是导致塑性畸变的另一缘由。运用不当主要是严重过载和光滑不当。如齿轮传动是在过高的压力严重过载和光滑不当。如齿轮传动是在过高的压力或光滑缺乏的条件下运转，齿面很能够出现如鳞皱、或光滑缺乏的条件下运转，齿面很能够出现如鳞皱、起脊等塑性畸变，导致齿轮失效。起脊等塑性畸变，导致齿轮失效。(3)设计失误设计失误它主要表现为对载荷估计缺乏，对温度的影响、它主要表现为对载荷估计缺乏，对温度的影响、材质缺陷估计太低，以及短少

9、对一些重要零件的全材质缺陷估计太低，以及短少对一些重要零件的全面质量管理要求。面质量管理要求。3 翘曲畸变失效 是一种大小与方向上常产生复杂规律的变形而最终构成了翘曲的外形，从而导致严重的翘曲畸变失效。这种畸变往往是由温度、外加裁荷、受力截面、资料组成等所引起的不均匀性的组合，其中以温度变化，特别是高温所导致的外形翘曲最为严重。二、外表损伤失效二、外表损伤失效l磨损磨损相互接触的一对金属外表，相对运动时相互接触的一对金属外表，相对运动时金属外表不断发生损耗或产生塑性变形，使金金属外表不断发生损耗或产生塑性变形，使金属外表形状和尺寸改动的景象。属外表形状和尺寸改动的景象。1. 粘着磨损 两个金属

10、外表的微凸部分在部分高压下产生部分粘结(固相粘着)，使资料从一个外表转移到另一外表或撕下作为磨料留在两个外表之间，这一景象称为粘着磨损。 粘着磨损表示图粘着磨损磨痕2. 磨料磨损 配合外表之间在相对运动过程中，因外来硬颗粒或外表微突体的作用呵斥外表损伤被犁削构成沟漕的磨损称为磨粒(料)磨损。磨粒磨损表示图磨粒磨损表示图磨粒磨损磨痕磨粒磨损磨痕3.犁削磨损 硬资料外表的微凸点切削较软资料的外表，在较软资料的外表构成“犁沟。活塞环与缸套存在粘着磨损、犁削磨损拉缸景象、磨料磨损。 犁削磨损磨痕犁削磨损磨痕犁削磨损表示图犁削磨损表示图 4. 外表疲劳磨损 两个接触面作滚动或滚动滑动复合磨擦时，在交变接

11、触压应力作用下，使资料外表疲劳而产生资料损失的景象称为外表疲劳磨损。 5. 冲刷磨损 冲刷磨损是由于含固态粒子的流体(常为液体)冲刷呵斥外表资料损失的磨损。 6. 腐蚀磨损 腐蚀磨损是金属在摩擦过程中，同时与周围介质发生化学或电化学反响，产生表层金属的损失或迁移景象。 冲刷磨损表示图冲刷磨损表示图 三、三、断裂失效断裂失效机械零件因断裂而产生的失效称为断裂失效。机械零件因断裂而产生的失效称为断裂失效。1、断裂失效的分类、断裂失效的分类塑性断裂塑性断裂脆性断裂脆性断裂疲劳断裂疲劳断裂蠕变失效断裂蠕变失效断裂2、断口的分析方法、断口的分析方法断口分析是断裂失效分析的关键，是断裂失效分断口分析是断裂

12、失效分析的关键，是断裂失效分析的导游，指引断裂失效分析少走弯路。析的导游，指引断裂失效分析少走弯路。例：金属资料的室温拉伸或冲击试样的断口宏观察例：金属资料的室温拉伸或冲击试样的断口宏观察看，可以看到断口分为：看，可以看到断口分为：F-纤维状区纤维状区R-放射状区放射状区S-剪切唇区剪切唇区断口 脆性断裂实物脆性断裂实物 脆性断裂断口脆性断裂断口(解理花样解理花样)沿晶断口沿晶断口(冰糖花样冰糖花样)疲劳断裂显微形貌疲劳断裂显微形貌 汽车板簧断裂失效 板簧外表存在严重的热加工缺陷-折叠。 折叠呵斥了外表裂纹。疲劳源在折叠呵斥的外表裂纹处构成。 根据板簧的安装条件和任务情况分析，板簧断裂位置处于

13、应力集中处。 裂纹在应力作用下扩展，最后呵斥板簧疲劳断裂。四四.腐蚀失效腐蚀失效腐蚀是金属暴露于活性介质环境中而发生的一种腐蚀是金属暴露于活性介质环境中而发生的一种外表损耗，它是金属与环境介质之间发生的化学和电外表损耗，它是金属与环境介质之间发生的化学和电化学作用的结果。化学作用的结果。一均匀腐蚀一均匀腐蚀均匀腐蚀均匀腐蚀：在整个金属的外表均匀地发生腐蚀。在整个金属的外表均匀地发生腐蚀。腐蚀均匀性的前提是：被腐蚀的金属外表具有均匀的腐蚀均匀性的前提是：被腐蚀的金属外表具有均匀的化学成分和显微组织，腐蚀环境包围金属外表是均匀化学成分和显微组织，腐蚀环境包围金属外表是均匀而且不受限制。而且不受限制

14、。均匀腐蚀可在大气、液体以及土壤里产生。均匀腐蚀可在大气、液体以及土壤里产生。钢材在大气中所产生的锈蚀；钢材在大气中所产生的锈蚀；铜在土壤里的锈蚀。铜在土壤里的锈蚀。 二)点腐蚀 腐蚀集中于部分，呈锋利小孔，向深度扩展成孔穴甚至穿透(孔蚀)。金属外表受破害处和未受破害处构成“部分电池，其中受破害处是阳极，未受破害处是阴极，腐蚀电流由阳极流向周围的阴极，阳极处很快被腐蚀成小孔。点腐蚀表示图点腐蚀表示图 三) 晶间腐蚀腐蚀发生于晶粒边境或其近旁。其主要缘由是晶界处化学成分不均匀。晶间腐蚀表示图晶间腐蚀表示图 腐蚀失效举例 汽车储气罐放水阀弹簧腐蚀失效分析 弹簧资料为碳素弹簧钢.长期在含有氧、硫的水

