机械设计常用材料
机械工程材料手册
机械工程材料手册机械工程材料是机械制造中的重要组成部分，它直接影响着机械产品的性能、质量和寿命。
在机械工程中，选择合适的材料对于产品的设计和制造至关重要。
本手册将介绍常见的机械工程材料及其特性，帮助工程师和设计师更好地选择和应用材料，提高产品的性能和可靠性。
一、金属材料。
金属材料是机械制造中最常用的材料之一，它具有良好的强度、硬度和耐磨性。
常见的金属材料包括钢、铝、铜、铁等。
钢是一种铁碳合金，具有优异的机械性能，适用于制造各种零部件和结构件。
铝具有较低的密度和良好的导热性，适用于制造轻型结构件。
铜具有良好的导电性和导热性，适用于制造电气部件和散热器。
铁是一种常见的结构材料，具有良好的可焊性和加工性，适用于制造各种机械零部件。
二、非金属材料。
除了金属材料外，非金属材料在机械工程中也扮演着重要的角色。
常见的非金属材料包括塑料、陶瓷、复合材料等。
塑料具有良好的耐腐蚀性和绝缘性，适用于制造各种零部件和外壳。
陶瓷具有良好的耐高温性和硬度，适用于制造高温部件和摩擦件。
复合材料由两种或两种以上的材料组成，具有优异的综合性能，适用于制造高强度和轻质的零部件。
三、材料选择与应用。
在机械工程中，材料的选择与应用是至关重要的。
首先，需要根据产品的工作条件和要求选择合适的材料，如强度、硬度、耐磨性等。
其次，需要考虑材料的加工性能和成本，确保能够满足制造工艺和经济性的要求。
最后，需要对材料进行合理的设计和应用，确保产品具有良好的性能和可靠性。
综上所述，机械工程材料是机械制造中不可或缺的一部分，合理选择和应用材料对于产品的性能和质量至关重要。
本手册将帮助工程师和设计师更好地了解机械工程材料的特性和应用，提高产品的设计和制造水平，推动机械制造技术的发展。
结语。
通过对机械工程材料的介绍，我们可以更好地了解不同材料的特性和应用，为机械产品的设计和制造提供参考和指导。
希望本手册能够帮助工程师和设计师更好地选择和应用材料，提高产品的性能和可靠性，推动机械制造技术的发展。
机械设计常用材料、数据及标准件查询
机械设计常用材料、数据及标准件查询1、普通螺纹直径、螺距（GB/T193-1981）和基本尺寸（GB/T196-1981）2、60°圆锥管螺纹基本尺寸（GB/T12716-199）3、螺栓（GB/T5782-2000）（GB/T5783-2000）4、内六角圆柱螺钉（GB/T70.1-2000）5、六角螺母(GB/T41-2000) (GB/T6170-2000) (GB/T6172.1-2000)6、圆螺母(GB/T812-1998)7、平垫圈(GB/T95-1985)8、标准型弹簧垫圈(GB/T93-1987)、轻型弹簧垫圈(GB/T859-1987)9、平键(GB/T1095-1979) (GB/T1096-1979)10、深沟球轴承(GB/T276-1994)11、推力球轴承(GB/T301-1995)12、常用铸铁牌号特性及其用途举例13、常用钢材牌号特性及其用途举例14、常用有色金属牌号特性及其用途举例15、常用热处理名词解释整理制作:电子邮件:ggg_cel@更多内容请访问:主页1:(流水居)主页2:/wyong886/index.asp螺 纹普通螺纹直径、螺距（GB/T193-1981）和基本尺寸（GB/T196-1981） （mm ）D 、d ——内、外螺的大径； D 2、d 2——内、外螺纹的中径； D 1、d 1——内、外螺纹的外径； P ——螺距；H ——原始三角形高度，H=标记示例：M24：公称直径为24mm 的粗牙普通螺纹M24³ 1.5：公称直径为24mm 螺距为 1.5mm 的细牙普通螺纹注：1、公称直径栏中不带括号的为第一系列，带圆括号的为第二系列，带方括号的为第三系列。
应优先选用第一系列，第三系列尽可能不用。
2、括号内的螺距尽可能不用。
60°圆锥管螺纹基本尺寸（GB/T12716-1991）P=25.4/n H=0.886P h=0.8p f=0.033P =1°47’锥度2tg =1:16标记示列：NPT3/8-LH：60°圆锥管螺纹，尺寸代号为3/8，左旋（如螺纹为右旋，则“-LH”不标）(mm)螺栓六角头螺栓——A和B级（GB/T5782-2000）、六角头螺栓——全螺纹——A和B级（GB/T5783-2000）标记示例：螺纹规格d=M12、公称长度L =80mm、性能等级为8.8级、表面氧化、产品等级为A级的六角头螺栓：螺栓GB/T5782M12³80（mm）注：尽可能不采用括号内的规格内六角圆柱螺钉(GB/T70.1-2000)标记示例:螺纹规格d=M5,公称长度L=20mm,性能等级为8.8级,表面氧化的A级内六角圆柱螺钉:螺钉 GB/70.1-2000 M5³20(mm)注：尽可能不采用括号内的规格螺母六角螺母—C级(GB/T41-2000)、1型六角螺母—A和B级（GB/T6170-2000）六角薄螺母—A和B级（BG/T6172.1-2000）注：1、表中e为圆整近似值。
机械零件的常用材料及其选择
表9-2 价格便宜且供应充分 常用材料的相对价格
材料
种类规格
相对价格
热轧圆刚
铸件
景德镇陶瓷学院专用
碳素结构钢Q235 （φ 33~42） 优质碳素钢 （φ 29~50） 合金结构钢（φ 29~50） 滚动轴承钢（φ 29~50） 合金工具钢（φ 29~50） 4Cr9Si2耐热钢（φ 29~50）
