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1、精密儀器機(jī)械工程常用材料及熱處理1 3. 機(jī) 械 工 程 常 用 材 料 及 鋼 的 熱 處 理3-1 概 述3-2 金 屬 材 料 的 力 學(xué) 性 能3-3 常 用 的 工 程 材 料3-4 鋼 的 熱 處 理3-5 表 面 精 飾3-6 精 密 儀 器 材 料 選 用 原 則 精密儀器機(jī)械工程常用材料及熱處理2 3.1 概 述機(jī) 械 工程 材 料 金 屬材 料非 金 屬材 料 黑 色 金 屬 鋼有 色 金 屬 鑄 鐵合 金 鋼無 機(jī) 非 金 屬 材 料有 機(jī) 材 料 塑 料橡 膠 陶 瓷合 成 纖 維鋁 合 金銅 合 金其 他 有 色 合 金(非 鐵 金 屬 ) 精密儀器機(jī)械工程常用材料及

2、熱處理3 3-2 金 屬 材 料 的 力 學(xué) 性 能 低 碳 鋼 應(yīng) 力 -應(yīng) 變 曲 線 在 室 溫 下 以 緩 慢 平 穩(wěn)加 載 的 方 式 進(jìn) 行 的 拉 伸 試驗(yàn) ， 確 定 材 料 機(jī) 械 性 質(zhì) 。低 碳 鋼 應(yīng) 力 -應(yīng) 變 曲 線 分 四 個(gè) 階 段 (1) 彈 性 階 段 (Oa段 ,直 線 ) 變 形 與 所 加 外 力 成 正 比 , 外 力 撤 銷后 試 件 形 狀 完 全 恢 復(fù) . a點(diǎn) 對(duì) 應(yīng) 應(yīng) 力 為 不 產(chǎn) 生 永 久 變 形 (塑 性 變 形 )的 最 大 應(yīng) 力 ， 稱 為 比 例 極 限 p. (2) 屈 服 階 段 (ab段 , 近 似 平 線 或

3、波 線 ) 外 力 不 再 增 加 而 試 樣仍 繼 續(xù) 變 形 (屈 服 現(xiàn) 象 )， 若 此 時(shí) 除 去 外 力 ， 試 樣 將 不 恢 復(fù) 原 來尺 寸 ， 在 該 階 段 金 屬 開 始 發(fā) 生 明 顯 塑 性 變 形 。 屈 服 階 段 的 最 低應(yīng) 力 為 屈 服 極 限 s. 1 應(yīng) 力 極 限 (強(qiáng) 度 ) 精密儀器機(jī)械工程常用材料及熱處理4 (3) 強(qiáng) 化 階 段 (bc段 ,上 升 曲 線 ) 材 料 恢 復(fù) 了 變形 的 能 力 , 要 使 它 變 形 必 須 增 加 拉 力 (材 料 的強(qiáng) 化 ),此 階 段 是 金 屬 最 重 要 的 塑 性 變 形 階 段 .材 料

4、 發(fā) 生 均 勻 塑 性 變 形 時(shí) 的 最 大 應(yīng) 力 (c點(diǎn) )為強(qiáng) 度 極 限 b， 是 材 料 強(qiáng) 度 的 主 要 指 標(biāo) .它 是 材料 受 拉 時(shí) 所 能 承 受 的 最 大 載 荷 應(yīng) 力 。 (4)局 部 變 形 階 段 (cd段 ,下 降 曲 線 ) 外 力 過 強(qiáng) 度 極 限 (c點(diǎn) )后 ,試 樣 發(fā) 生“ 縮 頸 ” 現(xiàn) 象 。 此 時(shí) 塑 性 變 形 集 中在 縮 頸 處 ,縮 頸 點(diǎn) 截 面 于 是 急 劇 變小 , 最 后 試 樣 在 d點(diǎn) 即 頸 縮 點(diǎn) 發(fā) 生斷 裂 . 若 應(yīng) 力 超 過 屈 服 極 限 , 但 尚 未 達(dá) 到 強(qiáng) 度 極 限 (如 在 f點(diǎn)