15、油混和物中浸泡，遭到严重腐蚀，外表腐蚀产物从资料外表剥落，减少了弹簧丝的截面，同时弹簧因腐蚀而变脆。 在阀芯遭到向上的作用力F时，弹簧破断。阀芯失去密封作用。使气体走漏，呵斥气压降低，刹车失灵，呵斥严重事故。二、失效的根本要素二、失效的根本要素1。设计要素。设计要素为了保证产质量量，必需精心设计，精心施工。为了保证产质量量，必需精心设计，精心施工。根据零件在特定工况、构造和环境等条件下能够发生的失效方式，建立给定条件下正根据零件在特定工况、构造和环境等条件下能够发生的失效方式，建立给定条件下正常任务的准那么，确定适宜的材质、尺寸、构造，提出必要的技术文件。常任务的准那么，确定适宜的材质、尺寸、

16、构造，提出必要的技术文件。技术文件技术文件设备图纸和设计计算阐明书。设备图纸和设计计算阐明书。如设计有误如设计有误,那么机械设备或零件将不能运用或过早失效。那么机械设备或零件将不能运用或过早失效。2。制造。制造(工艺工艺)要素要素工艺缺陷往往是使零件达不到设计要求而导致失效的重要要素。工艺缺陷往往是使零件达不到设计要求而导致失效的重要要素。零件在铸造过程中产生的疏松、夹渣；零件在铸造过程中产生的疏松、夹渣；锻造过程中产生的夹层、冷热裂纹；锻造过程中产生的夹层、冷热裂纹；焊接过程中未焊透、偏析、冷热裂纹；焊接过程中未焊透、偏析、冷热裂纹；机加工过程的尺寸公差和外表粗糙度不适宜；机加工过程的尺寸公

17、差和外表粗糙度不适宜；热处置产生的缺陷，如淬裂、硬度缺乏、回火脆性；热处置产生的缺陷，如淬裂、硬度缺乏、回火脆性；精加工磨削中的磨削裂纹等。精加工磨削中的磨削裂纹等。 3、安装调试要素 安装过程达不到所要求的质量目的，导致零件失效。 啮合传动件(齿轮、杆、螺旋等)的间隙不适宜(过松或过紧，接触形状未调整好)； 衔接零件必要的“防松不可靠； 铆焊构造的必要探伤检验不良； 光滑与密封安装不良等； 初步安装调试后，未按规定进展逐级加载跑合。 4、材质要素、材质要素选材不当使零件达不到设计要求而导致失效。选材不当使零件达不到设计要求而导致失效。材质内部缺陷、毛坯加工材质内部缺陷、毛坯加工(铸锻焊铸锻焊

18、)工艺或冷热加工工艺或冷热加工(特别是热处特别是热处置置)工艺过程产生的资料内部缺陷导致失效工艺过程产生的资料内部缺陷导致失效5、运转维修要素、运转维修要素不正确的运转参数、忽视维修，导致零件失效。不正确的运转参数、忽视维修，导致零件失效。运转工况参数运转工况参数(载荷、速度等载荷、速度等)的监控能否准确；的监控能否准确；定期大、中、小检修的制度能否合理、执行；定期大、中、小检修的制度能否合理、执行；光滑条件能否保证光滑条件能否保证,光滑剂和光滑方法能否选得适宜，光滑安装光滑剂和光滑方法能否选得适宜，光滑安装冷却、加热和过滤系统功能能否正常。冷却、加热和过滤系统功能能否正常。第三节机械零件选材

19、原那么第三节机械零件选材原那么一、运用性能原那么一、运用性能原那么一机械零件正确选材的运用性能原那么一机械零件正确选材的运用性能原那么运用性能主要是指零件在运用形状下资料运用性能主要是指零件在运用形状下资料应该具有的机械性能、物理性能和化学性应该具有的机械性能、物理性能和化学性能。能。机器零件和工程构件，那么主要是机械性机器零件和工程构件，那么主要是机械性能。对一些特殊条件下任务的零件，那么能。对一些特殊条件下任务的零件，那么必需根据要求思索到资料的物理、化学性必需根据要求思索到资料的物理、化学性能。能。资料的运用性能应满足运用要求。资料的运用性能应满足运用要求。二零件运用时的任务条件二零件运

20、用时的任务条件1受力情况受力情况主要是载荷的类型主要是载荷的类型(例如动载、静载、循环例如动载、静载、循环载荷或单调载荷等载荷或单调载荷等)和大小；载荷的方式；和大小；载荷的方式；载荷的特点等。载荷的特点等。2环境情况环境情况主要是温度特性、介质情况等。主要是温度特性、介质情况等。3特殊要求特殊要求如对导电性、磁性、热膨胀、密度、外观如对导电性、磁性、热膨胀、密度、外观等的要求。等的要求。 三零件根据运用性能选材的步骤对零件任务条件和失效方式全面分析，确定零件对运用性能的要求； 根据零件的几何外形、尺寸及任务中所接受的载荷，计算出零件中的应力分布； 由任务应力、运用寿命、平安性等，确定要求性能

