项目7 常用机械零件的材料选择
机械零件常用材料
附录A 机械零件的常用材料 机械零件的常用材料分为金属和非金属两大类。
其中，金属材料应用最广，非金属材料以其独特的性能也日益显示出广阔的应用前景。
金属材料包括黑色金属（钢、铸铁）和有色金属，前者应用最多。
此外，近年来复合材料的研究与开发，也已成为材料科学的一个新方向。
下面简要介绍机械零件的常用材料及其应用。
A.1 钢钢的品种多，性能好，是机械零件最常用的材料。
A.1.1 碳素钢碳素钢的性能主要取决于含碳量，即碳的质量百分含量。
含碳量越高，钢的强度越高，塑性越低。
由于碳素钢生产批量大，价格低，供应充足，一般的机械零件应优先选用。
碳素钢分为碳素结构钢（GB/T 700—1988）和优质碳素结构钢（GB/T 699—1988）。
前者主要用于受力不大而且基本上是承受静载荷的零件，其中以Q235、Q255较为常用。
这类钢只保证机械强度，不保证化学成分，故不能进行热处理。
优质碳素结构钢含磷、硫等杂质较少，其性能优于碳素结构钢，而且能同时保证钢的机械性能和化学成分，可以进行热处理，故常用于受力较大，且受变载荷或冲击载荷作用的零件。
优质碳素结构钢的牌号用两位数字表示，代表钢中碳的平均含量。
如45钢，其平均含量碳为0.45%。
对于含锰量较高的优质碳素结构钢，其牌号还要在含碳量数字之后加注符号“Mn”，如40Mn等。
平均含碳量低于0.25%的钢称为低碳钢，其强度极限和屈服点低，而塑性好，适用于冲压、焊接加工；平均含碳量在0.25%～0.60%之间的钢称为中碳钢，中碳钢既有较高的强度，又有一定的塑性和韧性，综合力学性能较好，常用来制造螺栓、螺母、齿轮、键、轴等零件；平均含碳量高于0.60%的钢称为高碳钢，它具有很高的强度和弹性，是弹簧、钢丝绳等零件的常用材料。
A.1.2 合金钢为了改善钢的性能，根据不同要求加入一种或几种合金元素而形成的钢称为合金钢。
不同的合金元素，使钢获得不同的性能。
如铬能提高硬度、高温强度和耐腐蚀性；镍能提高强度而不降低韧性；锰能提高强度、韧性和耐磨性；硅可提高弹性极限和耐磨性，但降低韧性。
机械工程中的材料选择与应用
机械工程中的材料选择与应用在机械工程领域，材料的选择与应用是至关重要的环节，它直接关系到机械产品的质量、性能、成本以及使用寿命。
正确地选择和应用材料，能够使机械产品在各种复杂的工作环境中发挥出最佳的效果，满足不同的设计要求。
机械工程中所使用的材料种类繁多，包括金属材料、非金属材料以及复合材料等。
金属材料如钢铁、铝合金、铜合金等，具有良好的力学性能，如强度、硬度、韧性等，在机械制造中应用广泛。
钢铁是机械工程中最常用的金属材料之一，其种类多样，性能各异。
例如，碳素钢价格低廉，具有一定的强度和韧性，适用于制造一般的机械零件；合金钢通过添加合金元素，能够显著提高其性能，如耐磨性、耐腐蚀性等，常用于制造高性能的机械零件。
铝合金密度小、强度高，具有良好的导热性和导电性，在航空航天、汽车等领域得到了大量应用。
铜合金具有良好的导电性和导热性，常用于制造电气设备中的零件。
非金属材料在机械工程中也扮演着重要的角色。
塑料具有重量轻、耐腐蚀、绝缘性好等优点，常用于制造机械零件的外壳、齿轮等。
橡胶具有良好的弹性和耐磨性，常用于制造密封件、减震件等。
陶瓷材料具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀等优异性能，在高温、高压等恶劣环境下工作的机械零件中有着广泛的应用。
复合材料则是将两种或两种以上不同性质的材料通过一定的工艺复合而成，兼具了各种材料的优点。
例如，碳纤维增强复合材料具有高强度、高模量、重量轻等优点，在航空航天、汽车等领域的应用越来越广泛。
在选择机械工程材料时，需要考虑多个因素。
首先是工作条件，包括载荷的性质和大小、工作温度、环境介质等。
例如，如果工作载荷较大，需要选择强度高的材料；如果工作温度较高，需要选择耐高温的材料。
其次是零件的尺寸和形状，不同的材料适用于不同的加工工艺，从而影响零件的尺寸和形状精度。
再者是材料的成本，在满足性能要求的前提下，应尽量选择成本低的材料，以提高产品的竞争力。
此外，还需要考虑材料的可加工性、可回收性等因素。
常用零件材料介绍资料
常用零件材料介绍资料1.钢材：钢材是最常见的零件材料之一、它具有高强度、刚性和耐腐蚀性。
钢材可以分为碳素钢、合金钢和不锈钢三种类型。
碳素钢是含有较高碳含量的钢铁，通常用于零件需要强度和硬度的应用。
合金钢是通过添加其他元素来提高钢材的性能，比如增强耐磨损性能或抗腐蚀性能。
不锈钢由铁、铬、镍和其他元素组成，具有优异的抗腐蚀性能和高温强度。
2.铝合金：铝合金由铝与其他金属元素混合而成。
它具有低密度、高比强度和良好的导热性能。
铝合金可以通过加工得到各种形状，适用于各种不同需求的零件制造。
此外，铝合金还具有良好的耐腐蚀性和可回收性。
3.铜材：铜具有良好的导电和导热性能。
