常用金属材料和非金属材料选用

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1、第5章常用金属材料与非金属材料及选用一、设计目的掌握各种常用金属、非金属材料的性能、牌号和用途；了解常存元素对金属材料性能的影响；熟悉加工工艺对所选材料力学性能的要求；掌握机械零部件选材的过程与方法。二、设计条件减速器工作环境条件、使用场合、负载以及性能要求，加工手段和工艺要求三、设计内容及要求（1）确定减速器轴类零件的材料选择过程；（2）齿轮零件的材料选择过程；（3）箱体零件的材料选择过程5.1减速器主要零部件材料的选定说明第5章常用金属材料与非金属材料及选用5.2常用金属材料与非金属材料5.2.1常用金属材料碳素钢（1）碳素钢分类按钢的含碳量分类：低碳钢中碳钢高碳钢按质

2、量分类：普通碳素钢优质碳素钢高级优质碳素钢按用途分类：碳素结构钢碳素工具钢特殊性能钢按金相组织分类：有亚共析钢、共析钢、过共析钢按钢的脱氧程度分类：有沸腾钢、镇静钢、半镇静钢第5章常用金属材料与非金属材料及选用（2）碳钢的牌号1）碳素结构钢字母Q+屈服点数值（单位为MPa）+质量等级符号（A、B、C、D）+脱氧方法符号（F、b、Z、TZ）组成。2）优质碳素结构钢优质碳素结构钢的牌号用两位数字表示，即是钢中平均含碳量的万分数。5.2常用金属材料与非金属材料第5章常用金属材料与非金属材料及选用3）铸钢铸钢的牌号是用字母“ZG”加上两组数字组成。4）碳素工具钢碳素工具钢的牌号由“

3、T”加数字表示。“T”是“碳”字汉语拼音字首，数字表示平均含碳量的千分数；若为高级优质工具钢，在牌号后加“A”2.合金钢合金钢是指在碳钢基础上，加入一些元素所形成的钢种，加入的元素称为合金元素。5.2常用金属材料与非金属材料第5章常用金属材料与非金属材料及选用5.2常用金属材料与非金属材料合金钢的牌号是采用钢中含碳量加合金元素符号及其含量的方法来表示。牌号的首位数字表示钢的平均含碳量，（3）合金结构钢合金结构钢主要用于重要的工程机构和机器零件的钢。常用合金结构钢有：低合金结构钢、合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢、滚动轴承钢等。第5章常用金属材料与非金属材料及选用5.2常用

4、金属材料与非金属材料（4）合金工具钢合金工具钢分为刃具钢、模具钢和量具钢三类。（5）特殊性能钢指具有某些特殊的物理、化学、力学性能，能在特殊环境、工作条件下使用的钢。常用的有不锈钢、耐热钢和耐磨钢等。包括不锈钢、耐热钢、耐磨钢等。第5章常用金属材料与非金属材料及选用5.2常用金属材料与非金属材料3、铸铁铸铁是含碳量在2.11％以上的铁碳合金。主要包括灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、合金铸铁等。4.有色金属及其合金非铁金属及其合金称为有色金属。包括铝及铝合金、铜及铜合金和轴承合金。5.2常用金属材料与非金属材料5.2.2常用非金属材料除金属以外的所有工程材料通称为非金

5、属材料。主要有高分子材料、陶瓷材料和复合材料等三大类。这些非金属材料的原料来源广泛，自然资源丰富，成型工艺简单，具有某些特殊的性能，如塑料的重量轻，橡胶的高弹性，陶瓷耐高温、耐腐蚀等，使得非金属材料目前已成为机械工程材料中不可缺少的、独立的材料体系5.2常用金属材料与非金属材料5.2.2常用非金属材料1、高分子材料高分子材料是以高分子化合物为主要成分组成的非金属材料。是由低分子化合物聚合而成，也称高聚物。高分子化合物可分为有机高分子化合物和无机高分子化合物两大类。例如：塑料、合成橡胶及合成纤维等。2.陶瓷陶瓷材料是一种用天然或人工合成的化合物5.2常用金属材料与非金属材料5

6、.2.2常用非金属材料为原料烧结而成的无机非金属材料。按其成分性能和用途分为普通陶瓷和特种陶瓷两种。3.复合材料复合材料是指由两种或几种不同化学组成和结构组织的材料，以一定形式组合而成的人工合成材料。性能特点：1）较大的比强度和比模量。2）抗疲劳性和减振性好。3）化学稳定性和耐热性好。5.2常用金属材料与非金属材料5.2.2常用非金属材料常用复合材料及其应用：1）玻璃纤维增强复合材料：主要用于轴承、齿轮、汽车仪表盘、管道、泵阀等零件及耐蚀耐压容器。2）碳纤维复合材料：主要用于制造齿轮、轴承、活塞、密封圈、化工器材零件、航空航天飞行器、导弹上的零件和发动机等。3）层叠复合材料

7、：广泛应用与航空、交通运输、建筑、机械等工业部门。第5章常用金属材料与非金属材料及选用4）颗粒增强复合材料：用于制作具有优良减摩性、消振性的新型轴承材料。5.3机械零部件材料的选定机械零部件材料的选择除了与零件的结构、强度、刚度有关外，还与零件的失效形式有关系。一般来讲，零件材料的选择，首先要从零件的失效形式，选择材料的类型；再根据材料的使用性能、工艺性和经济性三个方面进行考虑，进行零件材料型号的选择。5.3机械零部件材料的选定5.3.1机械零件的失效形式及原因1、失效的形式机械零件由于各种原因，丧失规定的功能，无