21、的详细数值； 利用资料手册根据运用性能选材。 常用零件的任务条件和失效方式 零件所要求的机械性能数据，不能简单地同手册、书本中所给出的数据完全一样，必需留意以下情况： 资料的性能不单与化学成分有关，也与加工、处置后的形状有关。 资料的性能与试样的尺寸有关，必需思索零件尺寸与手册中试样尺寸的差别，进展适当的修正。 资料的化学成分、加工处置的工艺参数都有一定动摇范围。二、工艺性能原那么二、工艺性能原那么资料的工艺性能应满足消费工艺的要资料的工艺性能应满足消费工艺的要求。求。一高分子资料零件选材的工艺性能原那么一高分子资料零件选材的工艺性能原那么高分子资料成描画易，方法较多。高分子资料成描画易，方法

22、较多。高分子资料的切削加工性能较好，与金高分子资料的切削加工性能较好，与金属根本一样。不过它的导热性差，在切削过属根本一样。不过它的导热性差，在切削过程中不易散热，易使工件温度急剧升高，使程中不易散热，易使工件温度急剧升高，使其变焦其变焦(热固性塑料热固性塑料)或变软或变软(热塑性塑料热塑性塑料)。高分子资料主要成形工艺的比较高分子资料主要成形工艺的比较工艺工艺适用材料适用材料形状形状表面表面粗糙度粗糙度尺寸精度尺寸精度模具费模具费用用生产率生产率热压成形热压成形范围较广范围较广复杂形状复杂形状很低很低好好高高中等中等喷射成形喷射成形热塑性塑料热塑性塑料复杂形状复杂形状很低很低非常好非常好很高

23、很高高高热挤成形热挤成形热塑性塑料热塑性塑料棒类棒类低低一般一般低低高高真空成形真空成形热塑性塑料热塑性塑料棒类棒类一般一般一般一般低低低低高分子资料的加工工艺道路高分子资料的加工工艺道路 二陶瓷资料零件选材的工艺性能原那么二陶瓷资料零件选材的工艺性能原那么陶瓷资料加工的工艺道路比较简单，主要陶瓷资料加工的工艺道路比较简单，主要工艺是成形，其中包括粉浆成形、压制成形、工艺是成形，其中包括粉浆成形、压制成形、挤压成形、可塑成形等。挤压成形、可塑成形等。陶瓷资料成形后，除了可以用碳化硅或金刚陶瓷资料成形后，除了可以用碳化硅或金刚石砂磨加工外，几乎不能进展任何其它加工。石砂磨加工外，几乎不能进展任何

24、其它加工。陶瓷资料各种成形工艺比较陶瓷资料各种成形工艺比较工工 艺艺优优 点点缺缺 点点粉浆成形粉浆成形可做形状复杂件、薄塑件，成本低可做形状复杂件、薄塑件，成本低收缩大，尺寸精度低，生产率低收缩大，尺寸精度低，生产率低压制成形压制成形可做形状复杂件，有高密度和高强可做形状复杂件，有高密度和高强度，精度较高度，精度较高设备较复杂，成本高设备较复杂，成本高挤压成形挤压成形成本低，生产率高成本低，生产率高不能做薄壁件，零件形状需对称不能做薄壁件，零件形状需对称可塑成形可塑成形尺寸精度高，可做形状复杂件尺寸精度高，可做形状复杂件成本高成本高陶瓷资料的加工工艺道路陶瓷资料的加工工艺道路 三金属资料零件

25、选材的工艺性能原那么三金属资料零件选材的工艺性能原那么金属资料加工的工艺道路复杂，变化多。加工工金属资料加工的工艺道路复杂，变化多。加工工艺不仅影响零件的成形，还大大影响其最终性能。艺不仅影响零件的成形，还大大影响其最终性能。金属资料的加工工艺道路金属资料的加工工艺道路 性能要求不高的金属零件的工艺道路： 毛坯正火或退火切削加工零件。 性能要求较高的金属零件的工艺道路： 毛坯预先热处置(正火、退火)粗加工最终热处置(淬火、回火，固溶时效或渗碳处置等)精加工零件。 性能要求较高的精细金属零件的工艺道路： 这类零件除了要求有较高的运用性能外，还要有很高的尺寸精度和外表光洁度。 毛坯预先热处置(正火

26、、退火)粗加工最终热处置(淬火、低温回火、固溶、时效或渗碳)半精加工稳定化处置或氮化精加工稳定化处置零件。三、经济性原那么三、经济性原那么一、资料的价钱一、资料的价钱零件资料的价钱无疑应该尽量低。零件资料的价钱无疑应该尽量低。资料的价钱在产品的总本钱中占有较大的比率，普通可占产品价钱的资料的价钱在产品的总本钱中占有较大的比率，普通可占产品价钱的30%70%，因此，因此设计人员要非常关怀资料的市场价钱。设计人员要非常关怀资料的市场价钱。二、零件的总本钱二、零件的总本钱零件选用的资料必需保证其消费和运用的总本钱最低。零件选用的资料必需保证其消费和运用的总本钱最低。零件的总本钱与其运用寿命、分量、加

27、工费用、研讨费用、维修费用和资料价钱有关。零件的总本钱与其运用寿命、分量、加工费用、研讨费用、维修费用和资料价钱有关。三、国家的资源三、国家的资源随着工业的开展，资源和能源的问题日渐突出，选用资料时必需思索，特别是对于大批随着工业的开展，资源和能源的问题日渐突出，选用资料时必需思索，特别是对于大批量消费的零件，所用资料应该来源丰富并顾及我国资源情况。量消费的零件，所用资料应该来源丰富并顾及我国资源情况。另外，还要留意消费所用资料的能源耗费，尽量选用耗能低的资料。另外，还要留意消费所用资料的能源耗费，尽量选用耗能低的资料。l提示提示l正确选材是机械设计的一项重要义务。正确选材是机械设计的一项重要