5、 ), 此 時(shí)卸 載 ， 曲 線 將 沿 著 與 Oa平 行 的 fg直 線 (虛 線 )下 降 。 其 中 Og為 永久 塑 性 變 形 ， gh為 彈 性 變 形 。 再 次 加 載 時(shí) ， 應(yīng) 力 應(yīng) 變 曲 線 變?yōu)?gfcd， 相 當(dāng) 于 提 高 了 屈 服 極 限 。 這 種 在 常 溫 下 經(jīng) 過 塑 性 變 形 使 材 料 強(qiáng) 度 提 高 、 塑 性 降 低 的 現(xiàn) 象 ， 稱 為 冷 作 硬 化 。 精密儀器機(jī)械工程常用材料及熱處理5 2 剛 度 材 料 抵 抗 變 形 的 能 力 . 彈 性 模 量 E, 剪 切 模 量 G 是 衡 量 材 料剛 度 的 性 能 指 標(biāo) (

6、胡 克 定 律 , ). E G3 塑 性 材 料 破 壞 時(shí) ， 遺 留 變 形 的 大 小 斷 后 伸 長 率 :試 件 拉 斷 后 , 標(biāo) 距 內(nèi) 的 伸 長 量 與 標(biāo) 距 原 長 之比 的 百 分 率 . 5 為 塑 性 材 料 , 5 為 脆 性 材 料 . 斷 面 收 縮 率 : 試 件 被 拉 斷 后 , 斷 裂 處 面 積 的 縮 小 量 與 原 面積 之 比 的 百 分 率 。 或 越 大 ， 材 料 的 塑 性 越 高 ， 反 之 則 低 。 進(jìn) 行 壓 力 加 工 的零 件 ， 應(yīng) 選 用 塑 性 高 的 材 料 ， 以 免 加 工 時(shí) 開 裂 。4 硬 度 材 料 表

7、 面 在 一 小 體 積 范 圍 內(nèi) 抵 抗 彈 性 變 形 、 塑 性 變 形 或 破 裂 的 能 力 。 材 料 硬 度 越 高 ， 強(qiáng) 度 和 耐 磨 性 越 高 ， 但 塑 性 越 低 。 常 用 的 硬度 指 標(biāo) 有 三 種 ： 布 氏 硬 度 (H BW)、 洛 氏 硬 度 (H RC, 洛 氏 C標(biāo) 度 硬度 )和 維 氏 硬 度 (H V). 精密儀器機(jī)械工程常用材料及熱處理6 以 一 定 載 荷 把 一 定 大 小 的 鋼 球 壓 入 材料 表 面 ,保 持 一 段 時(shí) 間 , 卸 載 后 負(fù) 荷 與 其 壓痕 面 積 的 比 值 即 為 布 氏 硬 度 (H BW). 洛

8、氏 硬 度 試 驗(yàn) 原 理 和 布 氏 硬 度 試 驗(yàn) 一 樣 ,也 是 壓 痕 試 驗(yàn) 法 ,不 同 之 處 為 它 不 是 測(cè) 量 壓 痕大 小 而 是 測(cè) 量 壓 痕 凹 陷 的 深 度 . 根 據(jù) 壓 頭 類 型和 壓 入 載 荷 大 小 不 同 ,可 分 為 H RA,H RB,H RC. 維 氏 硬 度 (H V)的 試 驗(yàn) 原 理 也 是 根 據(jù) 壓痕 凹 陷 面 積 上 單 位 應(yīng) 力 作 為 硬 度 值 計(jì) 量 。所 不 同 的 是 維 氏 硬 度 試 驗(yàn) 的 壓 頭 是 采 用 錐面 夾 角 為 136 的 金 剛 石 四 方 角 錐 體 . 各 種 硬 度 值 之 間 可

9、 以 相 互 折 算 (G B/T 1172-1999)， 應(yīng) 用 中 可 通 過 查 表 獲 得 . 精密儀器機(jī)械工程常用材料及熱處理7 5 影 響 材 料 力 學(xué) 性 能 的 主 要 因 素 (1) 含 碳 量 含 碳 量 越 高 ， 強(qiáng) 度 和 硬 度 越 高 ， 但 塑 性 顯 著 降 低 。 (2) 合 金 元 素 在 鋼 中 加 入 某 些 合 金 元 素 , 可 提 高 和 改 善 其 綜 合 力 學(xué) 性 能 , 并獲 得 某 些 特 殊 的 物 理 和 化 學(xué) 性 能 。 加 Mn(錳 )能 提 高 鋼 的 強(qiáng) 度 ； 加 Ni(鎳 )與 Cr(鉻 )能 使 鋼 獲 得 高強(qiáng)

