常用机械工程材料的选用
机械工程材料
机械工程材料是机械设计与制造中至关重要的一部分。本文将介绍常见的机 械工程材料及其选择与应用，以及材料的未来发展方向。
材料的重要性
材料是机械工程的基础，直接影响着产品的性能和寿命。选用合适的材料是 确保产品质量和功能的关键。
常见的机械工程材料
金属类材料
金属类材料具有高强度和导热性能，常用于制造结构件和传导热量的部件。
聚合物类材料
聚合物类材料具有良好的耐磨性和绝缘性能，适用于制造密封件和绝缘材料。
复合材料
复合材料融合了金属、聚合物和其他材料的优点，具有高强度、轻量化和耐腐蚀的特性。
材料的选择与应用
性能要求
根据产品的性能要求选择合适 的材料，如强度、硬度、耐磨 性等。
环境因素
考虑产品使用环境的温度、湿 度、化学物质等因素格选择 经济合理的材料。
材料的未来发展方向
1
新材料研发
开发出更高强度、更轻量化的材料，提升产品的性能和节能环保。
2
可持续性材料
探索可再生资源，减少对有限资源的依赖，发展更环保的材料。
3
智能材料应用
结合新材料与智能技术，开发具有自修复、自适应等特性的智能材料。
机械制造基础常用工程材料
机械制造基础常用工程材料引言在机械制造领域，选择适当的工程材料对产品的质量、性能以及寿命有着至关重要的影响。
机械制造基础常用工程材料包括金属材料、非金属材料以及复合材料等。
本文将对这些常用工程材料进行介绍和分析。
金属材料金属材料是机械制造领域最常用的材料之一。
金属材料通常具有良好的导电性、导热性、可塑性和机械强度等优点。
根据金属材料的组成和性质，可以进一步分为以下几类：1.铁基合金：如铸铁、钢等。
铁基合金具有高强度、耐磨损和耐腐蚀等特点，广泛应用于机械制造中的零件制造和结构件。
2.非铁基合金：如铜合金、铝合金等。
非铁基合金具有良好的导电性、导热性和耐腐蚀性能，适用于需要较高导电性和导热性能的部件制造。
3.非晶态合金：非晶态合金是一种非晶态结构的金属材料。
非晶态合金具有优异的力学性能和化学稳定性，适用于高强度和高稳定性要求的机械部件。
非金属材料除金属材料外，机械制造中还广泛使用了各种非金属材料。
非金属材料具有一些金属材料所不具备的特点，如较低的密度、较高的绝缘性能等。
常见的非金属材料包括：1.塑料：塑料是一种具有可塑性的高分子材料，具有良好的耐磨损性、耐化学腐蚀性和绝缘性能等特点。
塑料在机械制造中被广泛应用于制造零件和外壳等。
2.橡胶：橡胶是一种弹性体材料，具有良好的弹性和抗老化性能。
橡胶常用于制造密封件和减震件等。
3.陶瓷：陶瓷是一种脆性材料，具有优异的耐高温和耐磨损性能。
陶瓷常用于制造高温零件和耐磨件等。
复合材料复合材料是由两种或多种不同性质的材料组合而成的新材料。
复合材料具有金属材料、非金属材料和复合材料的优点，并弥补了各种材料的不足之处。
常见的复合材料包括：1.碳纤维复合材料：碳纤维复合材料具有高强度、低密度和良好的抗腐蚀性能，适用于制造高强度和轻量化的结构件。
2.玻璃纤维复合材料：玻璃纤维复合材料具有良好的电绝缘性和机械性能，广泛应用于电器领域和机械制造中。
3.金属基复合材料：金属基复合材料由金属基体和增强相组成，具有高强度、高刚性和良好的耐磨损性，适用于制造高负荷和高速运动零件。
常用工程材料及选用
选材时的主要参数。
抗拉强度
抗拉强度是指试样被拉断前所能承受的最大拉应力
Fb—试样拉断时的最大拉伸力(N)
σb表征了材料对最大均匀塑性变形或断裂的抵抗能力。
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任务1-1认识金属材料的性能
塑性 塑性是指断裂前材料发生不可逆永久变形的能力，其主要判据为
断后伸长率和断面收缩率。它们也是通过拉伸试验测得的。 断后伸长率 断后伸长率是指试样拉断后标距伸长与原始标距的百分比
金属的晶体结构 固体物质中原子排列有两种情况:一是原子呈周期性有规则的排
列，这种物质称为晶体。二是原子呈不规则的排列，这种物质称 为非晶体。固态金属及合金一般都是晶体，而且大都属于多晶体， 它是由许多方位各不相同的单晶体块组成的，如图1-7所示。每 个单晶体的外形为不规则的颗粒状，通常把它称为“晶粒”。晶 粒之间的分界面叫晶界。单晶体具有各向异性的特征，多晶体的 性能是各不同方位单晶块的统计平均性能，因而显示出各向同性。
l1—试样拉断后的长度(mm) ;
l0—试样的原始标距长度(mm)
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任务1-1认识金属材料的性能
断面收缩率 断面收缩率是指试样拉断后，缩颈处横截面积的最大缩减量与原
始横截面积的百分比
