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從(cong)各(ge)種各(ge)樣的材(cai)料(liao)(liao)中選擇出要使(shi)用的材(cai)料(liao)(liao)，是一項受多(duo)方(fang)面因(yin)素所制約的工作(zuo)。因(yin)此，如何(he)選擇零(ling)件的材(cai)料(liao)(liao)是零(ling)件設計的重要一環。選擇機械零(ling)件材(cai)料(liao)(liao)的原則是：所需材(cai)料(liao)(liao)應滿(man)足零(ling)件的使(shi)用要求并具(ju)有良好的工藝性和經濟(ji)性等。
1. 使用要求
機(ji)械(xie)零件的使用要(yao)求表現為(wei)以下幾點：
1）零件(jian)的(de)工作狀況(kuang)和受載情況(kuang)以及為避免相應的(de)失效形式而提(ti)出的(de)要求。
工作(zuo)(zuo)狀況是(shi)指零件所處(chu)的(de)(de)(de)(de)環境(jing)特(te)點、工作(zuo)(zuo)溫(wen)(wen)(wen)度(du)及摩(mo)(mo)擦和磨(mo)損(sun)的(de)(de)(de)(de)程度(du)等。在(zai)濕熱(re)環境(jing)或腐蝕(shi)介質(zhi)中工作(zuo)(zuo)的(de)(de)(de)(de)零件，其材(cai)料(liao)應具(ju)有(you)良好的(de)(de)(de)(de)防銹和耐腐蝕(shi)能(neng)力，在(zai)這種情況下，可(ke)先考(kao)慮使用不(bu)銹鋼(gang)、銅(tong)合(he)金等。工作(zuo)(zuo)溫(wen)(wen)(wen)度(du)對材(cai)料(liao)選(xuan)(xuan)擇的(de)(de)(de)(de)影響主要(yao)有(you)兩個方(fang)面(mian)(mian)：一(yi)方(fang)面(mian)(mian)要(yao)考(kao)慮互相配合(he)的(de)(de)(de)(de)兩零件材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)線膨(peng)脹系數(shu)不(bu)能(neng)相差過大，以免在(zai)溫(wen)(wen)(wen)度(du)變化時產生過大的(de)(de)(de)(de)熱(re)應力或者使配合(he)松(song)動；另(ling)一(yi)方(fang)面(mian)(mian)也要(yao)考(kao)慮材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)力學性能(neng)隨溫(wen)(wen)(wen)度(du)而改變的(de)(de)(de)(de)情況。在(zai)滑動摩(mo)(mo)擦下工作(zuo)(zuo)的(de)(de)(de)(de)零件，要(yao)提(ti)高(gao)其表面(mian)(mian)硬度(du)，以增強耐磨(mo)性，應選(xuan)(xuan)擇適于進行表面(mian)(mian)處(chu)理(li)的(de)(de)(de)(de)淬火鋼(gang)、滲碳(tan)鋼(gang)、氮化鋼(gang)等品種或選(xuan)(xuan)用減摩(mo)(mo)和耐磨(mo)性能(neng)好的(de)(de)(de)(de)材(cai)料(liao)。
受(shou)載(zai)(zai)情(qing)況是指(zhi)零件(jian)(jian)(jian)受(shou)載(zai)(zai)荷(he)、應(ying)力(li)的(de)大小和(he)性(xing)質。脆性(xing)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)原(yuan)則上只適(shi)用(yong)于(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)制造在(zai)靜載(zai)(zai)荷(he)下工作的(de)零件(jian)(jian)(jian)；在(zai)有沖(chong)擊的(de)情(qing)況下，應(ying)以塑性(xing)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)作為主(zhu)要使用(yong)的(de)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)；對于(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)表面受(shou)較大接觸(chu)應(ying)力(li)的(de)零件(jian)(jian)(jian)，應(ying)選(xuan)擇(ze)可以進行表面處理(li)的(de)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)，如(ru