10、度 、 耐 熱 和 耐 腐 蝕 性 ; 加 W(鎢 )則 能 提 高 鋼 的 硬 度 和 韌 性 , 是制 造 耐 熱 工 具 不 可 缺 少 的 合 金 元 素 .(有 益 元 素 )有 害 雜 質(zhì) 元 素 S（ 硫 ） 、 P（ 磷 ）(3) 溫 度 一 般 地 ， 低 溫 條 件 下 強(qiáng) 度 有 所 增 加 ， 塑 性 和 韌 性 下 降 , 高 溫條 件 下 相 反 。 (4) 熱 處 理 工 藝 不 同 的 熱 處 理 工 藝 將 會(huì) 使 鋼 的 力 學(xué) 性 能 產(chǎn) 生 程 度 不 同 的 變 化 。 精密儀器機(jī)械工程常用材料及熱處理8 3-3 常 用 的 工 程 材 料1 鋼 鐵

11、材 料 （ 黑 色 金 屬 ） (1) 碳 鋼 (非 合 金 鋼 ) 合 金 :一 種 金 屬 元 素 和 其 他 金 屬 或 非 金 屬 元 素 相 互 熔 合 而 成 的具 有 金 屬 特 性 的 物 質(zhì) . 碳 鋼 : 含 碳 2 (質(zhì) 量 百 分 比 )以 下 的 鐵 碳 合 金 、 少 量 雜 質(zhì)按 含 碳 量 分 類 ： 低 碳 鋼 (wC0.25%, 20鋼 ), 螺 釘 , 連 桿 等 中 碳 鋼 (0.25%0.6%), 工 具 ， 模 具 等 按 質(zhì) 量 等 級(jí) 分 類 ： 普 通 碳 素 鋼 (wS0.055%, wP0.045%) 優(yōu) 質(zhì) 碳 素 鋼 (wS0.040%

12、, wP0.040%) 高 級(jí) 優(yōu) 質(zhì) 碳 素 鋼 (wS0.030%, wP0.035%) 按 用 途 分 類 ： 碳 素 結(jié) 構(gòu) 鋼 (工 程 結(jié) 構(gòu) ,機(jī) 械 零 件 )、 碳 素 工 具 鋼 (各 種 工 具 ) 精密儀器機(jī)械工程常用材料及熱處理9 (2) 合 金 鋼 人 為 在 冶 煉 中 加 入 鉻 Cr、 錳 Mn、 鎳 Ni、 鈦 Ti、 鉬 Mo、 鎢 W等 合 金 元 素 形 成 的 鋼 ， 具 有 高 的 強(qiáng) 度 、 韌 性 、 硬 度 ， 以 及 某 些 特殊 性 能 （ 如 耐 腐 蝕 性 、 高 溫 強(qiáng) 度 等 ） 。低 合 金 鋼 (合 金 元 素 含 量 小 于

13、 5%)中 合 金 鋼 (合 金 元 素 含 量 在 5%10%)高 合 金 鋼 (合 金 元 素 含 量 大 于 10%) 碳 鋼 價(jià) 格 低 廉 、 容 易 獲 得 ， 也 容 易 加 工 。 一 般 情 況 下 優(yōu) 先 選用 碳 素 結(jié) 構(gòu) 鋼 和 優(yōu) 質(zhì) 碳 素 結(jié) 構(gòu) 鋼 。 當(dāng) 零 件 受 力 較 大 ， 承 受 變 應(yīng) 力 ,工 作 情 況 復(fù) 雜 且 熱 處 理 要 求 較 高 時(shí) ， 應(yīng) 選 用 合 金 鋼 。2 鑄 鐵 與 鋼 不 同 , 鑄 鐵 含 碳 (大 于 2.11%)和 硅 量 較 高 , 含 雜 質(zhì) 硫 磷 也 較 多(1) 灰 鑄 鐵 : 其 中 的 碳 以