A1 —试样拉断后缩颈处的最小横截面积(mm2) A0 —试样最初最小横堆面积(mm2) 硬度 硬度是指材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能
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任务1-1认识金属材料的性能
试 验 前 ， 将 被 测 金 属 材 料 制 成 标 准 拉 伸 试 样 (GB/T 6397 1986)。比较常用的试样截面为圆形，称为圆形拉伸试样，如 图1-2所示。
试验时，将拉伸试样夹在拉伸试验机上，缓慢增大拉伸力。随拉 伸力不断增加，试样伸长量也不断增加，直至试样被拉断。在整 个拉伸过程中，试验机的自动记录装置可将拉伸力与变形(伸长) 量描绘在坐标图上，即得到拉伸力和伸长量的关系曲线，称为力 伸长曲线(或拉伸曲线)，如图1-3所示。
机械工程材料
机械工程材料机械工程材料是指用于机械制造和工程结构中的材料，它们具有特定的力学性能、物理性能、化学性能和加工性能。
机械工程材料的选择对于机械设计和制造具有至关重要的意义，它直接影响着机械产品的性能、质量和使用寿命。
在机械工程中，常用的材料包括金属材料、塑料材料、陶瓷材料和复合材料等。
金属材料是机械工程中最常用的材料之一，它具有优良的导热性、导电性和可塑性，适用于制造各种零部件和结构件。
常见的金属材料包括钢、铝、铜、铁等。
钢是一种铁碳合金，具有较高的强度和硬度，广泛应用于制造机械零部件和工程结构。
铝具有较低的密度和良好的耐腐蚀性，适用于制造航空器和汽车等轻型结构。
铜具有良好的导电性和导热性，常用于制造电气设备和散热器等。
铁是一种重要的结构材料，广泛应用于桥梁、建筑和机械设备中。
塑料材料是一类轻质、耐腐蚀、绝缘性能良好的材料，适用于制造各种零部件和外壳。
常见的塑料材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等。
聚乙烯具有良好的耐磨性和耐冲击性，适用于制造容器和管道等。
聚丙烯具有良好的耐腐蚀性和耐热性，适用于制造化工设备和食品包装等。
聚氯乙烯具有良好的绝缘性能和耐候性，适用于制造电线电缆和建筑材料等。
聚苯乙烯具有良好的隔热性和吸音性，适用于制造保温材料和包装材料等。
陶瓷材料是一类硬度高、耐磨性好、耐高温的材料，适用于制造耐磨零部件和耐火结构。
常见的陶瓷材料包括氧化铝、氮化硅、碳化硅等。
氧化铝具有优良的耐磨性和耐腐蚀性，适用于制造磨料和耐火材料等。
氮化硅具有优良的耐磨性和高温强度，适用于制造刀具和轴承等。
碳化硅具有优良的耐磨性和高温强度，适用于制造耐磨零部件和陶瓷刀具等。
复合材料是由两种或两种以上的材料组成的材料，具有优良的综合性能，适用于制造高性能的结构件和零部件。
常见的复合材料包括玻璃钢、碳纤维复合材料、金属基复合材料等。
玻璃钢具有优良的耐腐蚀性和抗冲击性，适用于制造化工设备和船舶等。
碳纤维复合材料具有优良的强度和刚度，适用于制造航空器和汽车等轻型结构。
关于机械工程中材料选用分析
关于机械工程中材料选用分析机械工程中材料的选用是一个非常重要的问题，一款优秀的机械产品的质量和性能很大程度上取决于选用的材料。
在材料选用时需要考虑的因素有很多，如力学性能、耐腐蚀性、温度特性、密度、成本等。
下面将重点分析几个材料选用的关键点。
首先是力学性能。
机械工程中的材料主要承担的是负荷和力，因此要选择具有较高强度、较好的延展性和高的韧性的材料。
常用于机械工程的金属材料中，钢材是最常见的选择。
不同品种的钢材具有不同的力学性能，因此需要根据具体的使用场景来选择合适品种的钢材。
此外，特殊的使用场合和特定目的下，也可利用合金金属、聚合物及复合材料等材料。
其次是耐腐蚀性。
机械零件或机械装备经常会在恶劣的环境下工作，因此要选择具有较强的耐腐蚀性的材料。
例如，在海上工作的船舶零件需要选择具有良好耐海水腐蚀性的材料。
常用的耐腐蚀材料有不锈钢、红铜、钛及玻璃钢等，具体选择要根据具体情况而定。
再次是温度特性。
机械零件或机械装备常常要经受高温或低温的条件下的工作，因此在选材时要选择具有良好温度特性的材料。
例如，在航空和煤矿等场合的机械设备中，需要选择耐高温材料。
通常情况下选择铸造合金钢、高温合金和陶瓷等作为耐高温材料。
而在低温等环境下，由于材料的脆性特别严重，钢材并不是最佳的选择。
最后是成本。
机械零件或机械装备的成本也是材料选用的考虑因素之一。
通常情况下，优质材料成本较高，有时甚至难以承受。
为了减少成本，选取的材料常常需要在力学性能、耐腐蚀性、温度特性等方面作出妥协，以达到成本与质量之间的平衡。