它还具有良好的可塑性和耐腐蚀性能。
铜通常用于需要良好导电性能的零件制造，比如电子设备和电线。
4.塑料：塑料是一种轻便、耐腐蚀和易加工的材料。
塑料具有良好的抗冲击性和电绝缘性能，而且可以通过注塑成型等方式制造出各种形状和尺寸的零件。
塑料通常用于电子、汽车和家电等行业的零部件制造。
5.玻璃：玻璃是一种无机非金属材料，具有良好的透明性和化学稳定性。
玻璃可根据需要制造成各种形状的零件，比如触摸屏和显示器。
此外，玻璃还具有良好的电绝缘性能和高温耐性。
6.聚合物复合材料：聚合物复合材料由聚合物基体和加入增强剂（如玻璃纤维或碳纤维）组成。
这种材料具有良好的强度和刚度，并且可以具备不同的物理性能，如耐热性、耐腐蚀性和耐磨性。
聚合物复合材料常用于航空航天、运动器材和汽车工业等领域。
7.天然橡胶：天然橡胶是一种弹性体，具有良好的耐磨性和抗撕裂性。
它具有高弹性和耐腐蚀性，通常用于需要密封性能和缓冲性能的零件制造。
8.铸铁：铸铁是一种具有高碳含量的铁合金，具有良好的韧性和可加工性。
铸铁通常用于制造需要耐磨损和耐腐蚀性的零件，如发动机缸体和机械零件。
这些常见的零件材料具有不同的性能和应用领域。
在选择材料时，需要根据零件的具体要求和工程需求来选择最适合的材料。
常用的20种零件材料及其特性和应用场景
以下是常用的20种零件材料以及它们的特性和常用场景：1. 钢材：强度高、耐磨、耐腐蚀，常用于制造机械零件、汽车零部件等。
2. 铝合金：轻质、良好的导热性和强度，常用于航空航天、汽车制造等领域。
3. 铜材：良好的导电性和导热性，常用于电子器件、电线电缆等。
4. 铸铁：高强度、耐磨、耐压，常用于制作发动机零件、工业设备等。
5. 不锈钢：耐腐蚀性好，抗磨损，常用于食品加工设备、化学设备等。
6. 聚合物（塑料）：轻质、绝缘性能好，常用于电子设备外壳、塑料制品等。
7. 碳纤维：高强度、低密度，常用于航空航天、运动器材等。
8. 聚酰亚胺：耐高温、绝缘性能好，常用于航空航天、电子器件等。
9. 聚四氟乙烯（PTFE）：耐腐蚀、低摩擦系数，常用于密封件、管道衬里等。
10. 玻璃：透明、耐腐蚀，常用于光学元件、实验室器皿等。
11. 陶瓷：高硬度、耐高温，常用于发动机部件、陶瓷刀具等。
12. 橡胶：弹性好、耐磨损，常用于密封件、橡胶制品等。
13. 硅胶：柔软、绝缘性能好，常用于电子组件保护、密封件等。
14. 锌合金：低熔点、良好的流动性，常用于压铸件、五金配件等。
15. 青铜：耐磨、导热性好，常用于轴承、齿轮等。
16. 铝青铜：耐腐蚀、耐磨性好，常用于海水设备、船舶零部件等。
17. 硬质合金：硬度高、耐磨性好，常用于切削工具、钻头等。
18. 超硬材料（如金刚石）：极高硬度、耐磨性强，常用于磨料、切削工具等。
19. 纤维复合材料：高强度、轻质，常用于航空航天、汽车制造等。
20. 合成纤维（如尼龙）：强度高、耐磨性好，常用于绳索、纺织品等。
这些材料在不同的工程和制造领域中具有广泛的应用，根据具体的需求和要求选择合适的材料可以提高产品的性能和质量。
机械制造常用材料选择原则
机械制造常用材料选择原则摘要：机械制造行业在我国经济发展中起着重要的作用。
机械零部件的材料选择是影响机械产品质量、性能、寿命的一个关键因素。
因此，制造商在选择材料时，必须遵循一定的原则，以确保机械零件与机器设备的可靠性和性能的一致性。
关键词：机械制造；常用材料；材料选择。
当今，机械制造已成为现代工业生产的重要组成部分，是现代工业生产的关键性产业之一，在制造机器、设备、零部件和工具时，材料的选择尤为重要，机械制造材料的选择对提高机器和设备的性能和寿命等都有非常大的影响。
本文将介绍机械制造中常用的材料种类和如何选择机械制造材料的原则。
一、机械制造中常用的材料类型在机械制造中，材料种类比较繁多，但大多可以归为以下几大类：（1）钢材。
钢材是机械制造中应用最广泛的材料。
钢材具有高强度、高韧性、易加工和成本较低等优点。
钢材根据其成分、用途不同，可以分为碳钢、合金钢、不锈钢、特殊钢等。
（2）铸铁。
铸铁是指用铁、钢或其他金属作为主要成分的合金。
铸铁的耐磨性、抗压性以及很好的防腐蚀性能使其在机械制造领域广泛应用。
铸铁可以分为灰口铸铁、球墨铸铁和白口铸铁三大类。
（3）有色金属。
以铜、铝、镁、钛等为代表的有色金属因具有良好的导电性、导热性、可加工性和高耐腐蚀性等特性，被广泛应用于机械制造中的各个领域。
（4）塑料。
塑料材料是机械制造中最常见的工程塑料之一。
相对于金属材料，塑料具有很多优点，比如质量轻、成本低、绝缘性好、抗腐蚀性好等。
塑料的应用范围广泛，包括体积小的机械零件、自行车、电视机、电子电路等。
它是一种高效且低成本的选择，也具有较高的强度和刚性，也适用于大量生产规模下的零部件制造，如家电、电子产品、医疗设备、建筑材料等。
（5）合成材料。
为了满足对于材料轻质化、高强度、高刚性的要求，合成材料应运而生。