14、自 由 狀 態(tài) 的 片 狀 石 墨 形 式 存 在 , 斷 口 呈 灰 色 成 本 低 ， 鑄 造 性 、 減 振 性 好 ， 抗 壓 強(qiáng) 度 高 ， 但 脆 性 很 大 ， 不宜 承 受 沖 擊 載 荷 （ 底 座 、 機(jī) 床 床 身 ） 。 精密儀器機(jī)械工程常用材料及熱處理10 (2) 球 墨 鑄 鐵 ： 其 中 的 碳 以 球 狀 石 墨 形 式 存 在 的 具 有 較 高 的 延 展 性 和 耐 磨 性 。 強(qiáng) 度 高 (近 于 碳 素 結(jié) 構(gòu) 鋼 )， 減 振性 優(yōu) ， 可 承 受 沖 擊 載 荷 。 (齒 輪 、 曲 軸 ) 2 非 鐵 金 屬 (有 色 金 屬 ) 銅 (紫 銅

15、)及 其 合 金 有 良 好 導(dǎo) 電 性 、 導(dǎo) 熱 性 、 耐 蝕 性 和 延 展 性 . (1) 銅 合 金 (黃 銅 和 青 銅 ) 黃 銅 (銅 與 鋅 的 合 金 ) 鋅 含 量 在 20 40 左 右 ,具 有 優(yōu) 良 的 機(jī) 械 加 工性 能 和 防 腐 性 ， 可 鑄 造 和 鍛 造 。 黃 銅 隨 鋅 含 量的 增 加 強(qiáng) 度 增 加 ， 直 至 超 過 45 以 后 ， 抗 拉 強(qiáng)度 急 劇 下 降 。 常 用 于 制 造 軸 瓦 、 耐 腐 蝕 零 件 等 . 青 銅 (銅 與 錫 ,鋁 ,鈹 等 元 素 的 合 金 , 錫 青 銅 、 鋁 青 銅 、 鈹 青 銅 ) 青

16、 銅 合 金 的 力 學(xué) 性 能 以 及 耐 腐 蝕 、 耐 磨 性 能 較 好 。 錫 青 銅 適 于鑄 造 ， 用 以 鑄 造 形 狀 復(fù) 雜 的 零 件 。 鈹 青 銅 用 于 非 常 重 要 的 零 件 . 精密儀器機(jī)械工程常用材料及熱處理11 (2) 鋁 合 金 鋁 及 鋁 合 金 具 有 密 度 小 (約 為 銅 和 鐵 的 1/3), 比 強(qiáng) 度 (強(qiáng) 度 與 密 度 之比 )高 , 抗 蝕 性 好 以 及 優(yōu) 良 的 塑 性 和 冷 熱 加 工 工 藝 性 能 等 優(yōu) 點(diǎn) ， 且 價(jià) 格較 低 , 資 源 豐 富 , 故 廣 泛 用 于 航 空 航 天 、 電 氣 、 汽 車

17、等 工 程 領(lǐng) 域 ， 是 工程 中 用 量 最 大 的 有 色 金 屬 .(3) 鈦 合 金 鈦 和 鈦 合 金 的 密 度 都 小 ， 其 強(qiáng) 度 和 鋼 相 當(dāng) ， 且 抗 腐 蝕 性 好 ， 故 在航 空 、 造 船 、 化 工 等 工 業(yè) 中 得 到 了 較 多 應(yīng) 用 。 此 外 鈦 還 具 有 “ 親 生 物 ”性 , 廣 泛 用 于 醫(yī) 療 器 械 和 人 造 關(guān) 節(jié) 等 。3 非 金 屬(1) 工 程 塑 料 ： 密 度 小 ， 比 強(qiáng) 度 高 ， 耐 腐 蝕 性 能 好 ， 優(yōu) 良 的 電 絕 緣 性 ,耐 磨 、 減 摩 及 自 潤 滑 性 能 好 ， 易 加 工 ， 易

18、 老 化 ， 難 回 收 。(2) 橡 膠 ： 高 彈 耐 磨 , 絕 緣 性 好 , 不 透 水 、 氣 ， 但 易 老 化 。 墊 圈 、 密 封 圈 (3) 人 工 合 成 礦 物剛 玉 (Al2O3, 人 造 寶 石 )： 高 的 彈 性 模 量 和 硬 度 (僅 次 于 鉆 石 )。 微 型 軸 承石 英 (SiO2)： 具 有 壓 電 效 應(yīng) 。 晶 體 振 蕩 器 , 傳 感 器 材 料 精密儀器機(jī)械工程常用材料及熱處理12 3-4 鋼 的 熱 處 理 改 善 金 屬 使 用 性 能 和 工 藝 性 能 的 一 種 重 要 的 加工 方 法 ， 將 固 態(tài) 金 屬 或 合 金 加