综上所述，机械工程中材料的选用需要考虑多方面的因素，只有在考虑到各种因素的基础上，对于不同部位，不同机械，选择不同的材料才能达到最佳的效果。
在未来的机械工程设计中，应采用多材料组合的设计方案，以求得更高的性能表现。
机械设计中的工程材料选择
机械设计中的工程材料选择在机械设计中，工程材料的选择是非常重要的一步。
不同的材料具有不同的性能特点和适用范围，合理选择适合的工程材料可以提高机械产品的性能和可靠性。
本文将从机械材料的分类、性能指标和工程选型等方面，介绍机械设计中的工程材料选择。
一、机械材料的分类在机械设计中，工程材料可以按照其组成和性能特点来进行分类。
常见的机械材料可以分为金属材料、非金属材料和复合材料三类。
1. 金属材料：包括钢铁、铜、铝、镁等，具有优良的导热、导电和可塑性能，在机械设计中应用广泛。
2. 非金属材料：包括陶瓷、聚合物和橡胶等，具有较低的密度、良好的绝缘性能和耐磨性能，常用于绝缘、密封和摩擦等特殊场合。
3. 复合材料：由两种或两种以上不同的材料组成，通过组合可以获得更好的性能。
例如，碳纤维增强复合材料具有高强度、高刚度和低密度等优点，在航空航天领域有广泛的应用。
二、材料性能指标在选择工程材料时，我们需要考虑材料的性能指标。
常见的材料性能指标包括强度、刚度、韧性、耐磨性、耐腐蚀性和导热性等。
1. 强度：材料的抗拉强度和屈服强度是衡量其承载能力的重要指标。
工程中常使用的强度指标有屈服强度、抗拉强度和硬度等。
2. 刚度：材料的刚度反映了其抵抗变形的能力。
对于需要抵抗变形和保持稳定形状的部件，如梁、轴等，需选择具有较大刚度的材料。
3. 韧性：材料的韧性决定了其抵抗断裂的能力。
对于需要在承受冲击和振动等载荷作用下保持完整的零件，如机床床身、汽车车架等，需选择具有良好韧性的材料。
4. 耐磨性：材料的耐磨性是指其在摩擦或磨损条件下的抵抗能力。
对于需要抗磨损的零件，如发动机零部件、切削工具等，需选择具有较高耐磨性的材料。
5. 耐腐蚀性：材料的耐腐蚀性反映了其在腐蚀介质中的稳定性。
对于需要在腐蚀环境下使用的零件，如化工设备、海洋工程等，需选择具有较好耐腐蚀性的材料。
6. 导热性：材料的导热性决定了其在导热和散热方面的性能。
对于需要导热或防止热积聚的部件，如散热器、热交换器等，需选择具有良好导热性的材料。
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。
正确选择和合理应用材料，不仅能够满足机械产品的设计要求，还能提高生产效率、降低成本，增强产品在市场上的竞争力。
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，广泛应用于各种机械零部件的制造。
钢铁是机械工程中最常用的金属材料之一，其种类繁多，性能各异。
例如，碳素钢具有成本低、加工性能好的特点，但强度和韧性相对较低；合金钢则通过添加合金元素，如铬、镍、钼等，提高了材料的强度、耐磨性和耐腐蚀性。
铝合金具有密度小、强度高、耐腐蚀性好等优点，常用于航空航天、汽车等领域的轻量化设计。
铜合金具有良好的导电性、导热性和耐磨性，常用于制造电气零部件和滑动轴承。
非金属材料在机械工程中的应用也越来越广泛。
塑料具有重量轻、耐腐蚀、绝缘性好等优点，常用于制造外壳、管道、齿轮等零部件。
橡胶具有良好的弹性和耐磨性，常用于制造密封件、减震器等。
陶瓷材料具有耐高温、耐腐蚀、硬度高等优点，常用于制造刀具、模具、发动机零部件等。
但陶瓷材料的脆性较大，限制了其在一些场合的应用。
复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料通过物理或化学方法复合而成的一种新型材料。
常见的复合材料有纤维增强复合材料和层合复合材料等。
纤维增强复合材料如碳纤维增强复合材料、玻璃纤维增强复合材料等，具有高强度、高模量、重量轻等优点，广泛应用于航空航天、体育用品等领域。
层合复合材料如金属基复合材料、陶瓷基复合材料等，具有良好的综合性能，在机械工程中也有一定的应用。
在选择机械工程材料时，需要考虑多个因素。
首先是机械性能，包括强度、硬度、韧性、疲劳强度等。
这些性能直接影响到零部件在工作过程中的可靠性和使用寿命。
例如，对于承受重载的零部件，如轴、齿轮等，需要选择高强度、高硬度的材料；对于承受冲击载荷的零部件，如锤子、冲头等，需要选择具有高韧性的材料。
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。
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。
机械工程材料第6章典型零件选材
表6.1
