机械设计基础
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1.4 机械零件材料的选用原则

机械零件材料选择的一般原则是应满足零件的使用性能、工艺性和经济性等三方面的要求。

1.使用性能要求

使用性能要求是指零件的受载情况、工作条件、零件的尺寸和质量的限制等。例如,对于承受变应力的零件,应选择疲劳强度极限高的材料;对于受冲击载荷的零件,应选用韧性较好的材料;对于受接触应力较大的零件,应选用经表面强化处理的材料。在湿热环境下工作的零件,应选择防锈和耐蚀材料;在高温下工作的零件,应选用耐热材料;在滑动摩擦下工作的零件,应选用减摩、耐磨材料。对于要求强度高而质量小的零件,应选用强度极限与密度之比较高的材料;对于要求刚度大而质量小的零件,应选用弹性模量与密度之比较高的材料等。

2.工艺性要求

工艺性要求是指零件所用材料应使其在毛坯制造、热处理和冷加工时都易于进行。对于毛坯的制造,结构简单的可用锻造,结构复杂的宜采用铸造或焊接。锻造材料的工艺性是指材料的延展性、热脆性和塑性变形能力等。铸造材料的工艺性是指材料的液态流动性、收缩率、偏析程度和产生缩孔的可能性等。焊接材料的工艺性是指材料的可焊性和焊缝产生裂纹的倾向性等。热处理工艺性是指材料的淬硬性、淬火变形倾向性和淬透性等。冷加工工艺性是指材料的硬度、易切削性、冷作硬化程度和切削后能达到的表面粗糙度等。

3.经济性要求

在满足使用要求的基础上,尽可能选择价格低廉的材料,同时还应考虑到使材料的利用率高、加工费用低和供应状况好等因素。