28、义务。l资料的运用性能应满足运用要求；资料的运用性能应满足运用要求；l资料的工艺性能应满足消费工艺的要求；资料的工艺性能应满足消费工艺的要求；采用廉价的资料，把总本钱降至最低，获采用廉价的资料，把总本钱降至最低，获得最大的经济效益。得最大的经济效益。第四节第四节典型零件与工具的选材分析典型零件与工具的选材分析l 构件资料的选用，普通首先思索运用性能，然后进展工艺性能和经济性的综合分析；详细运用性能确实定，那么重点根据是构件的失效方式。所以，合理的选材方法l 应按不同的失效方式分类进展。 一、齿轮选材一、齿轮选材一齿轮的任务条件、失效方式及其对资料性能的一齿轮的任务条件、失效方式及其对资料性能的

29、要求要求1齿轮任务条件齿轮任务条件(1)由于传送扭矩，齿根接受很大的交变弯曲应力；由于传送扭矩，齿根接受很大的交变弯曲应力；(2)换挡、启动或啮合不均时，齿部接受一定冲击载荷；换挡、启动或啮合不均时，齿部接受一定冲击载荷；(3)齿面相互滚动或滑动接触，接受很大的接触压应力齿面相互滚动或滑动接触，接受很大的接触压应力及摩擦力的作用。及摩擦力的作用。 2 齿轮的失效方式齿轮的失效方式(1)疲劳断裂疲劳断裂 主要从根部发生，其宏观形貌见图。这是齿轮严重主要从根部发生，其宏观形貌见图。这是齿轮严重的失效方式，经常引起数齿甚至一切齿的断裂。的失效方式，经常引起数齿甚至一切齿的断裂。(2)齿面磨损齿面磨损

30、 由于齿面接触区摩擦，使齿厚变小，如下图。由于齿面接触区摩擦，使齿厚变小，如下图。 (3)齿面接触疲劳破坏 在交变接触应力作用下，齿面产生微型纹，微裂纹的开展，引起点状剥落(或称麻点)见图。 (4) 过载断裂 主要是冲击载荷过大呵斥的断齿，见图。 3齿轮的性能要求 根据任务条件及失效方式的分析 (1)高的弯曲疲劳强度； (2)高的接触疲劳强度和耐磨性； (3)较高的强度和冲击韧性。 此外，还要求有较好的热处置工艺性能，例如热处置变形小，或变形有一定规律二二齿轮类零件的选材齿轮类零件的选材 齿轮资料要求的性能主要是疲劳强度，尤其是弯曲疲劳强度和接触疲劳强度。齿心应有足够的冲击韧性，目的是防止轮齿

31、受冲击过载断裂。计算方法，根本上凭阅历决议。 从以上两方面思索，选用低、中碳钢或其合金钢。它们经外表强化处置后，外表有高的硬度，心部有足够的冲击韧性。1、机床齿轮选材举例 机床变速箱齿轮担负传送动力，改动运动速度和方向的义务。任务条件较好，转速中等，载荷不大,任务平稳无剧烈冲击。 普通可选中碳钢(45钢)制造,为了提高淬透性，也可选用中碳合金钢(40Cr钢)。冲击载荷小的低速齿轮也可采用HT250、HT350、QT500-5、QT600-2等铸铁制造。 机床齿轮除选用金属齿轮外, 有的还可改用塑料齿轮，如用聚甲醛齿轮、单体浇铸尼龙齿轮, 任务时传动平稳, 噪声减少, 长期运用磨损很小。机床变速

32、箱齿轮机床变速箱齿轮 工艺道路为：工艺道路为： 下料下料锻造锻造正火正火粗加工粗加工调质调质精加工精加工轮齿高频淬轮齿高频淬火及回火火及回火精磨精磨l 正火处置：对锻造齿轮毛坯是必需的热处置工序，它可消除锻造应力，均匀组织，使同批坯料具有一样的硬度，便于切削加工，改善齿轮外表加工质量，对于普通齿轮，正火也可作为高频淬火前的最后热处置工序。l调质处置:可使齿轮具有较高的综合力学性能，心部有足够的强度和韧性，能接受较大的交变弯曲应力和冲击裁荷，并可减少齿轮的淬火变形。l 高频淬火及低温回火:是决议齿轮外表性能的关健工序。经过高频淬火，轮齿外表硬度可达52HRC以上，提高了耐磨性，并使轮齿外表有剩余

33、压应力存在，从而提高了抗疲劳破坏的才干。l高频淬火后进展低温回火:为了消除淬火应力。2、汽车齿轮选材举例、汽车齿轮选材举例汽车齿轮主要分装在变速箱和差速器中。汽车齿轮主要分装在变速箱和差速器中。在变速箱中，经过它改动发动机、曲轴和主铀在变速箱中，经过它改动发动机、曲轴和主铀齿轮的速比，在差速器中，经过齿轮添加扭矩，齿轮的速比，在差速器中，经过齿轮添加扭矩，并调理左右轮的转速。全部发动机的动力均经并调理左右轮的转速。全部发动机的动力均经过齿轮传给车轴，推进汽车运转。所以，汽车过齿轮传给车轴，推进汽车运转。所以，汽车齿轮受力较大，受冲击频繁，其耐磨性、疲劳齿轮受力较大，受冲击频繁，其耐磨性、疲劳强

34、度，心部强度以及冲击韧性等均要求比机床强度，心部强度以及冲击韧性等均要求比机床齿轮高。采用调质钢高频淬火不能保证要求，齿轮高。采用调质钢高频淬火不能保证要求，所以，要用低碳钢进展渗碳处置来作重要齿轮。所以，要用低碳钢进展渗碳处置来作重要齿轮。我国运用最多的是合金渗碳钢我国运用最多的是合金渗碳钢20cr或或20crMnTi，并经渗碳、淬火和低温回火。，并经渗碳、淬火和低温回火。渗碳后外表碳含量大大提高保证淬火渗碳后外表碳含量大大提高保证淬火后得到高硬度，提高耐磨性和接触疲劳后得到高硬度，提高耐磨性和接触疲劳抗力。由于合金元素提高淬透性，淬火、抗力。由于合金元素提高淬透性，淬火、回火后可使心部获得