工作条件 ①与滚动轴承配合 ②轻、中载荷，转速低 ③精度要求不高 ④稍有冲击
表6.1 机床主轴工作条件、用材及热处理
材料 45 主要热处理 正火或调质 硬度 220~250 HBS 使用实例 一般简式机床
①与滚动轴承配合 ②轻、中载荷，转速略高 ③精度要求不太高 ①与滑动轴承配合 ②有冲击载荷 ①与滚动轴承配合 ②中等载荷，转速较高 ③精度要求较高 ④冲击与疲劳较小 ①与滑动轴承配合 ②中等载荷，转速较高 ③精度要求很高 ①与滑动轴承配合 ②中等载荷，心部强度不高，转 速高 ③精度要求不高 ④有一定冲击和疲劳 ①与滑动轴承配合 ②重载荷，转速高 ③有较大冲击和疲劳载荷
2、轴类零件选材及加工工艺路线确定步骤
1）看懂零件图 了解和分析零件的形状、大小与特征； 2）分析其工作条件、性能要求和热处理要求； 3）确定材料及热处理工艺 根据用途，选择合适的材料和强 化工艺； 4）确定零件的加工工艺路线 制造轴类零件常采用锻造、切 削加工、热处理（预先热处理及最终热处理）等工艺，其中 切削加工和热处理工艺是制造轴类零件必不可少的。台阶尺 寸变化不大的非重要轴，可选用与轴的尺寸相当的圆棒料直 接切削加工而成，然后进行热处理，不必经过锻造加工。
右图为“解放”牌载重汽车变速箱变速 齿轮。该齿轮将发动机动力传递到后轮， 并起倒车的作用，工作时承载、磨损及 冲击负荷均较大。要求齿轮表面有较高 的耐磨性和疲劳强度，心部有较高的强 度(σb > 1 000 MPa)及韧性(αk＞60 J／ cm2)。 选材及加工工艺路线有以下两种方式。
“解放”牌载重汽车变速箱变速齿轮选材及加工工艺路线
2）汽车半轴： 汽车半轴是一个传递扭矩的重要 部，工作时承受冲击、弯曲疲 劳和扭转应力的作用，要求材 料有足够的抗弯强度、疲劳强 度和较好的韧性。
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。
机械基础(陈长生)03机械工程材料及其选用PPT课件
一、强度和塑性 （1）强度：材料抵抗变形和断裂的能力
比例极限 p
弹性极限 e 屈服点 s 抗拉强度 b
（2）塑性 材料断裂前塑性变形的能力
•伸长率(延伸率) d
l1l10% 0
l
•断面收缩率ψ
AA110% 0
A
δ < 2 ~ 5% 属脆性材科
δ ≈ 5 ~ 10% 属韧性材料
δ > 10%
（1）回火的目的 回火的目的是减少内应力；稳定 组织，使工件形状、尺寸稳定；调整组织，消除脆性，以 获得工件所需要的使用性能。
（2）回火的方法及应用 1）低温回火（150℃～250℃） 回火后的硬度一般为 58～64HRC。低温回火一般用于表面要求高硬度、高耐磨 的工件，如刀具、量具、冷作模具、滚动轴承、渗碳件、 表面淬火件等。 2）中温回火（350℃～500℃） 中温回火后的硬度为 35～50HRC。中温回火一般用于要求弹性高、有足够韧性 的工件，如弹簧、弹性元件及热锻模具等。 3）高温回火（500℃～650℃）（调质） 高温回火后 的硬度一般为220～330HBS。通常将淬火加高温回火相结 合的热处理称为调质处理，调质处理广泛用于汽车、拖拉 机、机床等重要的结构零件，如连杆、螺栓、齿轮及轴类 。
（2）淬火方法及其应用 为了保证钢淬火后得到马氏体， 同时又防止产生变形和开裂，应选择合适的淬火方法。常 用淬火方法如图3-13所示，图中MS是指马氏体开始转变温 度（约为230oC）。
①单液淬火 ②双液淬火 ③分级淬火 ④等温淬火
3．钢的回火 将淬火钢重新加热到A1以下某一温度 ，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺，称为回 火。它是紧接淬火的热处理工序。
2．钢的淬火 淬火是将钢件加热到相变点Ac3或Ac1以 上30～50℃,保温一定时间，然后快速冷却，获得马氏体 （或贝氏体）组织的热处理工艺。淬火是强化钢铁零件最 重要的热处理方法。
机械工程材料的选用原则
机械工程材料的选用原则材料的选用教学目的及要求通过本章学习，使学生了解零件的失效形式与提高材料性能的途径，掌握零件选材的一般原则和方法。
主要内容1．零件的失效形式与提高材料性能的途径2．零件选材的一般原则和方法3．典型零件的选材及应用实例学时安排2学时教学重点1．零件的失效形式与提高材料性能的途径2．零件选材的一般原则和方法教学难点零件的失效形式与提高材料性能的途径教学过程第一节选材的一般原则一.材料的使用性能――选材的最主要依据指的是零件在使用时所应具备的材料性能，包括机械性能、物理性能和化学性能。
对大多数零件而言，机械性能是主要的必能指标，表征机械性能的参数主要有强度极限σb、弹性极限σe、屈服强度σs 或σ0.2、伸长率δ、断面收缩率ψ、冲击韧性ak及硬度HRC或HBS等。