其中最常用的合成材料是复合材料，由纤维增强材料和树脂或金属基体材料组成。
复合材料具有极高的强度和轻质化特性，适用于需要高质量和高效率的领域，如航空和航天技术、体育设备、汽车和能源等。
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。
机械零件常用材料
机械零件常用材料机械零件的材料选择对于产品的质量和性能起着至关重要的作用。
在实际生产中，我们经常会遇到各种不同的材料选择问题。
本文将就机械零件常用的材料进行介绍，希望能够为大家在材料选择上提供一些帮助。
首先，我们来介绍一下常见的金属材料。
不锈钢是一种常用的金属材料，它具有良好的耐腐蚀性和耐磨性，适用于制作需要耐腐蚀的零件。
铝合金是另一种常用的金属材料，它具有较轻的重量和良好的导热性能，适用于制作轻型零件。
钢材是机械零件中最常见的材料之一，它具有良好的强度和韧性，适用于制作承受较大载荷的零件。
除了金属材料，塑料材料在机械零件中也有着广泛的应用。
聚乙烯是一种常用的塑料材料，它具有较好的耐磨性和耐化学腐蚀性，适用于制作耐磨零件。
聚丙烯是另一种常用的塑料材料，它具有较好的刚性和耐热性，适用于制作需要较高刚性的零件。
聚氯乙烯是机械零件中常用的塑料材料之一，它具有良好的耐腐蚀性和绝缘性能，适用于制作耐腐蚀和绝缘的零件。
此外，复合材料在机械零件中也有着重要的应用。
玻璃钢是一种常用的复合材料，它具有较好的强度和耐腐蚀性，适用于制作需要较高强度和耐腐蚀性能的零件。
碳纤维复合材料是另一种常用的复合材料，它具有较轻的重量和较高的强度，适用于制作轻型高强度零件。
陶瓷复合材料是机械零件中常用的复合材料之一，它具有良好的耐磨性和耐高温性能，适用于制作耐磨和耐高温的零件。
综上所述，机械零件的材料选择需要根据零件的具体要求来进行合理的选择。
不同的材料具有不同的特性和适用范围，我们需要根据实际情况来进行选择，以确保产品具有良好的性能和质量。
希望本文所介绍的内容能够为大家在机械零件材料选择上提供一些参考，谢谢阅读！。
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。
机械工程中常用的材料及其特性分析
机械工程中常用的材料及其特性分析机械工程是应用物理学和材料科学的领域，其中涉及到广泛的材料选择。
在机械工程中，材料的选择和使用对于提高产品性能和延长寿命至关重要。
本文将分析机械工程中常用的几种材料及其特性。
1. 金属材料金属材料是机械工程中最常见的材料之一。
金属具有良好的导电性、热传导性和可塑性。
常用的金属材料包括钢、铝、铜和铁等。
- 钢：钢具有强度高、硬度大的特点，同时具有较好的塑性。
它被广泛应用于制造机械零件和结构件。
- 铝：铝具有较低的密度和良好的耐腐蚀性，适用于制造轻型结构和航空航天器件。
- 铜：铜具有良好的导电性和导热性，广泛应用于电子设备和导线等领域。
- 铁：铁是常见的结构材料，具有良好的韧性和可塑性。
2. 塑料材料塑料是一种具有可塑性、耐腐蚀性和绝缘性的高分子化合物。
它们在机械工程领域中得到了广泛应用。
- 聚乙烯（PE）：聚乙烯具有较高的强度和良好的耐化学性，常用于制造管道、储罐和塑料零件等。
- 聚丙烯（PP）：聚丙烯是一种具有良好耐腐蚀性和高韧性的材料，常用于汽车零部件和容器等领域。
- 聚氯乙烯（PVC）：聚氯乙烯是一种广泛使用的塑料材料，它具有优异的耐化学性和电绝缘性能，常用于制造管道、电线等。
- 聚苯乙烯（PS）：聚苯乙烯具有低成本、良好的耐冲击性和绝缘性能，在包装和电子器件等领域有广泛应用。
3. 纤维材料纤维材料是由纤维形状的颗粒组成的材料，常用于机械工程领域的结构件和强度要求较高的零件。
- 碳纤维：碳纤维具有极高的强度和刚度，同时重量很轻，被广泛应用于航空航天、汽车和体育器材等领域。
- 玻璃纤维：玻璃纤维具有优异的强度、耐腐蚀性和绝缘性能，在船舶、风力发电和建筑等领域有广泛应用。
- 聚酰胺纤维（ARAMID）：聚酰胺纤维具有很高的强度和耐热性，广泛用于防弹材料、绳索和高温隔热材料等。
4. 陶瓷材料陶瓷材料是一类脆性材料，具有良好的耐磨、耐高温和绝缘性能。
在机械工程中，陶瓷材料主要用于制造轴承、绝缘体和切削工具等。
机械常用材料
机械常用材料机械常用材料主要包括金属材料和非金属材料两大类。
下面将依次介绍几种常见的机械材料。
1. 碳钢：碳钢是一种常用的金属材料，具有良好的机械性能和可加工性。
根据碳含量的不同，碳钢可以分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。
低碳钢具有良好的可焊性和可塑性，适用于制作一些需要韧性的零件；中碳钢具有较高的强度和硬度，在制作一些需要更高强度的零件时常被选用；高碳钢具有很高的强度和硬度，适用于制作刀具等要求尖锐切削的零件。
2. 不锈钢：不锈钢是一种耐腐蚀的金属材料，具有良好的韧性、耐高温性和耐磨性。