灰铸铁铸件 碳素钢铸件
优先数----表中任意一个数值。 大于10的优先数，可将表数值分别乘以10、100、1000 。
景德镇陶瓷学院专用
国防科大潘存云教授研制
7 机械零件的工艺性及标准化
一、工艺性
零件设 计要求
使用要求----具备所要求的工作能力； 制造要求----制造工艺可行，成本低；
EF G
H JS
零线
轴公差
h KM
P
D
R S
间隙配合 过渡配合
过盈配合
景德镇陶瓷学院专用
国防科大潘存云教授研制
基孔制常用与优先配合的选用
景德镇陶瓷学院专用
国防科大潘存云教授研制
基轴制常用与优先配合的选用
景德镇陶瓷学院专用
国防科大潘存云教授研制
二、 表面粗糙度
定义：零件表面的微观几何形状误差称为表面粗糙度 特征：加工后零件表面留下的微细而凹凸不平的刀痕。
下偏差 ：最小极限尺寸与基本尺寸之差；符号：EI,ei
尺寸公差：最大极限尺寸与最小极限尺寸之差；即
允许的尺寸变动量。
公差=Lmax- Lmax =ES-EI =es-ei
景德镇陶瓷学院专用
国防科大潘存云教授研制
零线：代表基本尺寸所在位置的一条直线；
公差带：由代表上、下偏差的两条直线所限定的区域；
常见的机械材料有哪些
机械制造中最常用的材料是钢和铸铁，其次是有色金属合金，非金属材料如塑料、橡胶等，在机械制造中也得到广泛的应用。
一、金属材料金属材料主要指铸铁和钢,它们都是铁碳合金。
它们的区别主要在于含碳量的不同,含碳量小于2%的铁碳合金称为钢,含碳量大于2%的称为铸铁。
1铸铁：常用的铸铁有灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、合金铸铁等。
其中灰铸铁和球墨铸铁属脆性材料,不能辗压和锻造,不易焊接,但具有适当的易熔性和良好的液态流动性,因而可铸成形状复杂的零件。
灰铸铁的抗压强度高,耐磨性、减振性好,对应力集中的敏感性小,价格便宜,但其抗拉强度较钢差。
灰铸铁常用作机架或壳座。
球墨铸铁强度较灰铸铁高且具有定的塑性,球墨铸铁可代替铸钢和锻钢用来制造曲轴、凸轮轴、油泵齿轮、阀体等。
2钢：钢的强度较高,塑性较好,可通过轧制锻造、冲压、焊接和铸造方法加工各种机械零件,并且可以用热处理和表面处理方法提高机械性能,因此,其应用极为广泛钢的类型很多,按用途分,钢可分为结构钢、工具钢和特殊用途钢。
结构钢可用于加工机械零件和各种工程结构。
工具钢可用于制造各种刀具、模具等。
特殊用途钢(不锈钢、耐热钢、耐腐蚀钢)主要用于特殊的工况条件下。
按化学成分分,钢可分为碳素钢和合金钢。
碳素钢的性能主要取决于含碳量,含碳量越多,其强度越高,但塑性越低。
碳素钢包括普通碳素结构钢和优质碳素结构钢。
普通碳素结构钢(如Q215、0235)般只保证机械强度而不保证化学成分,不宜进行热处理通常用于不太重要的零件和机械结构中。
碳素钢的性能主要取决于其含碳量。
低碳钢的含碳量低于0.25%,其强度极限和屈服极限较低,塑性很高,可焊性好,通常用于制作螺钉、螺母、垫圈和焊接件等。
含碳量在0.1%-0.2%的低碳钢零件可通过渗碳淬火使其表面硬而心部韧,一般用于制造齿轮、链轮等要求表面耐磨而且耐冲击的零件。
中碳钢的含碳量在0.3%-0.5%之间,它的综合力学性能较好,因此可用于制造受力较大的螺栓、螺母键、齿轮和轴等零件。
机械设计基础学习机械工程材料的选择与应用
机械设计基础学习机械工程材料的选择与应用机械设计是机械工程学科的核心领域之一，它涉及到机械元件的设计、制造与应用。
而在机械设计的过程中，材料的选择与应用是至关重要的因素之一。
本文将探讨机械设计中常用的工程材料以及它们的特点与应用。
一、金属材料金属材料是机械设计中最常用的材料之一。
常见的金属材料包括钢、铁、铝、铜等。
钢具有高强度、刚性和耐磨性的特点，广泛应用于制造机械零件和结构件。
铝材轻巧、导热性好，常用于制造轻型机械零件和外壳。
铜材具有良好的导电性和导热性，适用于电子元器件的制造。
在选择金属材料时，需要考虑其强度、耐腐蚀性、导电性等特性，以及成本和可加工性等因素。
二、合成材料合成材料是指由两种或两种以上的材料组合而成的材料。
常见的合成材料有复合材料、聚合材料、陶瓷复合材料等。
复合材料由纤维和基质组成，具有高强度、高刚度和低密度的特点，在航空航天、汽车制造等领域得到广泛应用。
聚合材料如塑料、橡胶等具有良好的抗腐蚀性和绝缘性能，常用于制造密封件和电气元件。
陶瓷复合材料具有高温耐磨性和绝缘性能，适用于高温和腐蚀环境下的应用。
三、非金属材料非金属材料包括塑料、橡胶、玻璃等。
塑料具有良好的韧性和绝缘性能，广泛应用于电器、家具等领域。
橡胶具有良好的弹性和耐磨性，适用于制造密封件和减震器等。
玻璃具有透明的特性，适用于制造光学元件和仪器。
四、选材原则在机械设计中，选材的原则是根据机械零件所处的工作环境和工作要求来选择合适的材料。
首先，要考虑材料的强度和刚度，以保证机械零件在工作负荷下不发生变形和破坏。
其次，要考虑材料的耐磨性和耐腐蚀性，以延长机械零件的使用寿命。
同时，还需考虑材料的导热性、导电性和绝缘性能，以满足特定工作要求。
最后，成本和可加工性也是选材的考虑因素之一。
五、材料应用案例1. 在汽车制造领域，使用高强度的钢材制造车身和车架，以提高碰撞安全性能。