这些参数中强度是机械性能的主要性能指标，只有在强度满足要求的情况下，才能保证零件正常工作，且经久耐用。
在材料力学的学习中，已经发现，在设计计算零件的危险截面尺寸或校核安全程度时所用的许用应力，都要根据材料强度数据推出。
附表：几类典型零件的工作条件失效形式及主要机械性能指标可以看出，在设计机械零件和选材时，应根据零件的工作条件，损坏形式，找出对材料机械性能的要求，这是材料选择的基本出发点。
二.材料的工艺性能材料的加工工艺性能主要有：铸造、压力加工、切削加工、热处理和焊接等性能。
其加工工艺性能的好坏直影响到零件的质量、生产效率及成本。
所以，材料的工艺性能也是选材的重要依据之一。
1典型零件工作条件失效形式过量塑性变形或由疲劳而造成破断齿面过度磨损、疲劳麻点、齿的折断颈部摩擦、过度磨损、疲劳破断而失效弹性丧失或疲劳破断重要螺栓承受交变拉应力重要传动齿轮承受交变弯曲应力、交变接触压应力、齿面受滚动摩擦冲击载荷曲轴轴类承受交变弯曲应力、扭转应力、冲击载荷弹簧交变应力、振动滚动轴承点线接触下的交变压应力、滚动摩擦过度磨损、疲劳破断而失效主要力学性能指标σ0.2、HBSσ-1p σ-1、σbb、HRC、接触疲劳强度σ0.2、σ-1、HRC σs／σb、σe、σ-1p σbc、σ-1、HRC 注：σσ-1p为抗压或对称拉伸时的疲劳强度；σ-1光滑试样对称弯曲应力时的疲劳强度；σbb抗弯强度；bc抗压强度。
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。
机械工程材料选用
机械工程材料选用机械工程中的材料选用在整个工程过程中起到至关重要的作用。
不同材料的性能和特点直接影响着机械设备的可靠性、安全性和性能表现。
因此，在进行机械工程设计时，合理选用适宜的材料是必不可少的步骤。
本文将探讨机械工程材料选用的重要性以及一些常用的材料类型。
一、机械工程材料选用的重要性机械设备通常在各种极端工况下运行，如高温、低温、高压、高速等。
因此，材料的选用必须具备相应的耐热、耐腐蚀、耐磨损等特性。
此外，机械设备的重量、强度和刚度等也需要考虑。
合理选用机械工程材料可以确保设备的正常运行，并且能够满足用户的需求。
二、常用的机械工程材料类型1. 金属材料金属材料在机械工程中广泛应用，包括钢铁、铝合金、铜合金等。
钢铁是最常见的金属材料，其具有良好的强度和韧性，适用于各种机械零部件的制造。
铝合金具有轻质、耐腐蚀的特性，常用于航空和汽车领域。
铜合金具有优良的导热性和导电性，广泛应用于电气设备中。
2. 高分子材料高分子材料主要包括塑料和橡胶。
塑料具有轻质、绝缘、耐腐蚀等特点，适用于制作机械零部件和外壳。
橡胶具有良好的弹性和密封性，广泛应用于密封件和悬挂装置等。
3. 复合材料复合材料是由两种或两种以上的材料组成，结合了各自材料的优点。
常见的复合材料有玻璃钢、碳纤维等。
玻璃钢具有良好的抗腐蚀性和机械强度，适用于制作容器、管道等。
碳纤维具有轻质、高强度的特点，广泛应用于航空、航天等领域。
4. 陶瓷材料陶瓷材料具有优良的耐磨损性和耐高温性能，广泛应用于机械密封、磨料、电子陶瓷等领域。
三、机械工程材料选用的考虑因素1. 功能要求：根据设备的工作环境和工况，选用具有相应性能特点的材料。
如耐高温、耐腐蚀、耐磨损等。
2. 强度要求：根据设备所需的负载和力学要求，选用具备足够强度的材料，以确保设备的可靠性和安全性。
3. 导热性、导电性要求：根据设备的功能需求，选用具备适宜导热性和导电性的材料，以提高设备的性能效果。
4. 经济性：在满足功能和强度要求的前提下，尽可能选用经济性较好的材料，以降低生产成本。
机械工程实践中的材料选择与应用
机械工程实践中的材料选择与应用在机械工程实践中，材料的选择和应用是十分重要的环节。
机械工程师需要根据工程设计的需要，选择合适的材料来确保产品的质量、安全性和稳定性。
本文将介绍机械工程实践中材料选择与应用的重要性，并探讨一些常见的材料类型及其应用。
一、材料在机械工程中的作用材料在机械工程中起到了举足轻重的作用。
在机械设计过程中，工程师首先需要根据产品的功能要求确定材料的特性，比如强度、硬度、耐磨性等。
不同的材料具有不同的性能特点，因此正确选择材料可以提高产品的性能和寿命。
其次，材料的选择还与机械产品的使用环境和工作条件密切相关。
例如，在高温环境下工作的机械设备需要选用具有较高耐热性能的材料，以确保设备的正常运行。
而在腐蚀性环境下工作的机械设备需要选用具有耐腐蚀性的材料，以延长设备的使用寿命。
此外，材料的选择还需考虑到成本因素。
机械工程师需要在满足产品性能要求的前提下，选择成本最低的材料，以提高产品的竞争力和市场占有率。