19、 熱 、 保 溫 、 冷 卻改 變 金 屬 整 體 或 表 面 組 織 ， 獲 得 所 需 性 能 。 種 類 1、 普 通 熱 處 理 ： 退 火 、 正 火 、 淬 火 、 回 火 2、 表 面 熱 處 理 和 化 學(xué) 熱 處 理 ： 感 應(yīng) 加 熱 、 火 焰 加 熱 、 電 接 觸 加 熱 、 電 解加 熱 、 滲 碳 、 氮 化 、 碳 氮 共 滲 3、 其 他 熱 處 理 精密儀器機(jī)械工程常用材料及熱處理13 臨 界 溫 度 ： 使 鋼 材 料 內(nèi) 部 組 織 發(fā) 生 相 變 , 其 力 學(xué) 性 能 (硬 度 ,強(qiáng)度 ,塑 性 等 )相 應(yīng) 發(fā) 生 改 變 的 溫 度 。 不 同

20、牌 號(hào) 鋼 的 臨 界 溫 度 不 同 ，如 優(yōu) 質(zhì) 碳 素 結(jié) 構(gòu) 鋼 的 臨 界 溫 度 為 710750 C， 而 有 些 合 金 鋼 的臨 界 溫 度 達(dá) 到 800900 C.1 退 火 ： 加 熱 (至 臨 界 溫 度 以 上 2030度 )、 保 溫 、 隨 爐 緩 慢 冷 卻 目 的 : 預(yù) 先 熱 處 理 (鑄 鍛 之 后 ,切 削 之 前 ), 降 低 硬 度 、 細(xì) 化 晶 粒 、消 除 內(nèi) 應(yīng) 力 .2 正 火 ： 加 熱 (至 臨 界 溫 度 以 上 3050度 )、 保 溫 、 空 氣 冷 卻目 的 ： 同 退 火 ， 冷 卻 速 度 大 于 退 火 的 冷 卻 ,

21、 可 獲 更 高 的 力 學(xué) 性 能3 淬 火 ： 加 熱 (至 臨 界 溫 度 以 上 3050度 ), 保 溫 , 水 、 油 或 鹽 水 冷 卻目 的 ： 提 高 零 件 的 硬 度 和 耐 磨 性 ， 強(qiáng) 化 材 料 。 但 淬 火 后 ， 出 現(xiàn) 內(nèi)應(yīng) 力 ， 材 料 變 脆 ， 須 回 火 。 方 法 ： 單 介 質(zhì) 淬 火 ;雙 介 質(zhì) 淬 火 (水 淬 油 冷 , 淬 透 性 高 , 防 開 裂 , 復(fù) 雜 ) 精密儀器機(jī)械工程常用材料及熱處理14 4 回 火 ： 零 件 淬 火 后 ， 加 熱 至 臨 界 溫 度 之 下 ， 保 溫 ， 以 一 定 速度 冷 卻 。目 的 ：

22、 降 低 脆 性 , 消 除 內(nèi) 應(yīng) 力 。 防 止 零 件 變 形 開 裂 ; 達(dá) 到 設(shè) 計(jì) 圖紙 要 求 的 硬 度 . 回 火 工 藝 的 種 類 ： 1、 低 溫 回 火 （ 150 250C） 2、 中 溫 回 火 （ 350 500C） 3、 高 溫 回 火 （ 500 650C）調(diào) 質(zhì) 處 理 淬 火 +高 溫 回 火使 用 得 最 多 的 熱 處 理 工 藝 , 可 獲 得 較 好 的 綜 合 機(jī) 械 性 能 , 即 良 好的 強(qiáng) 度 、 韌 性 和 塑 性 。 5 表 面 熱 處 理僅 對(duì) 鋼 的 表 面 進(jìn) 行 加 熱 和 冷 卻 而 不 改 變 其 成 分 的 熱 處