2. 在飞机制造领域，使用复合材料制造机翼和机身，以提高飞机的轻量化和燃油效率。
机械方面常用机械材料
机械方面常用机械材料1. 引言在机械设计和制造中，选择适合的材料对于产品的性能和寿命具有重要影响。
机械材料需要具备一定的力学性能、热性能、化学性能和耐磨性能，以满足不同工况和使用要求。
本文将介绍一些机械方面常用的机械材料，包括金属材料、塑料材料和复合材料。
2. 金属材料金属材料是最常用的机械材料，其具有高强度、高刚度和良好的导电和导热性能。
常用的金属材料包括钢材、铝合金、铜合金等。
2.1 钢材钢材是最常见的金属材料之一，其主要成分为铁和碳，同时添加少量的合金元素来改变其性能。
常见的钢材包括碳素结构钢、合金结构钢和不锈钢。
碳素结构钢具有良好的可塑性和机械性能，在机械制造中广泛应用。
合金结构钢通过添加合金元素如铬、钼等来提高其耐磨性和耐腐蚀性。
不锈钢具有良好的耐腐蚀性能，常用于制造耐酸、耐碱的零件。
2.2 铝合金铝合金具有良好的强度和轻质特性，常用于制造飞机、汽车等需要重量轻的产品。
铝合金具有良好的导热性能，可以有效散热，同时具有一定的可塑性和耐腐蚀性能。
2.3 铜合金铜合金具有良好的导电性和导热性，常用于制造电气设备和导热元件。
铜合金具有较高的强度和耐磨性，适用于制造摩擦零件。
3. 塑料材料塑料材料是一种具有可塑性的合成材料，其主要成分为高分子化合物。
塑料材料具有良好的绝缘性能、耐腐蚀性能和减震性能，常用于制造各种零件和外壳。
聚乙烯是最常见的塑料材料之一，具有良好的韧性和抗冲击性能。
聚乙烯适用于制造容器、管道和绝缘材料。
3.2 聚氯乙烯（PVC）聚氯乙烯具有良好的耐热性和耐腐蚀性能，常用于制造电线、电缆和管道。
聚氯乙烯还可以通过添加不同的添加剂来改变其性能，如增塑剂可以增强其柔韧性。
聚丙烯具有较高的熔融温度和良好的刚性，常用于制造容器、管道和模具。
聚丙烯具有较好的耐腐蚀性能和化学稳定性。
4. 复合材料复合材料是由两种或多种不同材料组合而成的材料，具有优良的综合性能。
复合材料常用于制造高强度、低密度的零件和结构。
机械设计中常用的材料有哪些？
机械设计中常用的材料有哪些？一、金属材料金属材料是机械设计中最常用的材料之一。
金属材料具有优良的导电性、导热性和可塑性等特点，适用于制造机械零件、结构件和工具等。
常见的金属材料包括钢铁、铝合金、铜合金和钛合金等。
1. 钢铁钢铁是机械设计中最重要的材料之一，广泛应用于汽车、建筑、机械制造和船舶等领域。
钢铁具有高强度、可塑性好和耐磨性强的特点，能够满足各种机械设备的使用需求。
2. 铝合金铝合金是一种轻质、高强度的金属材料，广泛应用于航空航天、汽车和电子设备等领域。
铝合金具有良好的耐腐蚀性和导热性，同时具有可塑性强的特点，适合制造复杂形状的零件。
3. 铜合金铜合金具有优良的导电性和导热性，广泛应用于电气设备、通信设备和船舶制造等行业。
铜合金还具有良好的抗磨损性和抗腐蚀性，适用于制造高速运动部件和耐蚀环境中工作的零件。
4. 钛合金钛合金具有高强度、低密度和良好的耐腐蚀性，广泛应用于航空航天、化工和医疗器械等领域。
钛合金还具有优良的生物相容性，适用于制造人工关节、牙齿种植和其他假体等医疗器械。
二、非金属材料除了金属材料，机械设计中还常使用一些非金属材料。
非金属材料具有重量轻、绝缘性好和耐腐蚀性强的特点，适用于制造绝缘件、密封件和轻质结构件等。
1. 塑料塑料是一种常见的非金属材料，具有重量轻、耐腐蚀和绝缘性好的特点。
塑料可塑性强，可以用于制造各种形状的零件和包装材料。
2. 碳纤维复合材料碳纤维复合材料是一种轻质、高强度的材料，具有优异的耐热性、耐腐蚀性和抗疲劳性。
碳纤维复合材料广泛应用于航空航天、汽车和体育器材等领域。
3. 陶瓷材料陶瓷材料具有良好的耐磨、耐腐蚀和绝缘性能，适用于制造高温部件、电子元件和摩擦部件等。
陶瓷材料的硬度高、抗拉强度大，但易于脆断，需要注意避免过大的冲击力。
结语机械设计中材料选择对于产品性能和使用寿命起着重要的作用。
金属材料的高强度和可塑性使其成为机械设计的首选，而非金属材料的轻质和特殊性能则使其在某些特定领域有着广泛的应用。
机械工程材料的定义和分类
机械工程材料的定义和分类机械工程材料是指用于机械工程中作为结构、部件的材料，包括金属材料、非金属材料和复合材料等。
材料的选择对于机械设计的性能、成本、制造和使用寿命都有着重要影响。
一、金属材料金属材料指化学成分中含金属元素为主的材料。
金属材料具有高强度、高导热性、良好的可塑性和成型性等特点。
金属材料常用于机械零部件、结构、传动设备等方面。
1.1 铁类材料铁类材料包括钢、铸铁和铸钢等。
钢是含碳量少于2%的铁碳合金，钢的强度高、可塑性好、韧性良好、耐腐蚀性能好，并且可以通过各种热处理方法改变其物理和机械性能。
铸铁是含碳量大于2%的铁碳合金，铸铁表面硬度高，但脆性较大；铸钢是通过铸造方法制得的一种合金钢，具有钢的特点，但铸造时有些铸钢可能存在缺陷，影响材料的强度和韧性。
1.2 铜类材料铜类材料常用于导电、导热、紫铜管道、合金制品等方面。
铜的优点包括良好的导电性和导热性、良好的可塑性和成型性，以及优良的耐腐蚀性。
铜合金的强度和硬度比铜高，可以提高材料的使用寿命。
1.3 铝类材料铝类材料具有轻质、良好的耐腐蚀性、良好的导热性和良好的成型性等优点，常用于航空、汽车制造和建筑业等方面。