35、较高的强度和足够回火后可使心部获得较高的强度和足够的冲击韧性。的冲击韧性。汽车后桥齿轮汽车后桥齿轮 l渗碳齿轮的工艺道路为：渗碳齿轮的工艺道路为：l下料下料锻造锻造正火正火切削加工切削加工渗碳、淬渗碳、淬火及低温回火火及低温回火喷丸喷丸磨削加工磨削加工l二、轴类零件选材l轴是机器上的最重要零件之一，一切回转运动的零件，轴是机器上的最重要零件之一，一切回转运动的零件，如齿轮、凸轮等都装在轴上，如齿轮、凸轮等都装在轴上，所以，轴主要起传送运所以，轴主要起传送运动和转矩的作用动和转矩的作用l1轴类件的任务条件轴类件的任务条件l(1)轴类零件任务时主要至交变弯曲和改动应力的复协轴类零件任务时主要至交变

36、弯曲和改动应力的复协作用作用l(2)轴与轴上零件有相对运动，相互间存在摩擦和磨损；轴与轴上零件有相对运动，相互间存在摩擦和磨损；l(3)轴在高速运转过程中会产生振动，使轴接受冲击载轴在高速运转过程中会产生振动，使轴接受冲击载荷荷l(4)多数轴会接受一定的过载载荷。多数轴会接受一定的过载载荷。2 、 轴类零件的失效方式 由于轴类零件的受力情况及任务条件较复杂，所以其失效方式也是多样的。(1)长期交变载荷下的疲劳断裂(包括改动疲劳和弯曲疲劳断裂，见图)，(2)大载荷或冲击载荷作用引起的过量变形甚至断裂(图)，(3)与其他零件相对运动时产生的外表过度磨损(图)等。 3、轴类零件的性能要求 (1)良好

37、综合机械性能：足够的强度、塑性和一定的韧性，以防止过载断裂、冲击断裂； (2)高的疲劳强度，对应力集中敏感性低以防疲劳断裂； (3)足够的淬透性，热处置后外表要有高硬度、高耐磨性，以防磨损失效； (4)良好的切削加工性能，价钱廉价。 4、轴类零件资料及选材方法、轴类零件资料及选材方法 1资料资料 经锻造或轧制的低、中碳钢或合金钢制造兼顾强度和韧性，同时思索疲劳抗力；经锻造或轧制的低、中碳钢或合金钢制造兼顾强度和韧性，同时思索疲劳抗力； 普通轴类零件运用碳钢廉价，有一定综合机械性能、对应力集中敏感性较小，如普通轴类零件运用碳钢廉价，有一定综合机械性能、对应力集中敏感性较小，如35、40、45、5

38、0钢，经正火、调质或外表淬炽热处置改善性能；钢，经正火、调质或外表淬炽热处置改善性能； 载荷较大并要限制轴的外形、尺寸和分量，或轴颈的耐磨性等要求高时采用合金钢，载荷较大并要限制轴的外形、尺寸和分量，或轴颈的耐磨性等要求高时采用合金钢，如如40Cr、40MnB、40CrNiMo、20Cr、20CrMnTi等；等； 可以采用球墨铸铁和高强度灰铸铁作曲轴的资料。可以采用球墨铸铁和高强度灰铸铁作曲轴的资料。 2、选择原那么、选择原那么 根据载荷大小、类型等决议。根据载荷大小、类型等决议。 主要受改动、弯曲的轴，可不用淬透性高的钢种；主要受改动、弯曲的轴，可不用淬透性高的钢种； 受轴向载荷轴，因心部受

39、力较大，应具有较高淬透性。受轴向载荷轴，因心部受力较大，应具有较高淬透性。4典型轴典型轴机床主轴选材机床主轴选材l以以C620车床主铀为例进展选材。见简图。车床主铀为例进展选材。见简图。l该主轴受交变弯曲和改动复合应力作用，但载荷和转该主轴受交变弯曲和改动复合应力作用，但载荷和转速均不高，冲击载荷也不大，所以具有普通综合机械速均不高，冲击载荷也不大，所以具有普通综合机械性能即可满足要求。但大端的轴颈、锥孔与卡盘、项性能即可满足要求。但大端的轴颈、锥孔与卡盘、项尖之间有摩擦，这些部位要求有较高的硬度和耐磨性。尖之间有摩擦，这些部位要求有较高的硬度和耐磨性。l车床主轴可选用车床主轴可选用45钢钢.

40、l工艺道路如下：工艺道路如下：l 锻造锻造正火正火粗加工粗加工调质调质精加工精加工外表淬火及外表淬火及低温回火低温回火磨削加工。磨削加工。l 假设这类机床主轴的载荷较大，可用40Cr钢制造。l当接受较大的冲击载荷和疲劳载荷时，那么可采用合金渗碳钢制造，如20Cr或20CrMnTi等。三、三、弹簧选材弹簧选材弹簧是一种重要的机械零件。它的根本弹簧是一种重要的机械零件。它的根本作用是利用资料的弹性和弹簧本身的作用是利用资料的弹性和弹簧本身的构造构造特点，在载荷作用下产生变形时，把机械能特点，在载荷作用下产生变形时，把机械能或动能转变为形变能，在恢复变形时，把形或动能转变为形变能，在恢复变形时，把形

