9-1.2.3(零件材料选择)解析

表面淬火件热处理工艺路线：
下料——锻造——正火——粗加工——（调质） ——精加工——表面淬火及回火——精磨
渗碳件热处理工艺路线：
下料——锻造——正火或退火或调质— —粗加工、半精加工——渗碳——淬火、 低温回火——磨削
渗氮件热处理工艺路线：
下料——锻造——正火（退火）——粗加 工——调质——精加工——去应力退火— —粗磨——渗氮——精磨或研磨
9.2 选材的原则、方法和步骤
2、选材的方法和步骤 1）按力学性能选材的基本方法
1）以综合力学性能为主时的选材 主要失效形式是过量变形，一般可选用中碳钢或中碳 合金钢，采用调质处理或正火处理。 2）以疲劳强度为主时的选材 主要失效形式是疲劳破坏，对承载较大的零件选用淬 透性要求较高的材料。调质钢进行表面淬火、渗碳钢进 行渗碳淬火、氮化钢进行氮化以及喷丸、滚压等处理。 3）以磨损为主时的选材
91 零件的失效分析
2、零件的失效原因 1）设计原因 对零件的工作条件估计错误，安全系数过小、计算错 误等，零件的结构形状、尺寸等设计不合理。 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 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。 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。
9.3典型零件的选材及热处理工艺分析
2、轴类零件 1）轴类零件的作用 支承传动零件、传递运动和动力。 2）工作条件 （1）承受较大的交变弯曲应力、扭转应力 （2）轴颈和花键部位承受较大的摩擦 （3）一定的冲击载荷 3）失效形式 疲劳断裂、过量的弯曲变形和扭转变形、过量磨损。 4）力学性能要求 （1）良好的综合力学性能 （2）轴颈等部位应具有高的硬度和良好的耐磨性 （3）高的疲劳强度
9.3典型零件的选材及热处理工艺分析
5）丝锥和板牙的常用材料及热处理 （1）手用丝锥和板牙 热硬性不作要求，选用T10A 和T12A钢制造，并经淬火和低 温回火。 （2）机用丝锥和板牙 要求有较高的热硬性，可选用9SiCr、9Mn2V、CrWMn钢或 W18Cr4V钢制造，并经适当的热处理。
热处理工序位置
9.2 选材的原则、方法和步骤
2）工艺性 工艺性能是指零件在各种加工过程中所表现出来的 性能。决定了所选材料能否顺利加工制造成所需的零件。 1）铸造性能 2）锻压性能 3）焊接性能 4）切削加工性 5）热处理工艺性 3）经济性 经济性是指所选材料加工成零件后的成本高低。主 要包括：材料费用、加工费用、管理费用、运输费、安 装费、维修保养费用等
一、连杆类零件
1、受力情况分析
连杆工作时除了承受交变拉应力外，还受纵向 弯曲应力，截面上的应力分布基本上是相同的。 连杆的主要失效形式是疲劳断裂。
性能要求：
较高的屈服强度和疲劳强度，足够的刚度和韧 性，即要求良好的综合机械性能。还要根据连 杆尺寸考虑钢材的淬透性 连杆
中、小型内燃机连杆：40、40Cr、40MnB 大功率内燃机连杆：42CrMo、40CrNi
9.3典型零件的选材及热处理工艺分析
3、丝锥和板牙 1）丝锥和板牙的作用 加工内螺纹，板牙的作用是加工外螺纹。 2）工作条件 柄部和心部承受较大的扭转应力，齿刃部承受较大的摩擦 和磨损，高速切削时齿刃部还要承受较高的工作温度。 3）失效形式 磨损和扭断。 4）力学性能要求 齿刃部应具有高硬度（59～64HRC）和高耐磨性，一定的 热硬性（视切削速度而定）；柄部和心部应具有足够的强度 和韧性，硬度为35～45HRC。
第九章 材料的选用和热处理分析
本章重点与难点
教 学 重 点
典型零件的选材和热处理工艺分析。
教 学 难 点
零件材料的选用和热处理工艺分析。
9wk.baidu.com1 零件的失效分析
1、零件的失效形式 1）断裂失效 断裂失效是指零件完全断裂而无法工作的失 效。 2）过量变形失效 过量变形失效是指零件的变形量超过了允许 的范围。 3）表面损伤失效 表面损伤失效是指零件在工作中，因机械和 化学作用，使其表面损伤而造成的失效。 一个零件的失效可能有几种形式，也可以是 相互组合而成的联合失效形式，但只有一种起决 定性作用。
9.2 选材的原则、方法和步骤
2）选材的基本步骤 1）分析零件的工作条件、失效形式，确定零件的性能。 2）对同类产品进行调研，分析选材的合理性。 3）找出关键的性能要求，确定零件应具有的力学性能判 据或理化性能指标。 4）选择合适的材料，确定热处理方法或其他强化方法。 5）通过试验，检验所选材料及热处理方法能否达到各项 性能要求。
9.3典型零件的选材及热处理工艺分析
1、齿轮类零件 1）齿轮的作用 传递扭矩、调节速度、改变运动方向。 2）工作条件 （1）齿根受很大交变弯曲应力作用、齿面受较大接触应力 并有强烈的摩擦和磨损。 （2）承受一定的冲击载荷。 3）失效形式 轮齿折断、齿面磨损、齿面剥落、齿面点蚀、过载断裂等。 4）力学性能要求 （1）高的弯曲疲劳强度 （2）齿面应具有高的接触疲劳强度、高的硬度和耐磨性 （3）齿轮心部应具有良好的综合力学性能或较好的强韧性
9.2 选材的原则、方法和步骤
1、选材的基本原则 1）使用性能 包括力学性能、物理性能和化学性能，对于一般的 机械零件主要是力学性能。 （1）基本原则 分析零件的工作条件、常见的失效形式，并通过力 学计算确定零件应具有的主要力学性能，作为选材的依 据。 （2）应注意的问题 (1)综合考虑材料强度、塑性、韧性的合理配合。 (2)合理地选定硬度值。 (3)选用材料的力学性能判据数值时应注意的几个问题。
1.预先热处理的工序位置
退火、正火：毛坯生产之后，切削加工 之前
调质：粗加工之后，精加工或半精加工 之前 目的：调整硬度，改善切削加工性能，消 除毛坯内应力，细化晶粒，均匀组织，为 最终热处理做好组织准备。
2.最终热处理的工序位置 调质件热处理工艺路线：
下料——锻造——正火（退火）——粗加工（半精加 工）——调质——精加工