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1、第十一章工程材料的选用,第十一章工程材料的选用,第一节 零件的失效分析,失效：零件由于某种原因丧失预定功能的现象。,失效分析的目的就是找出零件损伤的原因，并提出相应的改进措施。,包括： 零件完全破坏，不能继续工作 严重损伤，继续工作很不安全 虽能安全工作，但已不能满意地起到预定的作用,第一节 零件的失效分析失效：零件由于某种原因丧失预定功能的现,第一节 零件的失效分析,一、失效的形式,第一节 零件的失效分析一、失效的形式,第十一章工程材料的选用课件,第十一章工程材料的选用课件,第一节 零件的失效分析,失效分析所需测试的项目：化学分析：检验材料成分与设计要求是否相符。断口分析：显微镜观察裂纹的发
2、源地、扩展区和最终裂纹区的断裂性质。宏观健全性检查：缺陷（缩孔、缩松、气泡、白点、夹杂物；流线分布、锻造裂纹；氧化、脱碳、淬火裂纹等）。显微分析：鉴别各种组织缺陷，判断是否正常。应力分析：检查失效零件的应力分布。力学性能测试：测定力学性能指标。断裂力学分析：断裂韧度的测定,第一节 零件的失效分析失效分析所需测试的项目：,第二节 选材的一般原则和步骤,能否满足必需的使用性能；能否具有良好的工艺性能；能否实现最低成本。,一、选材的一般原则,1、使用性能 主要是指零件在使用状态下材料应该具有的机械性能、物理性能和化学性能。是选材的主要因素。使用性能的要求，是在分析零件工作条件和失效形式的基础上提出来
3、的。,第二节 选材的一般原则和步骤能否满足必需的使用性能；一、选材,第二节 选材的一般原则和步骤,第二节 选材的一般原则和步骤,第二节 选材的一般原则和步骤,2、工艺性能 表示材料加工的难易程度。在选材中，同使用性能比较，工艺性能常处于次要地位。,金属材料：铸造、压力加工、焊接、机械加工、热处理等加工方式 陶瓷材料：粉末压制烧结成型、磨削加工、热处理 高分子材料：热压、注塑、热挤等方法成型，有的再进行切削加工、焊接等加工过程,第二节 选材的一般原则和步骤2、工艺性能 金属材料：铸造、压,第二节 选材的一般原则和步骤,3、经济性材料的价格：零件材料的价格无疑应该尽量低。零件的总成本：与其使用寿命
4、、重量、加工费用、研究费用、维修费用和材料价格有关。国家的资源：材料来源丰富并顾及我国资源情况，尽量选用耗能低的材料,第二节 选材的一般原则和步骤3、经济性,二、选材的一般方法,二、选材的一般方法,第三节 典型零件选材及工艺分析,1机床主轴,C620车床主轴及热处理技术条件,第三节 典型零件选材及工艺分析1机床主轴 C620车床主轴,第三节 典型零件选材及工艺分析,分析：机床主轴是典型的受扭转-弯曲复合作用的轴件，它受的应力不大(中等载荷)，承受的冲击载荷也不大，如果使用滑动轴承，轴颈处要求耐磨。,因此大多采用45钢制造，并进行调质处理，轴颈处由表面淬火来强化。载荷较大时则用40Cr等低合金结
5、构钢来制造。,C620机床,第三节 典型零件选材及工艺分析分析：机床主轴是典型的受扭转-,第三节 典型零件选材及工艺分析,对C620车床主轴的选材结果如下：材料：45钢。热处理：整体调质，轴颈及锥孔表面淬火。性能要求：整体硬度220240 HBS；轴颈及锥孔处硬度52HRC。工艺路线：下料锻造正火粗加工调质精加工表面淬火+低温回火磨削,第三节 典型零件选材及工艺分析对C620车床主轴的选材结果如,第三节 典型零件选材及工艺分析,130载重车半轴简图,2、汽车半轴,第三节 典型零件选材及工艺分析130载重车半轴简图 2、汽车,第三节 典型零件选材及工艺分析,分析：汽车半轴是典型的受扭矩的轴件，但工作应力较大，且受相当大的冲击载荷。最大直径达50mm左右，用45钢制造时，即使水淬也只能使表面淬透深度为10%半径。,为了提高淬透性，并在油中淬火防止变形和开裂，中、小型汽车的半轴一般用40Cr制造，重型车用40CrMnMo等淬透性很高的钢制造。,汽车半轴,第三节 典型零件选材及工艺分析分析：汽车半轴是典型的受扭矩的,第三节 典型零件选材及工艺分析,材料：40Cr热处理：整体调质性能要求：杆部3744HRC；盘部外圆2434HRC工艺路线：下料锻造正火机械加工调质盘部钻孔磨花键,第三节 典型零件选材及工艺分析材料：40Cr,