41、变能转变为动能或机械功。弹簧的种类很多，变能转变为动能或机械功。弹簧的种类很多，按外形分主要有螺旋弹簧按外形分主要有螺旋弹簧(紧缩、拉伸、改紧缩、拉伸、改动弹簧动弹簧)、板弹簧、片弹簧和蜗卷弹簧几种、板弹簧、片弹簧和蜗卷弹簧几种(图图)。l主要用途：主要用途：l (1)缓冲或减振缓冲或减振l 如汽车、迁延机、火车中运用的悬挂弹簧。如汽车、迁延机、火车中运用的悬挂弹簧。l (2)定位定位l 如机床及其夹具中利用弹簧定位销如机床及其夹具中利用弹簧定位销(或滚珠或滚珠)压在定位孔压在定位孔(或槽或槽)中。中。l (3)复原复原l 外力去除后自动恢复到原来位置，如汽车发动机中的气门弹簧。外力去除后自动

42、恢复到原来位置，如汽车发动机中的气门弹簧。l (4)储存和释放能量储存和释放能量l 如钟表、玩具中的发条。如钟表、玩具中的发条。l (5)测力测力l 如弹簧称、测力计中运用的弹簧。如弹簧称、测力计中运用的弹簧。 1 、 弹簧的任务条件 (1) 弹簧在外力作用下，紧缩、拉伸、改动 时，资料将接受弯曲应力或改动应力。 (2) 缓冲、减震或复原用的弹簧接受交变应 力和冲击载荷的作用。 (3) 某些弹簧遭到腐蚀介质和高温的作用。2、 弹簧的失效方式弹簧的失效方式 (1)塑性变形 在外载荷作用下，资料内部产生的弯曲应力或改动应力超越资料本身的屈服应力 后，弹簧发生塑性变形。外载荷去掉后，弹簧不能恢复到原

43、始尺寸和外形。 (2)疲劳断裂 在交变应力作用下，弹簧外表缺陷(裂纹、折叠、刻痕、夹杂物)处产生疲劳源，裂纹扩 展后呵斥断裂失效。(3)快速脆性断裂快速脆性断裂某些弹簧存在资料缺陷某些弹簧存在资料缺陷(如粗大夹杂物，过多脆性相如粗大夹杂物，过多脆性相)、加工缺陷、加工缺陷(如折叠、划痕如折叠、划痕)、热处、热处理缺陷理缺陷(淬火温度过高导致晶粒粗大，回火温度缺乏使资料韧性不淬火温度过高导致晶粒粗大，回火温度缺乏使资料韧性不够够)等，当遭到过大的冲击载荷时，发生忽然脆性断裂。等，当遭到过大的冲击载荷时，发生忽然脆性断裂。(4)腐蚀断裂及永久变形腐蚀断裂及永久变形在腐蚀性介质中运用的弹簧易产生应力

44、腐蚀断裂失效在腐蚀性介质中运用的弹簧易产生应力腐蚀断裂失效高温使弹簧资料的弹性模量和承载才干下降，高温下运用的弹簧高温使弹簧资料的弹性模量和承载才干下降，高温下运用的弹簧易出现蠕变和应力易出现蠕变和应力松弛，产生永久变形。松弛，产生永久变形。3、弹簧资料的性能要求弹簧资料的性能要求(1)高的弹性极限和高的屈强比高的弹性极限和高的屈强比弹簧任务时不允许有永久变形，因此要求弹簧的弹簧任务时不允许有永久变形，因此要求弹簧的任务应力不超越资料的弹性极限。弹性极限越大，任务应力不超越资料的弹性极限。弹性极限越大，弹簧可接受的外载荷越大。对于接受重载荷的弹弹簧可接受的外载荷越大。对于接受重载荷的弹簧，如汽

45、车用板簧，火车用螺旋弹簧等，其资料簧，如汽车用板簧，火车用螺旋弹簧等，其资料需求高的弹性极限。当资料直径一样时，碳素钢需求高的弹性极限。当资料直径一样时，碳素钢簧钢丝和合金弹簧钢丝的抗拉强度相差很小，但簧钢丝和合金弹簧钢丝的抗拉强度相差很小，但屈强比差别较大。屈强比差别较大。65钢为钢为0.7，60Si2Mn钢为钢为0.75，50CrVA为为0.9。屈强比高，弹簧可接受更高的应。屈强比高，弹簧可接受更高的应力。力。(2)高的疲劳强度 弯曲疲劳强度和改动疲劳强度越大，那么弹簧的抗疲劳性能越好。(3)好的材质和外表质量 夹杂物含量少，晶粒细小，外表质量好，缺陷少，对于提高弹簧的疲劳寿命和抗脆性断裂

46、非常重要。 (4)某些弹簧需求资料有良好的耐蚀性和耐热性 良好的耐蚀性和耐热性可以保证在腐蚀性介质和高温条件下的运用性能。4、弹簧的选材弹簧的选材l弹簧种类很多，载荷大小相差悬殊，运用条件弹簧种类很多，载荷大小相差悬殊，运用条件和环境各不一样。制造弹簧的资料很多，金属和环境各不一样。制造弹簧的资料很多，金属资料、非金属资料资料、非金属资料(如塑料、橡胶如塑料、橡胶)都可用来制都可用来制造弹簧。由于金属资料的成型性好、容易制造，造弹簧。由于金属资料的成型性好、容易制造，任务可靠，在实践消费中，多项选择用弹性极任务可靠，在实践消费中，多项选择用弹性极高的金属资料来制造弹簧高的金属资料来制造弹簧.1

47、、弹簧钢、弹簧钢根据消费特点的不同，分为两大类：根据消费特点的不同，分为两大类：热轧弹簧：热轧弹簧：用材是将弹簧钢经过热轧方法加工成圆钢、用材是将弹簧钢经过热轧方法加工成圆钢、方钢、方钢、盘条及扁钢，制造尺寸较大、承载较重的螺旋弹盘条及扁钢，制造尺寸较大、承载较重的螺旋弹簧或板簧。弹簧热成型后要进展淬火及回火处置。簧或板簧。弹簧热成型后要进展淬火及回火处置。冷轧冷轧(拨拨)弹簧：用材以盘条、钢丝或薄钢带弹簧：用材以盘条、钢丝或薄钢带(片片)供供应，用来制造小型冷成型螺旋弹簧、片簧等应，用来制造小型冷成型螺旋弹簧、片簧等.主要弹簧钢的特点及用途主要弹簧钢的特点及用途2、不锈钢、不锈钢0Cr18N