铝类材料包括纯铝、铝合金、铝镁合金等，铝合金的强度和硬度比纯铝高，而铝镁合金还具有良好的抗腐蚀性。
1.4 钛类材料钛类材料具有极高的强度、硬度和耐腐蚀性，并且比铜、铝和钢轻，常用于高要求的工业应用中，如航空、航天和汽车制造等领域。
二、非金属材料非金属材料指化学成分中除金属元素外的所有固态材料，包括塑料、橡胶、陶瓷、玻璃和石材等。
2.1 塑料塑料是一种由高分子化合物制成的有机聚合物，具有良好的耐腐蚀性、绝缘性和成型性，常用于制造容器、管道、电缆保护管等。
2.2 橡胶橡胶是一种由高分子化合物制成的弹性材料，具有良好的弹性和耐磨性等特点，常用于密封件、振动器、轮胎和橡胶输送带等方面。
2.3 陶瓷陶瓷是一种由无机非金属材料制成的材料，具有高强度、硬度和耐磨性等特点，常用于电子器件、瓷器、建筑材料等领域。
(完整版)机械设计基础知识点整理
1、机械零件常用材料：普通碳素结构钢（Q屈服强度）优质碳素结构钢（20平均碳的质量分数为万分之20）、合金结构钢（20Mn2锰的平均质量分数约为2%）、铸钢（ZG230-450屈服点不小于230，抗拉强度不小于450）、铸铁（HT200灰铸铁抗拉强度）2、常用的热处理方法：退火（随炉缓冷）、正火（在空气中冷却）、淬火（在水或油中迅速冷却）、回火（吧淬火后的零件再次加热到低于临界温度的一定温度，保温一段时间后在空气中冷却）、调质（淬火+高温回火的过程）、化学热处理（渗碳、渗氮、碳氮共渗）3、机械零件的结构工艺性：便于零件毛坯的制造、便于零件的机械加工、便于零件的装卸和可靠定位4、机械零件常见的失效形式：因强度不足而断裂；过大的弹性变形或塑性变形；摩擦表面的过度磨损、打滑或过热；连接松动；容器、管道等的泄露；运动精度达不到设计要求5、应力的分类：分为静应力和变应力。
最基本的变应力为稳定循环变应力，稳定循环变应力有非对称循环变应力、脉动循环变应力和对称循环变应力三种6、疲劳破坏及其特点：变应力作用下的破坏称为疲劳破坏。
特点：在某类变应力多次作用后突然断裂；断裂时变应力的最大应力远小于材料的屈服极限；即使是塑性材料，断裂时也无明显的塑性变形。
确定疲劳极限时，应考虑应力的大小、循环次数和循环特征7、接触疲劳破坏的特点：零件在接触应力的反复作用下，首先在表面或表层产生初始疲劳裂纹，然后再滚动接触过程中，由于润滑油被基金裂纹内而造成高压，使裂纹扩展，最后使表层金属呈小片状剥落下来，在零件表面形成一个个小坑，即疲劳点蚀。
疲劳点蚀危害：减小了接触面积，损坏了零件的光滑表面，使其承载能力降低，并引起振动和噪声。
疲劳点蚀使齿轮。
滚动轴承等零件的主要失效形式8、引入虚约束的原因：为了改善构件的受力情况（多个行星轮）、增强机构的刚度（轴与轴承）、保证机械运转性能9、螺纹的种类：普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹10、自锁条件：λ≤ψ即螺旋升角小于等于当量摩擦角11、螺旋机构传动与连接：普通螺纹由于牙斜角β大，自锁性好，故常用于连接；矩形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹因β小，传动效率高，故常用于传动12、螺旋副的效率：η=有效功/输入功=tanλ/tan（λ+ψv）一般螺旋升角不宜大于40°。
10种机械设计常用材料
1、45——优质碳素结构钢，是最常用中碳调质钢。
主要特征:最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，淬透性低，水淬时易生裂纹。
小型件宜采用调质处理，大型件宜采用正火处理。
应用举例:主要用于制造强度高的运动件，如透平机叶轮、压缩机活塞。
轴、齿轮、齿条、蜗杆等。
焊接件注意焊前预热，焊后消除应力退火。
2、Q235A（A3钢）——最常用的碳素结构钢。
主要特征:具有高的塑性、韧性和焊接性能、冷冲压性能，以及一定的强度、好的冷弯性能。
应用举例:广泛用于一般要求的零件和焊接结构。
如受力不大的拉杆、连杆、销、轴、螺钉、螺母、套圈、支架、机座、建筑结构、桥梁等。
3、40Cr——使用最广泛的钢种之一，属合金结构钢。
主要特征:经调质处理后，具有良好的综合力学性能、低温冲击韧度及低的缺口敏感性，淬透性良好，油冷时可得到较高的疲劳强度，水冷时复杂形状的零件易产生裂纹，冷弯塑性中等，回火或调质后切削加工性好，但焊接性不好，易产生裂纹，焊前应预热到100～150℃，一般在调质状态下使用，还可以进行碳氮共渗和高频表面淬火处理。
应用举例:调质处理后用于制造中速、中载的零件，如机床齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶针套等，调质并高频表面淬火后用于制造表面高硬度、耐磨的零件，如齿轮、轴、主轴、曲轴、心轴、套筒、销子、连杆、螺钉螺母、进气阀等，经淬火及中温回火后用于制造重载、中速冲击的零件，如油泵转子、滑块、齿轮、主轴、套环等，经淬火及低温回火后用于制造重载、低冲击、耐磨的零件，如蜗杆、主轴、轴、套环等，碳氮共渗处即后制造尺寸较大、低温冲击韧度较高的传动零件，如轴、齿轮等。
4、HT150——灰铸铁应用举例:齿轮箱体，机床床身，箱体，液压缸，泵体，阀体，飞轮，气缸盖，带轮，轴承盖等5、35——各种标准件、紧固件的常用材料主要特征:强度适当，塑性较好，冷塑性高，焊接性尚可。