)表面硬(ying)化鋼(gang)；對于(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)受(shou)應(ying)變力(li)的(de)零件(jian)(jian)(jian)，應(ying)選(xuan)擇(ze)耐疲(pi)勞的(de)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)；對于(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)受(shou)沖(chong)擊載(zai)(zai)荷(he)的(de)零件(jian)(jian)(jian)，應(ying)選(xuan)擇(ze)沖(chong)擊韌性(xing)較高的(de)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)；對于(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)尺(chi)(chi)寸(cun)取決于(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)強(qiang)度(du)而(er)尺(chi)(chi)寸(cun)和(he)質量又(you)受(shou)限的(de)零件(jian)(jian)(jian)，應(ying)選(xuan)擇(ze)強(qiang)度(du)較高的(de)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)；對于(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)尺(chi)(chi)寸(cun)取決于(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)剛度(du)的(de)零件(jian)(jian)(jian)，應(ying)選(xuan)擇(ze)彈性(xing)模量較大的(de)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)。
金屬材(cai)料的(de)性(xing)(xing)能(neng)(neng)一(yi)般可通(tong)過熱處(chu)理(li)加(jia)以提(ti)高和改善，因(yin)此，要充分利用(yong)熱處(chu)理(li)的(de)手段(duan)來發揮材(cai)料的(de)潛力(li)；對于(yu)(yu)比(bi)較(jiao)常用(yong)的(de)調制鋼，由于(yu)(yu)其(qi)回(hui)火(huo)溫(wen)度的(de)不同可得到力(li)學(xue)性(xing)(xing)能(neng)(neng)不同的(de)毛坯。回(hui)火(huo)溫(wen)度越(yue)高，材(cai)料的(de)硬度和剛度將(jiang)越(yue)低，而塑性(xing)(xing)越(yue)好。所(suo)以在(zai)選擇材(cai)料的(de)品種時，應同時規定其(qi)熱處(chu)理(li)規范，并(bing)在(zai)圖樣(yang)上注明(ming)。
2）對零件(jian)尺寸和質量的限制。
零(ling)(ling)件尺寸及質(zhi)量的(de)大小(xiao)與材(cai)料的(de)品種及毛(mao)坯的(de)制造方法有關(guan)。生(sheng)產鑄(zhu)造毛(mao)坯時一(yi)般可(ke)以(yi)不受尺寸及質(zhi)量大小(xiao)的(de)限(xian)制；而生(sheng)產鍛(duan)(duan)造毛(mao)坯時，則(ze)需注意鍛(duan)(duan)壓機械及設備(bei)的(de)生(sheng)產能(neng)力。此(ci)外，零(ling)(ling)件尺寸和(he)質(zhi)量的(de)大小(xiao)還和(he)材(cai)料的(de)強重(zhong)比(bi)(bi)有關(guan)，應盡可(ke)能(neng)選擇強重(zhong)比(bi)(bi)大的(de)材(cai)料，以(yi)便減小(xiao)零(ling)(ling)件的(de)尺寸及質(zhi)量。
3）零件在整機及部(bu)件中的重要程度。
4）其他特殊要求(qiu)（如是(shi)否需要緣、抗磁(ci)等）。
2. 工藝要求