不锈钢的主要成分是铁、铬和镍，可以根据其成分的不同分为多种不锈钢材料，如奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢和铁素体不锈钢等。
不锈钢广泛用于制作机械零件、容器和管道等，在食品、化工、医药等领域得到广泛应用。
3. 铝合金：铝合金是一种轻质的金属材料，密度小于钢和铜，但具有较高的强度和良好的耐腐蚀性。
铝合金具有良好的导热性和导电性，易于加工和成型，广泛应用于航空、汽车、电子等领域。
根据不同的添加元素和成分比例，铝合金可以分为多种类型，如硬铝合金、超高强度铝合金和铸造铝合金等。
4. 聚合物材料：聚合物材料是一种非金属材料，通常具有轻质、耐腐蚀、绝缘性和可塑性等特点。
聚合物材料可以分为热塑性和热固性两种类型。
热塑性聚合物具有较好的可塑性，可通过加热软化后再次成型；热固性聚合物在加热后会发生硬化反应，成型后无法再次熔化。
聚合物材料广泛应用于制作塑料零件、橡胶制品、绝缘材料等，是现代机械制造中不可或缺的材料之一。
除了上述几种常见的机械材料外，还有很多其他常用材料，如黄铜、铜、钛合金、复合材料等，具体选择材料需要根据不同的工程需求和使用环境进行综合考虑。
不同的材料具有不同的优点和适用范围，合理选择材料可以提高机械零件的性能和寿命。
机械零件的常用材料和结构工艺性(共40张PPT)
4、工程塑料
在工程中用来作结构或传动件材料的塑料，具有较高 的强度，质量轻，绝缘性、减摩耐磨/3
3、有色金属
1) 铜及铜合金 黄铜：Cu与Zn（≥15%）合金 青铜 锡青铜：Cu与Sn的合金 无锡青铜：Cu与Al、Si、Pb等的合金 铜的力学性能很低，在机械工业中的应用并不多。 2) 铝及铝合金 形变铝合金：防锈铝、锻铝等 铸造铝合金 （应用最广的轻金属）
2019/2/3
9
1）铜及铜合金
15 12 砂 模 金属模 砂 模 金属模 棒 材
用
途
中等强度零件及焊接件，如 螺栓、铆钉、接头、骨架等 高强度零件、大梁、框架等 中等强度、形状复杂的零件， 如支架、客体、发动机附件 等
222
1
铝及铝合金是应用最广的轻金属，纯铝有良好的塑性、耐 蚀性、导电性、导热性和焊接性。
2019/2/3 11
用
途
315~430 335~450 375~500
33 31 26
冲压件、焊接件及受载小的机械零件，如垫圈, 开口销、地脚螺栓等 焊接件、金属结构件及螺栓、螺母、铆钉、销 轴、连杆、支座等受载不大的机械零件
410~550 490~630
255 275
24 20
金属结构件及螺栓、螺母、垫圈、楔、转轴、 心轴、链轮、吊钩、连杆等受力较大的机械零 件
抗拉强度 σb /MPa 450 500
屈服点σs /MPa 230 270
伸长率δ /% 22 18
用
途
机座、机盖、箱体等。焊接性良好 飞轮、机架、蒸汽锤、联轴器、水压机 工作缸，焊接性尚好
570
640
310
340
15
10
联轴器、气缸、齿轮、重载荷机架
机械零件选用材料的原则
机械零件常用的材料有：钢、铸铁、有色金属和非金属材料。
选用时主要考虑：使用要求；工艺要求和经济要求。
选取材料时应满足：
一、使用要求
1.根据零件承受载荷情况和工作条件选取；
一般情况下均选用碳素钢；45＃调质处理；如：轴，齿轮；
承受冲击载荷，要求耐磨或结构要求紧凑时；采用低碳钢合金钢渗碳淬火，20Cr、18CrMnTi、20CrMo；例如：齿轮轴；
载荷比较稳定时可选铸铁；如：HT250、机床，箱体，床身，结构形状复杂的低速大齿轮，大带轮，蜗轮芯，凸轮轴，曲轴。
在高温下工作的零件选耐磨热材料；
在腐蚀介质中工作的零件选耐腐蚀材料，不锈钢，铜铝合金。
2.受尺寸重量限制时；
一般情况下采用碳素钢锻造毛坯；
要求尺寸及重量及小时可采用高强度合金钢；
零件尺寸重量较大时且结构复杂时采用铸造毛坯，可选：铸铁(批量)、铸钢(单件)或板材冲压后焊接。
二、工艺要求
选材料时要考虑材料的工艺性
铸造：流动性好
锻造：还原性、热脆性
机加工：易切削性
热处理：可淬性、淬火变形、淬造能力
三、经济性要求
材料价格：
铸铁1、钢2、合金8～10、普通钢1、优质钢1.5～１.8、合金钢1.7～2.5、轴承钢3、工具钢3～20、耐热钢5
材料加工费用：重量大，加工量大
材料利用率：
四、材料供应情况
尽量使用本单位和市场容易购买到的材料。
常用机械零件材料选择论文
常用机械零件材料的选择[摘要]文章分析了机械零件材料选择的基本要求，阐述了零件材料选择的基本方法。
对常用零件（齿轮、轴等）材料选择应注意的问题提出了建议。
[关键词]机械零件、材料选择、齿轮材料、轴类材料中图分类号：td63 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）04-0041-01在机械零件的设计与制造过程中，材料选择是否得当，直接影响到零件的使用性能、使用寿命及制造成本。
在实际工作中许多机械工程师，常常把零件的材料选择看成一种简单而不太重要的任务。