因此，在材料选择过程中，需要综合考虑多个因素，并进行合理权衡。
二、常见的机械工程材料及其应用1. 钢材钢材是机械工程中最常用的材料之一。
它具有高强度、耐磨性好、良好的塑性和可焊性等特点，适用于许多机械零部件的制造。
例如，汽车发动机零部件、桥梁结构和机械设备的承重部件等都采用钢材制造。
2. 铝合金铝合金是一种轻质材料，具有较高的强度和良好的耐腐蚀性。
它广泛应用于航空航天、汽车制造和电子设备等领域。
例如，飞机的机翼、汽车的车身和电子设备的外壳等都采用铝合金制造。
3. 合成材料合成材料是一种由两种或多种不同材料组成的复合材料。
它可以具备多种材料的优点，并同时弥补各种材料的缺点。
合成材料具有高强度、轻质、耐腐蚀等特点，适用于船舶制造、航天器零部件和体育器材等领域。
4. 塑料塑料是一种轻质、柔韧可塑的材料，广泛应用于机械工程中。
它具有良好的绝缘性能和耐化学腐蚀性，适用于电气设备、管道系统和机械零部件等制造。
机械工程材料知识应用举例
属于弱碳化物形成的元素是: Mn 属于强碳化物形成的元素是: W、Mo、V、Ti 属于非碳化物形成的元素是: Al、 Ni 、 Si
3．某优质碳钢经完全退火后珠光体的体积分数为59%。 （1）计算该钢含碳量并给出钢号。 （2）该钢能否制造直径φ30mm的轴类零件？为什么？ （3）能否制造直径为φ300mm的轴类零件？为什么？
6．针对汽车或拖拉机传递动力的齿轮回答以下问题。 （1）分析主要失效形式和对性能的主要要求； （2）在45、16Mn、CrWMn和20CrMnTi中选择一 种合适的材料并写出简明加工路线。
7．一个直径为φ60mm的轴，要求抗拉强度大于900MPa 且综合力学性能较好，目前仓库中有25、40Cr、GCr15、 9SiCr四种材料可供选用。问： （1）选哪种材料最合适（简要说明理由）； （2）画出最终热处理工艺曲线（要求给出温度范围）， 为什么要选用这种工艺？
如果齿面的曲率半径增大或承受的接触应力增大，
齿面的硬化层深度应该相应 （减小，增加），这是
通过 （延长，缩短）渗碳时间实现的。低温回火后
通过
处理可以进一步提高齿轮的弯曲疲劳强度。
二、简答题
1.金属材料在固态下一般具有的特性是:
良好的导电、导热性；不透明，有金属光泽; 较高的强度、良好的塑性；有正的电阻温度系数。
(1) 分别写出这两种合金的组织名称。 (2) 计算这两种合金的含碳量。
10. 在共析碳钢C曲线上，标出退火、正火、等温淬 火、油淬、水淬的冷却工艺曲线，并注明由各冷 却工艺曲线所能得到的组织。
11. 45钢在Ac1~Ac3之间加热淬火后的硬度和完全 奥氏体化加热淬火后的硬度是否相同？为什么？
材料选用及施工机械选用情况
材料选用及施工机械选用情况一、材料选用情况1.混凝土：根据工程的要求，选择了合适的混凝土配合比，确保了混凝土的强度和耐久性。
在选择混凝土原材料时，严格按照相关标准选用优质的水泥、骨料和外加剂，以确保混凝土的质量。
2.钢筋：选择了合适的钢筋，根据工程设计要求和现场实际情况进行精确计算和选材。
在选择钢筋时，考虑到其抗拉、抗压等力学性能，同时注意钢筋的防锈防腐能力，以确保钢筋的使用寿命。
3.砌块：根据工程的要求，选择了适合的砌块材料。
在选择砌块时，主要考虑其强度、隔音、保温等性能，以及耐久性和施工的便捷性。
4.防水材料：根据施工部位和施工环境的不同，选择了不同类型的防水材料。
例如，地下室选择了防水卷材，而厕所、浴室选择了防水涂料和密封胶等。
5.绝热材料：根据建筑的需求，选择了适合的绝热材料，如岩棉、聚苯乙烯、聚氨酯等。
这些材料能够有效提高建筑的隔热性能，降低能耗。
1.起重机械：根据吊装物体的重量和高度，选择了合适的起重机械。
常见的起重机械包括塔吊、履带式起重机、汽车起重机等。
这些机械设备能够提高施工效率，提高安全性。
2.锤击机械：根据不同的施工环境和要求，选择了适合的锤击机械。
例如，钢筋混凝土桩基施工时，选择了振动锤，而在装修工程中，选择了手持式电锤等。
3.混凝土搅拌设备：根据混凝土的用量和施工要求，选择了适合的混凝土搅拌设备。
常见的设备有混凝土搅拌车、混凝土搅拌站等。
这些设备能够确保混凝土的均匀性和质量。
4.推土机械：根据施工地形和土壤情况，选择了适合的推土机械。
推土机械能够快速平整土地，提高施工效率。
5.钢筋加工设备：根据钢筋的加工需求，选择了适合的钢筋加工设备。
例如，钢筋弯曲机、钢筋剪切机等。
这些设备能够提高钢筋加工的精确度和效率。
总的来说，材料选用和施工机械选用都是需要根据工程的特点和要求来进行选择的。
需要考虑材料和机械的性能、质量和施工安全性等因素，以确保施工的顺利进行和工程质量的保证。