23、理 工 藝 。 目 的 ： 提 高 零 件 的 表 層 硬 度 、 抗 磨 損 性 能 。 精密儀器機(jī)械工程常用材料及熱處理15 感 應(yīng) 加 熱 ： 感 應(yīng) 線 圈 通 入 交 流 電 產(chǎn) 生 交 變 磁 場(chǎng) , 工 件 置 入 磁 場(chǎng) 產(chǎn)生 感 應(yīng) 電 流 , 利 用 交 流 電 的 集 膚 效 應(yīng) (電 流 密 度 分 布 不 均 )， 對(duì) 零件 進(jìn) 行 加 熱 ， 并 通 過 控 制 電 流 頻 率 得 到 不 同 的 淬 硬 層 深 度 (頻 率越 高 , 透 入 深 度 越 淺 , 加 熱 層 越 薄 )?；?焰 加 熱 ： 利 用 火 焰 加 熱 工 件 表 面 ， 然 后立 即

24、用 水 噴 射 冷 卻 。 調(diào) 節(jié) 燒 嘴 的 位 置 和 移動(dòng) 速 度 即 可 得 到 不 同 厚 度 的 淬 硬 層 。方 式 ： 精密儀器機(jī)械工程常用材料及熱處理16 6 化 學(xué) 熱 處 理 將 鋼 件 置 于 一 定 溫 度 的 活 性 介 質(zhì) (滲 碳 劑 ,氨 氣 等 )中 保 溫 ，使 一 種 或 幾 種 元 素 滲 入 其 表 面 ， 改 變 其 化 學(xué) 成 分 和 組 織 ， 達(dá) 到改 進(jìn) 表 面 性 能 、 滿 足 技 術(shù) 要 求 的 熱 處 理 過 程 。目 的 ： 提 高 鋼 件 表 層 的 耐 磨 性 、 耐 蝕 性 、 抗 氧 化 性 和 疲 勞 強(qiáng) 度 等力 學(xué)

25、性 能 。按 表 面 滲 入 元 素 的 不 同 ， 分 為 滲 碳 、 氮 化 、 碳 氮 共 滲 、 滲 硼 、滲 鋁 等 種 類 。 氣 體 滲 碳 是 將 零 件 裝 在 密 封 的 滲 碳爐 中 ,加 熱 并 向 爐 中 滴 入 易 分 解 的 有 機(jī) 氣體 如 煤 油 、 苯 等 ， 或 直 接 通 入 煤 氣 等 滲 碳 氣 體 ， 反 應(yīng) 產(chǎn) 生 活 性 碳 原 子 ， 從 而 達(dá)到 鋼 件 表 面 滲 碳 的 目 的 。 優(yōu) 點(diǎn) 是 生 產(chǎn) 率高 ， 過 程 可 控 ， 滲 碳 層 質(zhì) 量 好 。 精密儀器機(jī)械工程常用材料及熱處理17 3-1 概 述3-2 金 屬 材 料 的

26、 力 學(xué) 性 能3-3 常 用 的 工 程 材 料3-4 鋼 的 熱 處 理3-5 表 面 精 飾3-6 精 密 儀 器 材 料 選 用 原 則 精密儀器機(jī)械工程常用材料及熱處理18 3-5 表 面 精 飾在 金 屬 零 件 的 表 面 附 上 一 層 覆 蓋 層 , 以 達(dá) 到 防 蝕 、 裝 飾 等 目 的 .種 類 電 鍍 鍍 鉻 : 鍍 鉻 層 化 學(xué) 穩(wěn) 定 性 高 ,有 較 高 的 硬 度 和 耐 磨 性 及 很 好 的表 面 粗 糙 度 . 鍍 鎳 : 可 獲 得 良 好 的 化 學(xué) 穩(wěn) 定 性 ， 并 具 有 良 好 的 導(dǎo) 電 性 . 鍍 鋅 、 鍍 銀 化 學(xué) 處 理 ：

27、氧 化 和 磷 化 氧 化 是 在 零 件 表 面 上 形 成 氧 化 膜 的 工 藝 過 程 ， 磷 化 的 過 程 則是 在 零 件 表 面 上 生 成 一 層 在 大 氣 中 穩(wěn) 定 的 磷 酸 鹽 膜 。 涂 漆3-6 精 密 儀 器 材 料 選 用 原 則 選 擇 材 料 時(shí) 主 要 考 慮 的 因 素 有 材 料 的 使 用 要 求 、 工 藝 要 求和 經(jīng) 濟(jì) 要 求 。 精密儀器機(jī)械工程常用材料及熱處理19 n 使 用 要 求 (首 要 考 慮 ) 在 分 析 零 件 工 作 條 件 和 失 效 形 式 的 基 礎(chǔ) 上 ， 在 受 力 狀 況 、環(huán) 境 狀 況 以 及 特 殊