冷态下可局部镦粗和拉丝。
淬透性低，正火或调质后使用应用举例:适于制造小截面零件，可承受较大载荷的零件：如曲轴、杠杆、连杆、钩环等，各种标准件、紧固件6、65Mn——常用的弹簧钢应用举例:小尺寸各种扁、圆弹簧、座垫弹簧、弹簧发条，也可制做弹簧环、气门簧、离合器簧片、刹车弹簧、冷卷螺旋弹簧，卡簧等。
机械设计常用材料及特性简介
通过热处理可以调整其力学性能的不锈钢，通俗地说，是一类可硬化的不锈钢。典型牌 号为Cr13型，如2Cr13 ,3Cr13 ,4Cr13等。粹火后硬度较高，不同回火温度具有不同强 韧性组合，主要用于蒸汽轮机叶片、餐具、外科手朮器械。根据化学成分的差异，马氏 体不锈钢可分为马氏体铬钢和马氏体铬镍钢两类。根据组织和强化机理的不同，还可分 为马氏体不锈钢、马氏体和半奥氏体（或半马氏体）沉淀硬化不锈钢以及马氏体时效不
SPCC-SD表示标准调质、无光泽精轧的一般用冷轧碳素薄板,材料厚度在3mm一 下SPCCT-SB表示标准调质、光亮加工、要求保证机械性能的冷轧碳素薄板,材料 厚度在3mm一下
冷轧深冲钢带SPCD 冲压性能更好、且不宜产生线,材料厚度在3mm一下 冷轧超深冲钢带 SPCE 优良的冲压成型性能、可减少冲压道次,材料厚度在3mm 一下
相、食品工业、沿海设施 适于海水用设备、化学、染料、造纸、草酸、肥料生产设备、照
相、食品工业、沿海设施
用于冲压，拉深和搓牙模高镜面高精密模具。摄像机、化妆容器 、透明罩类、透明胶片等
专门用途的碳素钢，例如桥梁钢、船用钢等
用于制造强度要求较高的零件，如齿轮、轴、活塞销等和受力不 很大的机械加工件、锻件、冲压件和螺栓、螺母、管接
SUS410为马氏体不锈钢，淬透性好它具有较高的硬度，韧性，较好的耐腐性， 热强性和冷变形性能，减震性也很好。要求高温或低温回火，但应避免在370560℃之间进行回火处理 SUS420钢材高韧性，高硬度空冷淬硬高铬工具钢，比SKD钢材的硬度及韧性 好，高镜面、高耐蚀。热处理尺寸变化小，SUS420宜线割加工。 高硬度和较好的耐磨性能，在打磨时，它的缺点是粘性比较大，而且升温很 快，但它比任何碳钢都更容易打磨，用手锯切料也容易得多。440C的退火温度 很低，硬度通常达到HRC56-58，耐蚀性和韧性都很强，现更广泛应用于手制刀 及优质厂制刀具
机械设计常用材料
Word-可编辑
一、材料代号的统一
1.普通结构用钢：Q235
2.轴类零件：S45，SKD11，SUJ2等，推荐使用标准镀硬铬棒45钢，或SUJ2（轴承钢）
3.铝合金材料：AL5052,AL5056,AL6061,AL6063,
4.不锈钢材料：SUS304，SUS316
5.非金属材料：POM，尼龙，MC尼龙，优力胶，铁氟龙，电木
6.其它金属材料：黄铜，紫铜，铬铜，
二、表面处理
1.镀锌：用于普通钢零件，板件
目的、长处：防锈、低价格，但外观不好
2.镀化镍：用于钢，不锈钢，铜，铝合金
目的、长处：防锈、高价格，耐腐蚀性提高
3.镀硬铬：用于钢，铜，黄铜
目的、长处：有光泽外观，耐腐蚀性良好
4.发黑处理：用于钢
目的、长处：外观良好，价格低，处理时光短
5.阳极氧化：用于铝合金，分为本色和黑色
目的、长处：防腐性，耐磨性，耐热性较好，无导电性，
三、钢铁材料的热处理
1.轴的调质
2.零件表面或整体淬火,渗碳淬火，渗氮，碳氮共渗，氮化
3.硬度的标示：以洛氏硬度标注，代号HRC~
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机械常用的材料
材质1、A2-70”是不锈钢螺栓、螺钉、螺柱和螺母的性能标记，“-”前的“A2”表示的是材料组别，即奥氏体钢第二组A2，“-”后的数字部分“70”表示产品的性能等级，其数字为公称抗拉强度的1/10，即，此产品的性能抗拉强度为700N/（mm*mm)。
2、8.8级螺栓的含义是螺栓强度等级标记代号由“•”隔开的两部分数字组成。
标记代号中“•”前数字部分的含义表示公称抗拉强度，碳钢：公制螺栓机械性能等级可分为：3.6、4.6、4.8、5.6、5.8、6.8、8.8、9.8 、13.58.8级螺栓的前一个8的含义是每平方毫米的抗拉强度是800牛也就是80公斤的拉力，后一个八的意思是8.8级产品的屈服点为6400N/mm2。
3、65Mn、锰提高淬透性，φ12mm的钢材油中可以淬透，表面脱碳倾向比硅钢小，经热处理后的综合力学性能优于碳钢，但有过热敏感性和回火脆性。
用作小尺寸各种扁、圆弹簧、座垫弹簧、弹簧发条，也可制作弹簧环、气门簧、离合器簧片、刹车弹簧及冷拔钢丝冷卷螺旋弹簧。
有优良的综合性能，如力学性能(特别是弹性极限、强度极限、屈强比)、抗弹减性能(即抗弹性减退性能，又称抗松弛性能)、疲劳性能、淬透性、物理化学性能(耐热、耐低温、抗氧化、耐腐蚀等)。
为了满足上述性能要求，弹簧钢具有优良的冶金质量(高的纯洁度和均匀性)、良好的表面质量(严格控制表面缺陷和脱碳)、精确的外形和尺寸。
65Mn 钢板强度、硬度、弹性和淬透性均比65号钢高，具有过热敏感性和回火脆性倾向，水淬有形成裂纹倾向。
退火态可切削性尚可，冷变形塑性低，焊接性差。
受中等载荷的板弹簧，直径达7-20mm的螺旋弹簧及弹簧垫圈.弹簧环。
高耐磨性零件，如磨床主轴，弹簧卡头。
精密机床丝杆。
切刀。
螺旋辊子轴承上的套环。