48、i9、1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti经过冷轧经过冷轧(拔拔)加工成带或丝材加工成带或丝材,制造在腐蚀性介质中运用的弹簧。制造在腐蚀性介质中运用的弹簧。3、黄铜、锡青铜、铝青铜、铍青铜、黄铜、锡青铜、铝青铜、铍青铜具有良好的导电性、非磁性、耐蚀性、耐低温性具有良好的导电性、非磁性、耐蚀性、耐低温性及弹性，用于制造电器、仪表弹簧及在腐蚀性介及弹性，用于制造电器、仪表弹簧及在腐蚀性介质中任务的弹性元件。质中任务的弹性元件。5、典型弹簧、典型弹簧汽车板簧选材汽车板簧选材 (1) 用途及性能要求 用于缓冲和吸振，接受很大 的交变应力和冲击载荷的作 用，需求高的屈服强度和疲 劳强度。(2) 资料

49、轻型汽车选用65Mn、60Si2Mn钢制造； 中型或重型汽车, 板簧用50CrMn, 55SiMnVB钢； 重型载重汽车大截面板簧用55SiMnMoV, 55SiMnMoVNb钢制造。汽车板簧汽车板簧 (3) 工艺道路热轧钢带(板)冲裁下料压力成型淬火中温回火喷丸强化淬火 温度为850 860 (60Si2Mn钢为870 ), 采用油冷, 淬火后组织为马氏体。回火 温度为420 500 , 组织为回火屈氏体。屈服强度s0.2不低于1100 MPa, 硬度为42 HRC47 HRC, 冲击韧性ak为250 KJ/m2300 KJ/m2。四、四、刃具选材刃具选材1、刃具的任务条件刃具的任务条件切削

50、加工运用的车刀、铣刀、切削加工运用的车刀、铣刀、钻头、锯条、丝锥、板牙等工钻头、锯条、丝锥、板牙等工具统称为刃具。具统称为刃具。(1)刃具切削资料时，遭到被切削资料的剧烈刃具切削资料时，遭到被切削资料的剧烈挤压，刃部遭到很大的弯曲应力。某些刃挤压，刃部遭到很大的弯曲应力。某些刃具具(如钻头、铰刀如钻头、铰刀)还会遭到较大的改动应力还会遭到较大的改动应力作用。作用。(2)刃具刃部与被切削资料剧烈摩擦，刃部温刃具刃部与被切削资料剧烈摩擦，刃部温度可升到度可升到500一一600。(3)机用刃具往往接受较大的冲击与震动。机用刃具往往接受较大的冲击与震动。切削加工切削加工2、刃具的失效方式刃具的失效方式

51、 (1)磨损 由于磨擦，刃具刃部易磨损，这不但添加了切 削抗力，降低切削零件外表质量，也由于刃部外形变化，使被加工另件的外形和尺寸强度降低。 (2)断裂 刃具在冲击力及震动的作用下折断或崩刃。 (3)刃部软化 由于刃部温度升高，假设刃具资料的红硬性低或高温性能缺乏，使刃部硬度显著下降，丧失切削加工才干。3、刃具资料的性能要求刃具资料的性能要求(1)高硬度，高耐磨性。硬度普通要大于高硬度，高耐磨性。硬度普通要大于62HBC；(2)高的红硬性；高的红硬性；(3)强韧性好，强韧性好，(4)高的淬透性；可采用较低的冷速淬火，以高的淬透性；可采用较低的冷速淬火，以防止刃具变形和开裂。防止刃具变形和开裂。

52、4、刃具的选材、刃具的选材简单、低速的手用刃具手锯锯条、挫刀、木工用刨刀、凿子等对红硬性和强韧性要求不高主要的运用性能是高硬度、高耐磨性。可用碳素工具钢制造。如T8、T10、T12钢等。低速切削、外形较复杂的刃具丝锥、板牙、拉刀等，可用低合金刃具钢9SiCr、CrWMn制造。因钢中参与了Cr、W、Mn等元素，使钢的淬透性和耐磨性大大提高，耐热性和韧性也有所改善，可在300的温度下运用。高速切削用的刃具高速切削用的刃具选用高速钢选用高速钢(W18Cr4V、W6M05Cr4V2等等)制制造造高速钢具有高硬度、高耐磨性、高的红硬性、高速钢具有高硬度、高耐磨性、高的红硬性、好的强韧性和高的淬透性的特点

53、，因此在刃具好的强韧性和高的淬透性的特点，因此在刃具制造中广泛运用，用来制造车刀、铣刀、钻头制造中广泛运用，用来制造车刀、铣刀、钻头和其他复杂、精细刀具。高速钢的硬度为和其他复杂、精细刀具。高速钢的硬度为62HRC68HRC，切削温度可达，切削温度可达500550，价钱较贵。价钱较贵。用硬质合金制造用硬质合金制造硬质合金是由硬度和熔点很高的碳化物硬质合金是由硬度和熔点很高的碳化物(TiC(TiC、WC)WC)和金属用粉末冶金方法制成，常和金属用粉末冶金方法制成，常用硬质合金的牌号有用硬质合金的牌号有YG6YG6、YG8YG8、YT6YT6、YTl5YTl5等。硬质合金的硬度很高等。硬质合金的硬