当碰到零件的材料选择问题时，一般都是参考相同零件或类似零件的用材方案，选择一种传统上使用的材料（这种方法称为经验选材法）。
当无先例可循，同时对材料的性能（如耐腐蚀性能等）又无特殊要求时，他们仅仅根据简单的计算和手册提供的数据，信手选定一种较万能的材料，例如45钢。
这种简单化的处理方法已日益暴露出种种缺点，并证明是许多重大质量事故的根源。
所以，选材正在逐渐变成一种严格地建立在试验与分析基础上的科学方法。
掌握这种选材方法的要领，了解正确选材的过程，显然具有很大的实际价值。
1 机械零件材料选择应满足的的基本要求1.1 使用性能要求材料在使用过程中的表现，即使用性能，是选材时应考虑满足的根本要求。
不同零件所要求的使用性能是很不一样的，有的零件主要要求高强度，有的则要求高的耐磨性，有的甚至无严格的性能要求，仅仅要求有美丽的外观。
因此，在选材时，首要的任务就是准确地判断零件所要求的主要使用性能（见图1）。
对所选材料使用性能的要求，是在对零件的工作条件及零件的失效分析的基础上提出的。
零件的工作条件是复杂的，要从受力状态、载荷性质、工作温度、环境介质等几个方面全面分析。
受力状态有拉、压、剪、扭、弯等，载荷性质有静载、冲击载荷、交变载荷等，工作温度可分为低温、室温、高温、交变温度，环境介质为与零件接触的介质，如润滑剂、海水、酸、碱、盐等。
为了更准地了解零件的使用性能，还必须分析零件的失效方式，从而找出对零件失效起主要作用的性能指标。
常用机加工材料
常用机加工材料机加工材料是指用于机械加工制造的各种金属和非金属材料。
在机加工过程中，选择合适的材料对于产品的质量、成本和生产效率都起着至关重要的作用。
下面将介绍一些常用的机加工材料及其特点。
1. 钢材。
钢材是最常见的机加工材料之一。
它具有优良的机械性能和加工性能，适用于各种机械零部件的加工制造。
钢材的种类繁多，包括碳素钢、合金钢、不锈钢等。
碳素钢具有良好的强度和硬度，适用于制造强度要求较高的零部件；合金钢具有较高的强度和耐磨性，适用于制造耐磨零部件；不锈钢具有良好的耐腐蚀性能，适用于制造要求耐腐蚀的零部件。
2. 铝合金。
铝合金是一种轻质、耐腐蚀的材料，具有良好的导热性和导电性。
它适用于制造要求轻量化和散热性能的零部件，如航空航天零部件、汽车零部件等。
铝合金的加工性能较好，易于进行切削加工和焊接。
3. 铜材。
铜材具有良好的导电性和导热性，适用于制造电气零部件和散热器等产品。
铜材的加工性能较好，但硬度较低，易产生划痕，因此在加工过程中需要采取适当的措施来保护表面质量。
4. 钛合金。
钛合金具有良好的耐腐蚀性和高强度，适用于制造要求耐腐蚀和高强度的零部件，如航空航天零部件、医疗器械等。
钛合金的加工性能较差，硬度高、切削难度大，需要采用适当的切削工艺和刀具。
5. 塑料。
塑料是一种非金属材料，具有良好的绝缘性能和耐腐蚀性能，适用于制造电气绝缘零部件和化工设备零部件。
塑料的加工性能较好，易于成型加工和表面处理，但强度和硬度较低。
总结：以上所述的材料仅是常用的机加工材料中的一部分，随着科技的发展，新型材料的出现将为机加工行业带来更多的选择。
在选择机加工材料时，需要根据产品的要求和工艺特点来综合考虑材料的机械性能、物理性能、化学性能和加工性能等因素，以求达到最佳的加工效果和经济效益。
希望本文所介绍的常用机加工材料能够为广大机械加工制造者提供一些参考和帮助。
机械工程师的材料选择资料
机械工程师的材料选择资料在机械工程领域，材料的选择扮演着至关重要的角色。
不同的工程项目需要使用不同材料来满足特定的要求，包括强度、耐磨性、耐腐蚀性等。
本文将讨论几种常见的材料，并探讨其在机械工程中的应用。
1. 金属材料金属材料是机械工程中最常见的材料之一。
它们具有良好的导热性、导电性和强度。
常见的金属材料包括钢、铝合金和铜合金。
- 钢：由铁和碳组成的合金，具有优异的强度和耐腐蚀性。
钢常用于制造机械零件和结构，如车轮、齿轮和支撑结构等。
- 铝合金：具有轻质、耐腐蚀和导热性好的特点，适用于制造飞机、汽车和电子设备等需要重量轻、却具有足够强度的零部件。
- 铜合金：由铜和其他合金元素（如锌、镍）组成，具有良好的导电性和导热性。
铜合金常用于制造电子器件、导线和换热器等。
2. 聚合物材料聚合物材料在机械工程中也扮演着重要的角色。
它们通常具有良好的绝缘性能和耐腐蚀性，并且相对较轻。
- 聚丙烯：一种常见的聚合物，具有良好的耐低温性和耐腐蚀性。
聚丙烯常用于制造管道、容器和电路板等。
- 聚酰胺：也被称为尼龙，具有优异的强度和耐磨性。
尼龙常用于制造齿轮、垫圈和轴承等。
- 聚醚酮：具有良好的耐热性和耐腐蚀性，适用于制造高温和化学腐蚀环境下的零部件，如汽车发动机配件和化工设备等。
3. 复合材料复合材料是由两种或更多种不同材料组成的复合结构。
它们能够结合各种材料的优点，并且常常具有出色的强度、刚性和低重量。
- 碳纤维增强复合材料：由碳纤维和树脂组成，具有卓越的强度和刚度。