铁道钢轨等。
4、HT200材料名称：灰铁200 指的是最低抗拉强度为200MPa的灰铸铁。
抗拉强度和塑性低，但铸造性能和减震性能好，主要用来铸造汽车发动机汽缸、汽缸套、车床床身等承受压力及振动部件。
机械设计常用材料
一、材料代号的统一
1.一般结构用钢：Q235
2.轴类零件：S45，SKD11，SUJ2等，推荐使用标准镀硬铬棒45钢，或SUJ2（轴承钢）
3.铝合金材料：AL5052,AL5056,AL6061,AL6063,
4.不锈钢材料：SUS304，SUS316
5.非金属材料：POM，尼龙，MC尼龙，优力胶，铁氟龙，电木
6.其它金属材料：黄铜，紫铜，铬铜，
二、表面处理
1.镀锌：用于一般钢零件，板件
目的、特长：防锈、低价格，但外观不好
2.镀化镍：用于钢，不锈钢，铜，铝合金
目的、特长：防锈、高价格，耐腐蚀性提高
3.镀硬铬：用于钢，铜，黄铜
目的、特长：有光泽外观，耐腐蚀性良好
4.发黑处理：用于钢
目的、特长：外观良好，价格低，处理时间短
5.阳极氧化：用于铝合金，分为本色和黑色
目的、特长：防腐性，耐磨性，耐热性较好，无导电性，
三、钢铁材料的热处理
1.轴的调质
2.零件表面或整体淬火,渗碳淬火，渗氮，碳氮共渗，氮化
3.硬度的标示：以洛氏硬度标注，代号HRC~
J2（轴承钢）。
机械制造中的机械工程材料与应用
机械制造中的机械工程材料与应用机械工程是一个广泛而重要的领域，它涉及到许多不同类型的机械设备和系统的设计、制造和维护。
在机械制造中，使用适当的机械工程材料对于提高产品的质量和性能至关重要。
本文将探讨机械工程材料的种类和其在机械制造中的应用。
一、金属材料金属材料是机械工程中最常用的材料之一。
金属具有良好的强度、硬度和导热性能，使其非常适合机械零部件的制造。
常见的金属材料包括钢、铝、铜和铁等。
1. 钢：钢是机械制造中最常用的金属材料之一。
它具有优异的强度和韧性，可以用于制造各种零部件，如轴、齿轮和轮毂等。
钢的不同成分和处理方式可以产生不同的特性，如不锈钢、弹簧钢和合金钢等。
2. 铝：铝是一种轻质金属，具有良好的导热性和抗腐蚀性能。
它被广泛应用于航空、汽车和电子行业中，用于制造飞机结构、汽车车身和电子外壳等部件。
3. 铜：铜具有良好的导电性和导热性能，因此它常用于制造电气设备、线缆和管道等。
此外，铜还具有良好的抗腐蚀性能，使其在海洋工程和化学工业中广泛应用。
4. 铁：铁是一种常见的金属材料，在机械制造中被广泛使用。
它可以通过锻造、铸造和焊接等工艺进行加工，用于制造结构零件、轴承和齿轮等。
二、非金属材料除了金属材料外，机械工程中还广泛使用一些非金属材料，如塑料、复合材料和陶瓷等。
这些材料具有独特的性能，适用于特定的机械制造应用。
1. 塑料：塑料是一种轻质、耐腐蚀的材料，具有良好的绝缘性能。
它在机械制造中常用于制造塑料零件、密封件和绝缘材料等。
常见的塑料材料有聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等。
2. 复合材料：复合材料是由两种或更多种材料组合而成的材料。
它通常由纤维增强材料和基体材料组成，例如碳纤维增强塑料和玻璃纤维增强复合材料。
复合材料具有优异的强度和轻质化特性，在航空航天、汽车和体育器材等领域得到广泛应用。
3. 陶瓷：陶瓷是一种硬、脆且耐高温的材料。
它具有优异的耐磨性和耐腐蚀性能，被广泛应用于制造刀具、轴承和瓷器等产品。
分析机械设计中的材料选择及应用
分析机械设计中的材料选择及应用材料选择在机械设计中十分重要，影响着产品的性能、制造成本和使用寿命。
在进行材料选择时，需要综合考虑材料的力学性能、化学性能、物理性能、耐磨性、耐腐蚀性、导电性、导热性等因素。
以下是机械设计中常见的材料选择及应用的分析。
一、金属材料金属是机械设计中使用最广泛的材料之一。
常见的金属包括钢、铝、铜、镁等。
钢是一种强度高、刚性好的金属材料，常用于制造重要的结构部件，如机床主轴、汽车车架等。
铝是一种密度较小、强度较低的材料，广泛应用于航空航天、汽车、电子等领域。
铜是一种导电性好、热传导性好的金属材料，常用于制造导线、散热器等。
镁是一种密度最轻的结构金属材料，强度较低，常用于制造航空航天器件。
二、塑料材料塑料是一种重要的工程材料，具有重量轻、成本低、加工性能好等优点。
常见的塑料材料有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)等。
聚乙烯具有良好的电绝缘性和耐候性，常用于制造输电线路绝缘层。
聚丙烯具有耐低温、耐腐蚀等特点，广泛应用于化工容器、自动化设备等领域。
聚氯乙烯具有优良的机械强度和耐热性，常用于制造管道、电缆护套等。
聚苯乙烯具有较好的阻燃性和机械强度，常用于制造家电外壳、包装材料等。
三、复合材料复合材料是由两种或两种以上材料通过一定的工艺组成的材料。
常见的复合材料有碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料等。
碳纤维复合材料具有较高的强度和刚度，同时具有重量轻的特点，常用于航空航天器件、汽车等领域。
玻璃纤维复合材料具有较好的耐腐蚀性和导电性，广泛应用于风力发电、船舶制造等。
四、陶瓷材料陶瓷材料具有高温稳定性、硬度高、抗腐蚀性好的特点，常用于制造高温部件、耐磨部件等。