54、度很高(89HRA-94HRA)(89HRA-94HRA)，耐磨性、耐热性好，运用温度可达耐磨性、耐热性好，运用温度可达10001000。它的切削速度比高速钢高几倍。硬质合金它的切削速度比高速钢高几倍。硬质合金制造刀具时的工艺性比高速钢差。普通制制造刀具时的工艺性比高速钢差。普通制成外形简单的刀头，用钎焊的方法将刀头成外形简单的刀头，用钎焊的方法将刀头焊接在碳钢制造的刀杆或刀盘上。硕质合焊接在碳钢制造的刀杆或刀盘上。硕质合金刀具用于高速强力切削和难加工资料的金刀具用于高速强力切削和难加工资料的切削。硬质合金的抗弯强度较低，冲击韧切削。硬质合金的抗弯强度较低，冲击韧性较差，价钱贵。性较差，价钱贵

55、。用陶瓷制造陶瓷用陶瓷制造陶瓷由于硬度极高、耐磨性好、红硬性极高，也用由于硬度极高、耐磨性好、红硬性极高，也用来制造刃具。热压氮化硅来制造刃具。热压氮化硅(Si3N4)(Si3N4)陶瓷显微硬陶瓷显微硬度为度为5000HV5000HV，耐热温度可达，耐热温度可达14001400。立方氮化。立方氮化硼的显微硬度可达硼的显微硬度可达8000HV9000HV8000HV9000HV，允许的任，允许的任务温度达务温度达1400150014001500。陶瓷刀具普通为正。陶瓷刀具普通为正方形、等边三角形的外形，制成不重磨刀片，方形、等边三角形的外形，制成不重磨刀片，装夹在夹具中运用。用于各种淬火钢、冷硬

56、铸装夹在夹具中运用。用于各种淬火钢、冷硬铸铁等高硬度难加工资料的精加工和半精加工。铁等高硬度难加工资料的精加工和半精加工。陶瓷刀具抗冲击才干较低，易崩刃陶瓷刀具抗冲击才干较低，易崩刃 5、齿轮滚刀选材举例齿轮滚刀选材举例 (1) 用途、性能要求 齿轮滚刀外形见图，是消费齿轮的常用刃具，用于加工外啮合的直齿和斜齿渐 开线圆柱齿轮。其外形复杂，精度要求高。齿轮滚刀可用高速钢W18Cr4V钢制造。齿轮滚刀齿轮滚刀 () 资料资料 高速钢高速钢(W18Cr4V) ()工艺道路工艺道路 热轧棒材下料一锻造一球化退火一粗加工一淬火一回火一精加工一外热轧棒材下料一锻造一球化退火一粗加工一淬火一回火一精加工一

57、外表处置表处置 主要工艺主要工艺 (1) 锻造锻造 W18Cr4V钢的始锻温度为钢的始锻温度为1150 1200 , 终锻温度为终锻温度为900 950 。 锻造的目的一是成形锻造的目的一是成形, 二是破碎、细化碳化物二是破碎、细化碳化物, 使碳化物均匀分布使碳化物均匀分布, 防防止废品刀具崩刃和掉齿。止废品刀具崩刃和掉齿。 由于高速钢淬透性很好由于高速钢淬透性很好, 锻后在空气中冷却即可得到淬火组织锻后在空气中冷却即可得到淬火组织, 因此锻因此锻后应慢冷。后应慢冷。(2) 退火 退火温度为870880 ，退火后的组织为索氏体基体和在其中均匀分布的细小粒状碳化物。 退火目的是便于机加工，并为淬

58、火作好组织预备。 (3) 淬火、回火 高速钢的淬火、回火工艺较为复杂。(4) 精加工 包括磨孔、磨端面、磨齿等磨削加工。精加工后刀具可直接运用。 (5) 外表处置 为了提高其运用寿命，可进展外表处置，如：硫化处置、硫氮共渗、离子氮碳共渗离子渗硫复合处置，外表涂覆TiN、TiC涂层等。第十章第十章小结小结1.失效失效零件由于某种缘由，导致其尺零件由于某种缘由，导致其尺寸、外形、或资料的组织与性能发生寸、外形、或资料的组织与性能发生变化而不能完美地完成指定的功能。变化而不能完美地完成指定的功能。零件失效可以分为畸变失效、断裂失零件失效可以分为畸变失效、断裂失效、磨损失效及腐蚀失效几类。效、磨损失效

59、及腐蚀失效几类。2.机械零件选材原那么：机械零件选材原那么：资料的运用性能应满足运用要求。资料的运用性能应满足运用要求。对大量机器零件和工程构件，主要是对大量机器零件和工程构件，主要是机械性能。对一些特殊条件下任务的机械性能。对一些特殊条件下任务的零件，必需根据要求思索资料的物理、零件，必需根据要求思索资料的物理、化学性能运用性能原那么。化学性能运用性能原那么。资料的工艺性能应满足消费工艺的资料的工艺性能应满足消费工艺的要求工艺性能原那么。要求工艺性能原那么。必需思索资料的经济性。采用廉价必需思索资料的经济性。采用廉价的资料，把总本钱降至最低，获得最的资料，把总本钱降至最低，获得最大的经济效益

60、，使产品在市场上具有大的经济效益，使产品在市场上具有最强的竞争力经济性原那么。最强的竞争力经济性原那么。3.对于特定的机械零件，根据不同的失效方式例如对于特定的机械零件，根据不同的失效方式例如弹性失稳引起的失效、过量塑性变形引起的失效、弹性失稳引起的失效、过量塑性变形引起的失效、快速断裂引起的失效等，在进展比较深化的分快速断裂引起的失效等，在进展比较深化的分析后，确定资料及加工工艺。析后，确定资料及加工工艺。.齿轮主要要求疲劳强度，特别是弯曲疲劳强度和齿轮主要要求疲劳强度，特别是弯曲疲劳强度和接触疲劳强度。根据受力分析，齿轮类零件选用接触疲劳强度。根据受力分析，齿轮类零件选用低、中碳钢或其合金