碳纤维复合材料被广泛应用于航空航天、汽车和体育器材等领域。
- 玻璃纤维增强复合材料：由玻璃纤维和树脂组成，具有良好的绝缘性和耐腐蚀性。
玻璃纤维复合材料常用于制造船舶、水处理设备和建筑材料等。
- 陶瓷/陶瓷复合材料：具有优异的耐高温和耐磨性。
陶瓷复合材料常用于制造切割工具、发动机零部件和防弹材料等。
总结：在机械工程中，材料的选择是一个复杂而重要的决策。
机械工程师需要根据具体项目的要求来选择合适的材料，以确保产品的性能和耐久性。
机械设计中的材料选择与性能分析
机械设计中的材料选择与性能分析在机械设计领域，材料的选择和性能分析是至关重要的环节。
这不仅关系到机械产品的质量、性能和成本，还直接影响到其使用寿命和可靠性。
首先，让我们来了解一下材料选择在机械设计中的重要性。
不同的机械零件在工作中会承受各种各样的载荷和环境条件。
例如，齿轮需要具备高强度和良好的耐磨性，轴类零件则需要有较高的扭转强度和疲劳强度。
如果材料选择不当，即使设计再精妙，也难以保证机械零件的正常运行。
因此，合理选择材料是机械设计成功的基础。
在选择材料时，需要考虑多个因素。
成本是其中一个重要的考量因素。
对于大规模生产的机械产品，控制材料成本可以显著提高产品的市场竞争力。
然而，不能仅仅因为成本低而选择质量不佳的材料，否则可能会导致后续的维修和更换成本增加，甚至影响产品的声誉。
材料的性能是选择的关键依据。
强度是材料抵抗外力作用而不发生破坏的能力，包括抗拉强度、屈服强度等。
例如，在制造承受重载的结构件时，需要选择高强度的钢材。
硬度则反映了材料抵抗局部变形的能力，对于需要耐磨的零件，如模具表面，高硬度的材料是首选。
除了强度和硬度，韧性也是一个重要的性能指标。
韧性好的材料能够在承受冲击载荷时吸收能量而不发生脆性断裂。
例如，汽车的保险杠通常采用具有良好韧性的材料，以在碰撞时减轻对车辆和乘客的损伤。
此外，材料的耐腐蚀性也是需要考虑的因素。
在一些恶劣的工作环境中，如化工设备、海洋机械等，材料容易受到化学物质或海水的侵蚀。
选择具有良好耐腐蚀性的材料，如不锈钢、钛合金等，可以延长机械零件的使用寿命。
不同的材料具有不同的加工性能。
有些材料易于切削加工，而有些则需要特殊的加工工艺。
在选择材料时，需要考虑到后续的加工工艺和成本。
例如，铝合金具有良好的切削性能，适合进行精密加工；而一些高强度的合金钢则加工难度较大，可能需要采用特殊的刀具和加工参数。
接下来，我们来分析一下常见的机械设计材料及其性能特点。
钢材是机械设计中应用最广泛的材料之一。
机械零件设计中的材料选择与优化
机械零件设计中的材料选择与优化在机械设计中，材料的选择和优化对于产品的质量、性能和寿命都起着至关重要的作用。
合理的材料选择和优化可以提高产品的工作效率，降低成本，并延长使用寿命。
本文将从材料选择的原则、材料的性能参数、材料的优化等方面进行论述。
一、材料选择的原则在机械零件设计时，材料的选择需要考虑多个因素，包括机械性能、耐磨性、耐腐蚀性、导热性、电绝缘性等。
以下是进行材料选择时应考虑的几个原则：1. 机械性能：机械零件在使用过程中需要承受不同程度的负荷，因此材料的强度、韧性和硬度等机械性能非常重要。
通常情况下，选择高强度、高韧性的材料可以提高产品的承载能力和工作寿命。
2. 耐腐蚀性：某些机械零件会暴露在潮湿、腐蚀性气体或液体的环境中，因此需要选择具有良好耐腐蚀性能的材料，以防止零件在腐蚀环境中失效。
3. 耐磨性：机械零件在长期使用过程中会发生磨损，因此需要选择具有良好耐磨性的材料，以延长零件的使用寿命。
材料的硬度和耐磨性是判断材料耐磨性能的重要指标。
4. 导热性：某些机械零件需要具备良好的导热性能，以便更好地散热，防止零件过热导致故障。
因此，在选择材料时需要考虑其导热系数。
5. 电绝缘性：对于需要进行电绝缘的机械零件，需要选择具有良好电绝缘性能的材料，以避免电流泄漏和电气故障。
二、材料的性能参数在进行材料选择时，需要了解不同材料的性能参数，并根据设计要求进行比较和评估。
以下是一些常见的材料性能参数：1. 强度：指材料抵抗外力破坏的能力。
常见的强度参数有屈服强度、抗拉强度和冲击韧性等。
2. 硬度：指材料抵抗划痕和变形的能力。
常用硬度测试方法有洛氏硬度、布氏硬度等。
3. 韧性：指材料承受外力时发生塑性变形的能力。
常见的韧性参数有断裂韧性、伸长率等。
4. 耐磨性：指材料抵抗磨损的能力。
通常通过磨损试验来评估材料的耐磨性能。
5. 耐腐蚀性：指材料在腐蚀性环境中的抵抗能力。
可以通过浸泡试验或腐蚀试验来评估材料的耐腐蚀性能。
机械零件的常用材料及选用原则
一. 机械零件常用材料:
机械零件常用材料主要有黑色金属﹑有色金属﹑非金属材料和各种复合材料四大类.其中以黑色金属中的钢﹑铸铁;及有色金属中的铜合金﹑铝合金最为常用;其次是非金属材料中的高分子材料﹑陶瓷材料和复合材料.有关知识在金属工艺学及工程材料学等;分别介绍.