常见的陶瓷材料有氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷等。
在机械设计中，材料的选择应根据具体的使用环境和要求来进行，在确保产品性能的前提下，尽量选择经济性好的材料，以降低产品的制造成本。
材料的选择还需要考虑产品的可持续性和环境影响，选择环保的材料，减少对环境的负面影响。
机械设计材料汇总表
机械设计材料汇总表1. 引言在机械设计过程中，材料选择是至关重要的一步。
不同的材料具有不同的性能特点，适用于不同的工程需求。
为了帮助设计师更好地选择适合的材料，本文将汇总一些常用的机械设计材料及其特性，供设计师参考。
2. 金属材料2.1 钢材•特点：钢材具有优良的强度和韧性，耐久性强，易于加工和焊接。
•主要应用：广泛用于制造机械零件、车辆结构、建筑材料等。
•常见种类：碳钢、合金钢、不锈钢等。
2.2 铝材•特点：铝材具有轻质、导热性好、耐腐蚀等特点。
•主要应用：广泛用于航空航天、汽车制造、建筑等领域。
•常见种类：纯铝、铝合金等。
2.3 铜材•特点：铜材具有良好的导电和导热性能，抗腐蚀性好。
•主要应用：广泛用于电子器件、导线、管道等领域。
•常见种类：紫铜、黄铜等。
2.4 钛材•特点：钛材具有优良的耐腐蚀性、高强度和低密度。
•主要应用：广泛用于航空航天、船舶制造等领域。
•常见种类：纯钛、钛合金等。
3. 塑料材料3.1 聚乙烯（PE）•特点：聚乙烯具有良好的耐腐蚀性、耐磨性和电绝缘性，具有较高的韧性。
透明度较好。
•主要应用：广泛用于管道、容器、薄膜等领域。
•常见种类：高密度聚乙烯（HDPE）、低密度聚乙烯（LDPE）等。
3.2 聚丙烯（PP）•特点：聚丙烯具有良好的韧性和耐高温性能，具有较好的化学稳定性。
•主要应用：广泛用于制造塑料薄膜、管道、容器等。
•常见种类：均聚丙烯、共聚丙烯等。
3.3 聚氯乙烯（PVC）•特点：聚氯乙烯具有良好的耐腐蚀性和电绝缘性，易于加工和成型。
•主要应用：广泛用于建筑材料、电线电缆、塑料制品等。
•常见种类：硬质聚氯乙烯（UPVC）、软质聚氯乙烯（PVC）等。
3.4 聚苯乙烯（PS）•特点：聚苯乙烯具有良好的透明性、刚性和耐冲击性。
•主要应用：广泛用于制造塑料容器、电器外壳等。
•常见种类：聚苯乙烯（GPPS）、高冲击聚苯乙烯（HIPS）等。
4. 复合材料4.1 碳纤维复合材料•特点：碳纤维复合材料具有较高的强度和刚度，同时具有低密度、耐腐蚀、抗疲劳等特点。
机械设计常用材料
温
度
℃
V型冲击功（纵向）
≤16
＞16
~40
＞40
~60
＞60
~100
＞100
~150
＞150
≤16
＞16
~40
＞40
~60
＞60
~100
＞100
~150
＞150
不小于
不小于
不小于
Q195
—
（195）
（185）
—
—
—
—
315~390
33
32
—
—
—
—
—
—
F、b、Z
Q215
A
215
5
25
60Sin2MnA
440
1569
1373
20
55 CrMna
830~860
油
460~510
1226
1079
（σ0.2）
9
20
321
321
用于车辆、拖拉机上负荷较重、应力较大的板簧和直径较大的螺旋弹簧
60CrMnA
460~520
60Si2CrA
870
油
420
1765
1569
6
20
321（热轧+热处理）
1.4~1.14
1.14~1.15
1.04~1.06
0.7~0.9
0.7~0.9
2.4~2.6
1.9~2.3
1.8~2.45
常用材料的弹性模量及泊松比
名称
弹性模量E
GPa
切变模量G
GPa
泊松比μ
名称
机械设计面试题
机械设计面试题1. 机械设计中经常用到的材料有哪些以及它们的特点是什么？常见的机械设计材料有金属、塑料、玻璃、陶瓷等。
它们的特点如下：- 金属：强度高、易加工和连接、导电性好，但密度大、易腐蚀和氧化。
- 塑料：有机高分子复合材料，轻质、廉价、耐腐蚀、减震、绝缘性好、易制造等优点，但强度、刚度和耐热性等方面不如金属材料。
- 玻璃：透光、耐热、柔韧，但脆性大、易碎。
- 陶瓷：硬度高、耐磨、透光，但易破裂、制造难度大。
2. 什么是齿轮传动？齿轮有哪些种类？齿轮传动是利用一对或多对齿轮的啮合来传递动力和运动的一种机械传动方式。
齿轮根据共轴性和轮齿形状可分为以下种类：- 直齿轮：轮齿为直线，啮合运动平稳- 锥齿轮：轮齿为锥面形，可转换转轴和转速- 圆弧齿轮：轮齿为圆弧形，啮合运动平稳，传动力大- 蜗杆齿轮：具有自锁功能，可实现大减速比传动- 齿轮泵：内部装有齿轮，通过旋转实现流体传动3. 机械设计中常用的结构件有哪些？机械设计中常用的结构件有轴、齿轮、联轴器、轴承、键、螺栓、弹簧、垫圈等。
4. 什么是减速机？有哪些应用场景？减速机是一种常见的机械传动装置，用于降低电机或其他动力源的转速，提高输出扭矩或其他性能参数。
例如，在机床、冶金设备、采矿机械、纺织机械、食品机械等行业都会使用减速机。
5. 什么是机械密封？有哪些常见的机械密封类型？机械密封是一种通过机械装置将两个工作部件之间隔离的密封方式。
常见的机械密封类型有：- 轴封：用于轴向的密封，常用于泵、压缩机、齿轮箱等- 接头密封：用于连接部件之间的密封，常用于管路连接等- 手动密封：使用机械装置或手动力来产生密封，适用于各种密封要求临时使用。