28、性 能 方 面 提 出 要 求 ， 據(jù) 此 確 定 材 料 的 具 體 力學(xué) 、 物 理 、 化 學(xué) 性 能 指 標(biāo) , 最 后 可 按 經(jīng) 驗(yàn) 類 比 或 查 手 冊(cè) 進(jìn) 行 選 材 . 如 對(duì) 于 低 速 、 輕 載 的 三 輪 車 的 傳 動(dòng) 軸 普 通 碳 素 結(jié) 構(gòu) 鋼 ； 對(duì) 速度 較 高 、 載 荷 較 重 的 汽 車 傳 動(dòng) 軸 優(yōu) 質(zhì) 碳 素 結(jié) 構(gòu) 鋼 ； 而 對(duì) 高 速 、 重載 的 汽 輪 機(jī) 的 主 軸 合 金 鋼 。 若 零 件 的 尺 寸 取 決 于 強(qiáng) 度 ， 應(yīng) 選 用 強(qiáng) 度 極 限 較 高 的 材 料 ； 若 零件 的 尺 寸 取 決 于 剛 度 ， 則

29、應(yīng) 選 用 彈 性 模 量 較 大 的 材 料 ； 若 零 件 的 尺寸 取 決 于 接 觸 強(qiáng) 度 ， 應(yīng) 選 用 表 面 強(qiáng) 化 處 理 的 材 料 ； 滑 動(dòng) 摩 擦 下 工 作的 零 件 ， 應(yīng) 選 用 減 摩 性 能 好 的 材 料 ； 高 溫 工 作 下 的 零 件 ， 選 用 耐 熱材 料 ； 腐 蝕 介 質(zhì) 中 工 作 的 零 件 選 用 耐 腐 蝕 材 料 。n 工 藝 要 求在 滿 足 使 用 性 能 要 求 的 同 時(shí) 還 應(yīng) 滿 足 工 藝 性 能 要 求 . 例 如 對(duì) 于 毛 坯 為 鑄件 、 鍛 件 、 焊 接 件 時(shí) ,應(yīng) 分 別 選 擇 鑄 造 性 能 好 的

30、 材 料 (灰 鑄 鐵 ),鍛 造 性 能好 的 材 料 (黃 銅 、 低 碳 鋼 )和 焊 接 性 能 好 的 材 料 (低 碳 鋼 或 低 碳 合 金 鋼 )。 精密儀器機(jī)械工程常用材料及熱處理20 對(duì) 于 尺 寸 小 的 齒 輪 、 軸 類 等 旋 轉(zhuǎn) 體 零 件 ， 可 用 棒 料 直 接 加 工 。 對(duì)于 形 狀 簡 單 、 薄 壁 的 零 件 ， 生 產(chǎn) 批 量 較 大 時(shí) ， 可 壓 力 加 工 成 形 。 在 自動(dòng) 機(jī) 床 上 進(jìn) 行 大 批 量 生 產(chǎn) 的 零 件 ， 應(yīng) 考 慮 材 料 的 切 削 性 能 要 好 . 此 外還 必 須 考 慮 材 料 的 熱 處 理 工 藝 性 能 (淬 透 性 、 變 形 開 裂 傾 向 性 等 )。n 經(jīng) 濟(jì) 要 求 選 擇 材 料 時(shí) ， 必 須 考 慮 到 生 產(chǎn) 的 經(jīng) 濟(jì) 性 和 材 料 的 相 對(duì) 價(jià) 格 , 不 應(yīng)片 面 選 用 優(yōu) 質(zhì) 材 料 。 在 滿 足 使 用 要 求 和 工 藝 要 求 前 提 下 , 應(yīng) 盡 可 能 選用 普 通 材 料 和 價(jià) 格 低 廉 的 材 料 , 以 降 低 生 產(chǎn) 成 本 . 另 外 還 要 考 慮 批 量 、加 工 費(fèi) 用 、 環(huán) 境 污 染 、 能 源 消 耗 等 。本 章 作 業(yè) ：2-1, 2-2, 2-4, 2-6, 2-7, 2-9