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天然气
138万亿m3 64年 独联体、中东 70%
煤
1，039，272 吨 219年 美、苏、中、 澳 > 70%
铀
200万吨 74年
重要金属的世界储量
储量（106t） 可用年数 Fe Al Cu 1×106 1170 308 109 35 24 再生率(%) 31.7 16.9 40.9
Zn
Mo Ag
粉浆成形
压制成形 挤压成形 可塑成形
三、经济性原则---根本原则 产品成本与性能的关系：
产品成本分析
1. 基本材料的成本 材料的价格在产品的总成本中占有较大的份额（3070%）。选择更为廉价的材料是降低产品成本的重要手 段之一； 提高材料的利用程度，降低制造过程中的材 料消耗量（我国钢材利用率平均为65%，而美国达到 80%）。
第七章 材料选择概述
选材的动机： 首次开发生产一种新产品、新零件或新装置； 现有产品的改进和更新换代； 零件过早失效甚至灾难性事故发生后，需改变用材。
§7.1 选材的基本原则及方法
§7.2 典型零件选材及工艺分析
§7.1选材的基本原则
1.使用性能原则----首要原则 2.工艺性能原则 3.经济性原则----根本原则 4.环境与资源原则
一、性能原则----首要原则 1. 分析零件的工作条件 1)首先应判断零件在工作中所受载荷的性质和大小，计 算载荷引起的应力分布。 i 载荷的性质是决定材料使用性能的主要依据之一。 ii 计算应力是确定材料使用性能的数量依据。 2)考虑零件的工作环境：环境因素会与零件的力学状态 综合作用，提出更为复杂的性能要求。 3)最后还应充分考虑材料的某些特殊要求。 受力状况: 载荷的类型（如静载、动载、循环载荷或单调载荷等）， 载荷的作用形式（如拉伸、压缩、弯曲或扭转等），载 荷的大小以及分布特点（如均布载荷或集中载荷）。
SB=k（HV）m Sc=0.2(HV/100)2 SB弯曲疲劳强度 Sc接触疲劳强度 HV齿面维氏硬度 HV齿面维氏硬度 k 、m材料有关的 常数
3.选材 （1）钢：可应用于多种工作条件，是齿轮最主要的用材。 速度、载荷、 钢种类别 冲击大 中碳钢 热处理工艺 调质处理（淬火+高 温回火）+表面淬火+ 低温回火 调质处理（淬火+高 温回火）+表面淬火+ 低温回火 渗碳+淬火+低温回火
一般
一般
一般
低
低
高
低
3. 陶瓷材料的工艺性能 成形后，受陶瓷加工性能的局限，除了可以用碳化 硅或金刚石砂轮磨削加工外，几乎不能进行任何其 它加工。因此陶瓷材料的应用在很大程度上也受其 加工性能的限制。
陶瓷材料的加工工艺路线
表 工 艺
陶瓷材料成形工艺的比较 优 点 缺 点 可做形状复杂件、 缩大，尺寸精 收 薄壁件，成本低 度低，生产率低 可做形状复杂件， 设备较复杂，成 有高密度和高强 本高 度，精度较高 成本低，生产率 不能做薄壁件， 高 形状要对称 尺寸精度高，可 成本高 做形状复杂件
常见金属矿物资源的品位
矿石品种 典型铁矿石 典型铜矿石 品位 60-65%Fe 1-1.5%Cu 矿石品种 典型铀矿石 典型金矿石 品位 0.2%U 0.00010.001%Au
2. 制造成本。 加工成本约占零件成本的30%左右，生产批量越少， 这一比例越高。 总成本P=T+xN，T为工具与设备费用，x代表每件产 品的成本， N为生产批量（件/批）。
5
3
低合金工具钢
高速钢 硬质合金
3-4
16-20 150-200
铸造铝合金、 铜合金 普通黄铜 锡青铜、铝青 铜 钛合金 （工程塑料）
8-10
13-17
19
50-80 5-15
基本材料的价格的影响因素： 1.提炼和制取的成本 2.矿物资源的储量、开采成本、矿石品位等 3.材料的提纯、合金化（合成）成本 4.加工增值成本 5.供求关系所造成的价格波动
性能和质量要求极高的零件（如精密丝杠） 毛坯─→预先热处理（正火、退火）─→粗加工─→最终热处理 （淬火+低温回火，固溶时效或渗碳）─→半精加工─→稳定化 处理（或氮化）─→精加工─→稳定化处理─→零件。 加工路线复杂，加工精度和质量要求高，在选材时应务必保证材 料的工艺性能。
2. 高分子材料的工艺性能
材料 矿物燃料能耗 MJ/Kg MJ/m3 Kg/t 排碳量 Kg/m3
木材
混凝土 钢材 一次铝 再生铝
1.5~2.8
2.0 35 435 13
750~1390
4800 266,000 1,100,000 33,000
30~56
50 700 8700
15~28
120 5320 22,000
材料的可再生循环性： 1)混凝土虽能耗低但几乎不能回收、降解； 2)木材不但能耗低，还能充分回收，并可以降解； 3)多数塑料回收率很低；