6. 在机械设计中，如何选择适当的轴承类型？在机械设计中，选择适当的轴承类型需要考虑以下因素：- 轴承负载类型和大小- 转速- 工作温度和湿度- 轴承安装位置和安装方式- 轴承材料和润滑方式7. 在机械设计中，如何对装配进行优化？在机械设计中，对装配进行优化通常需要考虑以下因素：- 减少零部件数量- 使用标准零件- 优化零部件的位置和方向，确保按正确的顺序进行装配- 使用易于组合的结构设计- 考虑生产效率和维修成本- 通过CAE软件模拟和分析，预测和解决装配问题。
机械设计常用材料
机械设计常用材料金属材料是机械设计中最常用的材料，主要有钢铁、铝合金、铜合金和镍合金等。
钢铁是最常见的金属材料，具有优异的机械性能和可靠性，广泛应用于机械制造中。
常见的钢铁材料有普通碳素钢、合金钢和不锈钢等，根据机械设备的使用环境和要求，可以选择适合的钢铁材料。
铝合金具有较低的密度和良好的导热性能，在一些对重量要求较高的场合，常会选择铝合金作为材料。
铜合金具有优异的导电性能和耐腐蚀性能，广泛应用于电子设备和导电部件中。
镍合金具有良好的耐高温和耐腐蚀性能，常用于高温和腐蚀环境下的机械设备。
塑料材料在机械设计中也得到了广泛应用，主要有通用塑料、工程塑料和高性能塑料。
通用塑料主要包括聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯等，具有质轻、成型性好和价格低廉等特点，常被用于低负荷和一次性使用的零部件中。
工程塑料具有较高的强度、硬度和耐热性，常用于对性能要求较高的机械设备中。
高性能塑料具有优异的耐化学腐蚀性能和耐高温性能，常用于特殊环境下的机械设备，如化工设备和航天器材。
复合材料是近年来逐渐兴起的新兴材料，具有轻质、高强度和良好的抗冲击性能等特点。
常见的复合材料有碳纤维、玻璃纤维和陶瓷复合材料等。
碳纤维具有质轻、高强度和耐热性能，广泛应用于航天器材、汽车和体育器材等领域。
玻璃纤维具有良好的绝缘性能和耐腐蚀性能，常用于电子设备和船舶等领域。
陶瓷复合材料具有较高的硬度和良好的磨损性能，常用于切削工具和磨料等领域。
总结起来，机械设计常用的材料主要有金属材料、塑料材料和复合材料。
钢铁、铝合金、铜合金和镍合金是常见的金属材料，具有优异的机械性能；聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯等是常见的塑料材料，具有质轻、成型性好和价格低廉等特点；碳纤维、玻璃纤维和陶瓷复合材料等是常见的复合材料，具有轻质、高强度和良好的抗冲击性能等特点。
在机械设计中，根据机械设备的使用环境和要求，选择适合的材料是非常重要的。
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常用数据:
材料线[膨]胀系数
常用材料的密度
常用材料的弹性模量及泊松比
常用法定计量单位及换算关系
碳素结构钢（GB700—88）
优质碳素结构钢（GB699—88）
弹簧钢（GB122—84）
合金结构钢（GB3077—82）、不锈钢棒（GB1220—84）
合金结构钢
40CrNiMOA 不锈钢棒
注：1. 表中合金结构钢HB*系YB6——71规定的硬度值，不锈钢棒HB*为GB1220-84规定
的硬度值。
2. 表中1Cr13、2Cr13、3Cr13钢和Cr19和Ni19钢的数据分别适用于直径、边
长、内切圆直径厚度≤75mm和≤180mm钢棒。
一般工程用铸造碳钢（GB5676-85）
球墨铸铁（GB1348—88）
注：牌号无后面字母A，表示牌号系由单铸试块测定的机械性能。
牌号后面具有字母A，表
示牌号系由附铸试块测定的
机械性能，这些牌号适用于质量大于2000kg及壁厚在30~200mm的球软件。
灰铸铁（GB 9439—88）
注：灰铸铁的硬度，系由经验关系式计算，即，当σb ≥196Mpa 时，HB=RH(100+σb )。
RH 一般取~
冷轧钢板和钢带（GB708-88）
热轧钢板（
GB709-88）
注：钢板宽度系列为600,650,700,710,750~1000（50进位），1250,1400，1420，1500~3000（100进位），3200~380（200进位。
）
热轧圆钢和方钢尺寸（GB702-86）
注：1.本标准适用于直径为~250mm的热轧圆钢和边长为~200mm的热轧方钢。
2.各种直径优质钢的长度为2~6m;普通钢的长度当直径或边长小于25mm时为4~10m.
3.表中带*者不推荐使用。
热轧等边角钢（GB9797—88）
注：1. 角钢长度为：角钢号2~9，长度量10~14，长度4~19m 。
2．d r
3
11
热轧槽钢（GB707-88）
W x , W y ——截面系数
标记示例： 热轧槽钢88
70023588707970180-----⨯⨯GB A Q GB （碳素结构钢Q235-A ，尺寸为180×70×9mm ）
注：槽钢长度：槽钢号8，长度5~12m; 槽钢号10~18，长度5~19m；槽钢号20~32，长度6~19m。
热轧工字钢（GB706-88）
W x , W
y
——截面系数
标记示例：
热轧工字钢
（碳素结构钢Q235-A，尺寸为144××88mm）
注：工字钢长度：工字钢号10~18,长度为5~19m;工字钢20~40，长度为6~19m。