第九章 工程材料的选用及机械零件毛坯的选择

二.按制造工艺性能要求选材（续）
生产方法、零件结构、零件材料三者的关系 生产方法、零件结构、零件材料三者之间存在相互相依 又相互制约的关系。如某一类零件结构可以有几种生产方法， 有几种材料可供选择。但有时有的零件结构只有一种合理的 生产方法或只能选用某一种材料；而有时先确定零件生产方 法，再按生产工艺要求选择材料，并确定零件结构使之符合 生产工艺要求。还可以先选定材料，后确定生产方法；最后 设计零件结构。
三.按经济性原则要求选材
1．材料价格对成本的影响 在满足使用性能和工艺性能要求前提下，选用价格最低材料。 2．材料工艺性对成本的影响 小批量单件生产结构简单零件，材料费在零件制造成本中所 占的比例较大。 大批量、结构复杂、技术要求高、加工工序多的精密零件， 加工费则是零件制造成本的主要部分。 材料的切削加工性对零件制造成本的影响很大。灰铸铁和中 碳结构钢切削加工性最好。而高碳钢和合金钢的切削加工性 都很差，加工费增加。
一.按材料使用性能要求选材
2．按零件失效形式选材(续) 3 ）失效分析一般包括五个方面：
取样，即收集失效零件的残体； ① 取样，即收集失效零件的残体； 整理失效零件的有关资料； ② 整理失效零件的有关资料； 将所选样品进行宏观和微观的断口分析； ③ 将所选样品进行宏观和微观的断口分析； 测定样品的必要数据， ④ 测定样品的必要数据，其中包括设计性能指标与 失效的有关性能指标，材料的组织及化学成分等； 失效的有关性能指标，材料的组织及化学成分等； 综合各方面分析资料作出判断， ⑤ 综合各方面分析资料作出判断，确定失效的具体 原因，提出改进措施，写出分析报告。 原因，提出改进措施，写出分析报告。
一.按材料使用性能要求选材
1．按零件工作条件选材 （1）承受拉伸、压缩载荷 （2）承受周期性交变载荷 （3）承受摩擦磨损载荷 （4）高速旋转及有惯性要求的零件 （5）专业用钢的选用
一.按材料使用性能要求选材
2．按零件失效形式选材 （１） 零件失效形式 １）失效的基本类型：可分为断裂、过量变 形、表面损伤3大类。 ２）导致零件失效的主要原因 ①设计②材料 ③制造工艺④安装使用
二.按制造工艺性能要求选材
常用材料的工艺性能如下： （1）碳素钢和合金钢：碳素钢和合金钢在室温时为 多相结构，加热到一定温度时呈单相组织，具有 良好的塑性和较小的变形抗力。因此，具有良好 的锻造性能。 （２）铸铁：包括灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁的 碳当量都接近共晶成分，故熔点低，流动性好。 由于石墨化作用，铸件收缩小（可锻铸铁除外）， 故各类铸铁具有良好的铸造性能。但可锻性和可 焊性极差。
第九章 工程材料的选用 及机械零件毛坯的选择
选材的一般原则
1）材料的使用性能 是选材首要考虑的问题。一般机械零件，主要是力 学性能要求；有时也要求一定理化性能，如:密度、 热膨胀、电绝缘、耐腐蚀等。 2）材料的工艺性能 不同形式结构，采用不同方法制造，不同制造方法 则要求选用不同的材料，使制造工艺简单、成本低 。 3）材料的经济性 在保证使用与制造工艺要求的前提下，应使材料价 格低，材料来源供应充足。
二.按制造工艺性能要求选材（续）
（3）非铁合金：常用的是铜合金和铝合金。一类 为形变合金，其合金元素含量较少，室温时呈单 相组织，具有良好的塑性。另一类为铸造合金， 其成分在共晶成分附近的合金，具有良好的铸造 性能，铸造合金的切削加工性比形变合金好。 （4）工程塑料：热固性塑料成型工艺差，一般都 采用压制成型。热塑性塑料具有优良的成型工艺 性，可采用注塑、挤塑、吸塑、吹塑等成型方法。 另外还具有良好的焊接和粘接性能，故可提高制 品设计的灵活性和结构复杂性。
三.按经济性原则要求选材（续）
3．零件使用寿命对成本的影响 零件的使用材料性能差，则零件的使用寿 命短。 4．材料供应状况对成本的影响 选材时应立足于国内，同时考虑到国内的 生产和供应状况。在同一产品中，选用材 料的种类、价格、应尽量少而集中，以减 少采ຫໍສະໝຸດ Baidu运输及库存的费用。