常用失效形 式
过量变形， 断裂 疲劳断裂， 过量变形， 轴颈磨损
性能要求
螺栓
传动轴
拉、剪
弯、扭
静载
──
强度，塑性
综合力学性 能
循环， 轴颈摩 冲击 擦
传动齿 轮
压、弯
弹簧
扭、弯
表面高强度 断齿，磨损， 循环， 摩擦， 及疲劳极限， 疲劳断裂， 冲击 振动 心部强度及 接触疲劳 韧性 弹性极限， 交变， 弹性失稳， 振动 屈强比，疲 冲击 疲劳破坏 劳极限
高分子材料的加工工艺路线
表
高分子材料主要成形工艺特点
尺寸精 度 好 非常好 模具 费用 高 很高 生产率 中等 高
工 艺 适用材 形 状 表面光 料 洁度 热压 范围较 复杂 很好 成形 广 形状 喷射 热塑性 复杂 很好 成形 塑料 形状
热挤 成形 真空 成形
热塑性 塑料 热塑性 塑料
棒类
棒类
好
合金调质钢
合金渗碳钢
（2）高分子材料 重量轻，摩擦系数小，减振性强、 噪音小，不需润滑。但强度低不能承受较大载荷。如 夹布层压热固性树脂等。
名称 MC尼龙
聚碳酸酯
特性 强度高，拉伸强度可 达90Mpa以上，减摩耐 磨性优于其它尼龙。 突出的抗蠕变性和冲 击韧性，脆化温度为100℃，成型精度高， 透明，耐热性高于有 机玻璃
产量对制造成本的影响
四、环境与资源原则 随着地球资源的日益枯竭、环境的日益恶化， 材料的环境和资源准则在今后会变得日益重要。这 一准则要求材料在生产──使用──废弃的全过程 中，对能源和资源的消耗少，对生态环境影响小， 可以完全再生利用或废弃时完全降解。
1. 能源和资源消耗少 世界能源储藏量
石油
可开采储量 可开采年限 主要产地及储 量比例 9970亿桶 45.5年 中东66.4%
玻璃纤维复合材 料（GFRP）
黄铜（型材）
铝合金（型材） 低碳钢（型材）
1650~2336 尼龙66
2000~2440 环氧树脂 440~480 天然橡胶
3289
1650 1430
铸铁
硬质合金
260 Al2O3
66,000 玻璃
1100-1760
1500
我国常用金属材料的相对价格
材 料 普通碳素结构钢 优质碳素结构钢 合 金 结 构 钢 （ Cr-Ni 钢 除 外 ） 铬镍合金结构钢 （中合金钢） 滚珠轴承钢 相对价格 材 料 1 铬不锈钢 1.3-1.5 铬镍不锈钢 1.7-2.5 灰口铸铁 相对价格 5 15 1.4
金属材料能耗高但可较容易地回收，其中铝的回收价值 尤其高，扩大对再生铝的利用，具有相当大的环境意义。
五、材料选用方法
1．基于对具体零件的工作条件和失效形式的分析，以 及对同类零件现 有状况（所用材料、使用寿命、失效 形式以及供应情况）的调研，再结合力学计算或试验 确定零件应具有的力学性能指标和理化性能指标。 2．对若干备选材料的性能指标和制造工艺进行综合分 析和筛选，初步选定材料的牌号、规格及制造工艺。 3．进行实验室试验以检验选用材料是否达到各项性能 要求，并进行小批试生产以检验材料制造过程中工艺 性是否满足要求。小批试验产品质量合格后，选材方 案即可确定下来。
(二) 轴类零件 1.性能要求 工作条件（传动） 失效形式 性能要求
交变扭转、旋转弯曲 疲劳断裂磨损过 较高强度与较 应力轴颈摩擦冲击 载或冲击断裂 好韧、塑性配 合较高疲劳抗 力轴颈耐磨性
2.选材
速度 载荷 冲击 磨损 大 钢种类别 中碳钢 热处理工艺 调质处理（淬火+高温 回火）+表面淬火+低温 回火 合金调质钢 调质处理（淬火+高温 回火）+表面淬火+低温 回火 合金渗碳钢 渗碳+淬火+低温回火
环境状况 温度（如低温、高温、常温或变温）及介质情况（如有无 腐蚀或摩擦作用）。 特殊功能 导电性、磁性、热膨胀性、比重、外观等。 2. 进行失效分析 失效抗力取决于材料的性能，对零件主要失效形式的分析 常常可以综合出零件所要求的主要使用性能。
几种常用零件的工作条件和失效形式如下:
工作条件 零件 应力种 类 载荷性 受载状 质 态
3．零件性能要求的指标化 将零件对使用性能的要求具体转化为实验室力学性 能指标（如强度、韧性、塑性、硬度等）,再根据工 作应力 、使用寿命或安全性确定性能指标的具体数 值。 (1)受力状况不同，设计依据的性能指标、计算公式 不同。 (2)应综合考虑塑性、韧性和强度指标，并加以合理 的配合。
在利用具体性能指标进行选材时，必须注意实验室 指标、手册性能数据、经验关系式的局限性。
常见工程材料价格
材 料 铂 金 钨 钛合金 价格（美元/t） 材 料 硼―环氧树脂复 合材料 价格（美元/t） 900,000,000 330,000 200,000 2400~3300 26,000,000 工业金刚石 19,100,000 26,000 10,190~12,720