二. 机械零件材料的选用原则:
在机械设计中合理地选择材料是一个很重要的问题.选择零件的材料主要应考虑三方面的问题;即使用要求﹑工艺要求和经济性要求.
1.使用要求:满足使用要求是选择零件材料的最基本原则.使用要求一般包括:1零件的工作和受载情况;2对零件尺寸和重要的限制;3零件的重要程度.
在考虑使用要求时要抓住主要问题;兼顾一切.一般地讲;减轻重量是机械设计的主要要求之一.若零件尺寸取决於强度;且尺寸和重量又受到某些限制时;应选用强度较高的材料.在滑动摩擦下工作的零件应选用减摩性能好的材料或耐磨材料.在高温下工作的零件应选用耐热材料;在腐蚀介质中工作的零件应选用耐蚀材料.
2.工艺要求:所谓工艺要求;是指所选用材料的冷﹑热加工性能好.比如同是箱体零件采用铸件还是焊接件;要看生产批量大小.大批量宜用铸件;小批量宜用焊接件.如果是铸造毛坯应选用流动性好的材料;若是焊接件应选用焊性好的材料.
选择材料还必须考虑材料热处理的工艺性.
由於一般零件都必须经切削加工;所以选择材料还要考虑其切削性能易断屑﹑表面光滑﹑刀具磨损小等
3.经济性要求:经济性首先体现在材料的相对价格上;在满足上述两方面选材原则基础上;应尽可能选择价格低廉的材料.其次对经济性不能只从材料价格上考虑;其加工制造费用;使用维护费用都应考虑在内.总之;经济性要综合考虑.。
机械零件常用材料
•
42CrMo―特性与用途与35CrMo相近，但其 强度和淬透性较高。这种钢主要用来制作较
35CrMo钢强度更高或调质断面更大的锻件，如： 机车牵引用的大齿轮、发动机气缸、受负荷极大
的连杆、时有深井钻杆接头等。
• 20Cr2Ni4―用来制造渗碳零件，如：轴承
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• 四、易切削钢 • 机械性能较低，适合在自动机床上成批生产 一般紧固件和标准件。标注：Y12、Y12Pb、 Y15、Y20、Y30、Y35、Y40Mn等。
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• •
•
• •
C4—相当于25～30号优质碳素钢； C5—相当于35～40号优质碳素钢。 由于这类钢保证的指标较多、较严格，因而 它的成本也较甲类钢和乙类钢为高。它和优质碳 素钢的区别，在于其硫、磷含量较高，因而其性 能、质量也较优质钢稍次。 这类钢主要用于建筑、桥梁工程上制作质量 要求较高的焊接结构件。在机械制造上很少用这 种钢。因为，如果热处理或性能要求较高的机械 零件，就直接采用优质碳素钢。
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• 三、合金结构钢 • 合金结构钢和碳素结构钢一样，都是用于制 造机械结构零件用的钢。作为机械制造用钢，众 所周知。合金结构钢的性能是优于碳素结构钢的。 这是因为合金结构钢是在碳素结构钢的基础上， 从改善和提高钢的各项性能的目的出发，特意加 入一种或多种合金元素而发展起来的钢种。由于 合金元素的作用，就使合金结构钢不仅比碳素结 构钢的强度高、韧性好、更耐磨损；更为重要的， 还在于使它具有高的淬透性。合金结构钢一般都 要经过热处理，才有实用价值，所以，机械制造 上，凡属需要高强度、高韧性的重要零件或形状 复杂、截面尺寸较大的零件，一般都应该采用合 金结构钢来制造，才能达到要求。
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45—是一种最常用的中碳调质结构钢。其特
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❖ (1)使用性原则 ❖ ①分析零件工作条件，提出使用性能的要求。 ❖ ②常用力学性能判据在选材中的作用
❖ (1)使用性原则
❖ ①分析零件工作条件，提出使用性能的要求。
❖ ②常用力学性能判据在选材中的作用
❖ a.屈服强度σs抗拉强度σb和疲劳强度σ-1比较 直观，通常直接用于定量的设计计算。σs用于 承受拉、压或剪切零件计算。σb可用于脆性 材料或承载简单的一般零件计算。
❖ 2.零件的失效形式
❖ 机械零件的失效形式通常按失效模式和其它相应的失效机理分类主要有 变形失效、断裂失效、表面损伤失效等几种类型。
❖ （1）变形失效
❖ 在使用状态下，零件或工具总要受到各种载荷作用，在载荷的作用下零 件或工具都要发生不同程度的变形，不论弹性变形或塑性变形，都会造 成零件或工具尺寸和形状的改变，这就会影响到零件或工具的正确使用 位置，破坏零件或部件之间相互配合的位置和配合关系，可能使零件或 机械设备不能正常工作。
❖ (3)经济性原则