為使零(ling)件(jian)(jian)便(bian)于加(jia)工(gong)制造(zao)，選擇材(cai)料(liao)(liao)時應(ying)考慮(lv)零(ling)件(jian)(jian)結構的(de)復(fu)雜(za)程度、尺(chi)寸(cun)大(da)小及(ji)毛坯類型(xing)。對(dui)(dui)于外形(xing)復(fu)雜(za)、尺(chi)寸(cun)較大(da)的(de)零(ling)件(jian)(jian)，若(ruo)考慮(lv)采用鑄造(zao)毛坯，則需選擇鑄造(zao)性(xing)(xing)能好(hao)的(de)材(cai)料(liao)(liao)；若(ruo)考慮(lv)采用焊接(jie)毛坯，則應(ying)選擇焊接(jie)性(xing)(xing)能好(hao)的(de)低碳鋼。對(dui)(dui)外形(xing)簡單、尺(chi)寸(cun)較小、批量較大(da)的(de)零(ling)件(jian)(jian)，適合沖壓(ya)和(he)模(mo)鍛，應(ying)選擇塑性(xing)(xing)較好(hao)的(de)材(cai)料(liao)(liao)。對(dui)(dui)需要熱處(chu)(chu)理的(de)零(ling)件(jian)(jian)，材(cai)料(liao)(liao)應(ying)具有(you)良好(hao)的(de)熱處(chu)(chu)理性(xing)(xing)能。此外，還應(ying)考慮(lv)材(cai)料(liao)(liao)本身的(de)易加(jia)工(gong)性(xing)(xing)以及(ji)熱處(chu)(chu)理后的(de)易加(jia)工(gong)性(xing)(xing)。
3. 經濟性要求
1）材料本身的(de)相對價格
在滿足使用(yong)要求(qiu)的前提下，應盡(jin)量選用(yong)價(jia)格低廉的材料。這一點對(dui)于大批量制(zhi)造的零(ling)件尤其重要。
2）材料的加工費用
當(dang)零(ling)(ling)件質量不大(da)而(er)加工量很(hen)大(da)時，加工費用(yong)(yong)在零(ling)(ling)件總成本中會占(zhan)很(hen)大(da)比(bi)例。盡管鑄鐵(tie)(tie)比(bi)鋼(gang)板廉(lian)價，但(dan)對于某(mou)些單(dan)件或小批量生產(chan)的箱體類零(ling)(ling)件來(lai)說，采用(yong)(yong)鑄鐵(tie)(tie)比(bi)采用(yong)(yong)鋼(gang)板焊接的成本更(geng)高(gao)，因(yin)為后者可以省(sheng)掉模具的制造(zao)費用(yong)(yong)。
3）節約材料
為(wei)了節約材料，可采用熱處理(li)或表面(mian)強化（噴丸、碾壓等）工藝，充分發揮和利用材料潛在的(de)力學性能；也可采用表面(mian)鍍層(ceng)（鍍鉻、鍍銅、發黑、法(fa)藍等）方法(fa)，以減輕腐蝕和磨損的(de)程度，延長零(ling)件的(de)使(shi)用壽(shou)命。
4）材(cai)料(liao)的(de)利用(yong)(yong)(yong)(yong)率(lv)(lv)(lv)為了提高材(cai)料(liao)的(de)利用(yong)(yong)(yong)(yong)率(lv)(lv)(lv)，可(ke)(ke)采用(yong)(yong)(yong)(yong)無切(qie)削或少(shao)切(qie)削加(jia)工，如模鍛(duan)、精鑄、沖壓(ya)等，這樣(yang)不但可(ke)(ke)以提高材(cai)料(liao)的(de)利用(yong)(yong)(yong)(yong)率(lv)(lv)(lv)，同時(shi)還(huan)可(ke)(ke)減(jian)少(shao)切(qie)削加(jia)工的(de)工時(shi)。
5）節約貴重材料
通過采(cai)用組合結(jie)(jie)構(gou)，可(ke)節約價(jia)格較(jiao)高的(de)材料，如(ru)組合式結(jie)(jie)構(gou)的(de)蝸輪齒圈(quan)采(cai)用減摩性較(jiao)好但價(jia)格貴(gui)的(de)錫(xi)青銅(tong)，而輪芯(xin)則采(cai)用廉價(jia)的(de)鑄鐵。
6）節約稀有材料
在這方面(mian)，可采(cai)(cai)用在我國資源(yuan)較豐(feng)富(fu)的(de)錳硼(peng)系列合(he)金鋼代替(ti)資源(yuan)較少的(de)鉻鎳系合(he)金鋼，以及(ji)采(cai)(cai)用鋁青(qing)銅代替(ti)錫青(qing)銅等(deng)方法。
7）材料的供應情況
在(zai)選擇材料時，應選用本地就有且便于(yu)供應的(de)(de)(de)材料，以降低采購、運輸、儲存的(de)(de)(de)成本；從(cong)(cong)簡化材料品(pin)種(zhong)的(de)(de)(de)供應和(he)(he)儲存的(de)(de)(de)角度出發，對于(yu)小批量生產(chan)的(de)(de)(de)零件(jian)，應盡(jin)可能減少在(zai)同一臺機(ji)器上使用材料的(de)(de)(de)品(pin)種(zhong)和(he)(he)規格，以簡化供應和(he)(he)管理(li)(li)，并可在(zai)加工(gong)及熱(re)處(chu)理(li)(li)過程中更容(rong)易掌握比較合(he)理(li)(li)的(de)(de)(de)操作方(fang)法，從(cong)(cong)而提高(gao)制造質量，減少廢品(pin)，提高(gao)勞動生產(chan)率。