❖ 经济性原则是指所选用的材料加工成零件后能否做到成本低廉、价格便 宜，在满足使用性和工艺性原则的前提下，尽量降低零件总成本，以提 高经济效益。材料的经济性一方面反映在原材料的价格上，另一方面还 反映在工艺成本上，选材时还应考虑工厂的生产特点，设备条件，技术 水平等现实情况，在确保满足零件主要要求的前提下，兼顾其余要求， 综合考虑进行选材。材料的经济性主要从以下几方面考虑
7.1.2机械零件的选材原则
❖ 正确选材是机械零件设计的一项重要任务，它 必须使选用的材料保证零件在使用过程中具有 良好的工作能力，保证零件便于加工制造，同 时保证零件的总成本尽可能低。优异的使用性 能、良好的加工工艺性能和便宜的价格是机械 零件选材的最基本原则。
❖ 1.选材的原则 ❖ 选择材料的原则首先是要满足使用性能要求，
❖ （3）表面损伤失效
❖ 零件或工具在工作过程中，可能会由于机械和（或）化学的作用，使工 件表面及表面附近的材料受到严重损伤，以致不能工作，这种基本上局 限于表面层的失效形式，称为表面损伤失效。
❖ ①磨损失效
❖ 磨损主要是在机械力的作用下，相对运动的接触表面的材料以细屑形式 逐渐磨损，而使零件或工具的尺寸不断变小的一种失效方式。
❖ ②腐蚀失效
❖ 腐蚀失效是由于化学或电化学腐蚀作用造成的零件或工具的失效。大多 数腐蚀都发生在表面，或从表面开始，因此被归类于表面损伤失效。
❖ ③表面疲劳失效
❖ 表面疲劳失效是相互接触的两个运动表面（特别是滚动接触），在工作 过程中承受交变接触应力的作用，使表面层材料发生疲劳破坏而脱落， 造成零件或工具的失效。
❖ ①材料本身价格应低廉，特别对大批量生产的零件更应考虑价格因素。
❖ ②锻压性能 常用塑性和变形抗力来综合评定。塑性好，则易成形， 加工面质量 好，不易产生裂纹；变形抗力小，金属易于充满模膛，不易于产生缺陷。通常， 碳钢比合金 钢锻压性能好，低碳钢锻压性能优于高碳钢。
❖ ③焊接性能 常用碳当量WCE 来评定。WCE＜0.4%的材料焊接性能好，不易产 生裂纹，气孔等缺陷，且焊接工艺简单，焊缝质量好。低碳钢和低合金结构钢焊 接性能良好，碳与合金元素含量越高，焊接性越差。
❖ ④切削加工性能 常用允许的最高切削速度、切削力大小、加工面Ra值大小、断 屑难易程度和刀具磨损来综合评定。通常，材料硬度值在170～230HBS范围内， 切削加工性能好。
❖ ⑤热处理工艺性 常用淬透性、淬硬性、变形开裂倾向性、耐回火性和氧化脱碳 倾向性评定，通常，碳钢淬透性差，强度较低，加热时易过热，淬火时易变形开 裂，而合金钢的淬透性优于碳钢。
❖ （2）断裂失效
❖ 断裂是机械零件或工具失效的主要形式。根据零件或工具断裂前变形量 的大小和断口形状，断裂可分为脆性断裂和塑性（或韧性）断裂两种。 断裂前零件或工具几何尺寸几乎不发生变化，即没有明显的塑性变形， 断口较齐平，其断面常呈细颗粒状，这种断裂称为脆性断裂。塑性断裂 是零件或工具在断裂前产生明显的变形，即零件或工具的尺寸发生明显 的变化，一般断面减小，且断口常呈纤维特征。
❖ b.塑性和韧性判据一般不直接用于设计计算。
❖ c.硬度与强度之间存在一定关系.
❖ ③选用材料性能判据数值应注意的问题
❖ (2)工艺性原则
❖ 工艺性原则是指所选用的材料能否保证顺利地加工制造零件。工艺性好坏，对零 件加工难易程度，生产率，生产成本影响很大。
❖ ①铸造性能 常用流动性，收缩率来综合评定。不同材料铸造性能不同，例如铸 造铝合金、铸造铜合金的铸造性能优于铸铁和铸钢，铸铁中，灰铸铁铸造性能最 好。同种材料中，成分靠近共晶点的合金铸造性能好。
期的作用； ❖ （3）零件严重受损，继续工作不安全。
7.1.1机械零件的失效形式
❖ 1.零件的失效原因 ❖ (1)设计原因 ❖ 对零件的工作条件（受力性质、大小、温度、湿度、环境等
）估计错误，安全系数过小、计算错误等，容易使零件的性 能满足不了要求而失效；零件的结构形状、尺寸等设计不合 理，容易造成应力集中，局部超载而造成失效。 ❖ (2)选材问题 ❖ 选择材料错误，容易造成所选材料的性能不能满足使用要求 ；所选材料质量不合格等原因引起零件的失效。 ❖ (3)加工工艺不当 ❖ 零件在加工过程中，由于采用的工艺方法、工艺参数、技术 措施不正确，可能产生铸造缺陷、锻造缺陷、焊接缺陷、切 削加工缺陷和热处理缺陷，造成零件的失效。 ❖ (4)安装使用不正确 ❖ 机械在装配、安装过程中不按技术要求，使用过程中不按规 程操作、保养、维修，超载使用等均可能造成零件失效。
项目7 常用机械零件的材料选择
1 任务7.1零件的失效形式 2 任务7.2零件毛坯热处理技术条件 3 任ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ7.3典型零件的选材 4
任务7.1零件的失效形式
❖ 失效是指某些零件由于某种原因，导致其尺寸、 形状或材料的组织与性能的变化而不能完满地 完成指定的功能。一般来说包括以下几种情况：
❖ （1）零件完全破坏，不能继续工作； ❖ （2）虽然能完全工作，但不能满意地起到预