火马氏体+合金碳化物+残余奥氏体。 2.齿心部硬度HRC35～45, 金相组织为
回火马氏体(低碳)+铁素体+细珠光体。
三) 选材: 20 CrMnTi 钢。 四) 加工工艺路线: 下料 锻造 正火 机械加工 渗碳 淬火 低温回火 喷丸 磨齿
第四节毛坯制造方法选择的原则
▪ 毛坯制造方法选择的指导思想； ▪ 毛坯制造方法选择的适用性原则； ▪ 毛坯制造方法选择的经济性原则； ▪ 毛坯制造方法选择的可行性原则。
2.材料的工艺性能:对零件加工生产有 直接的影响,甚至是决定性的。
3.材料的经济性:主要是性价比。
第二节选材的基本过程与失效分析
➢选择材料的基本过程 ➢零件的失效分析
材料的相对价格
材料
相对价格 材 料 相对价格
碳素结构钢 低合金结构钢 优质碳素结构
钢 易切削钢 合金结构钢 铬镍合金结构
钢 滚动轴承钢 弹簧钢
不均匀
较好或不 均匀
选择合适焊条、焊丝及 热处理等
钎焊 接头具有和金铸态 不均匀 组织
增加搭接面积，提高承 载能力
毛坯内在成型工艺的比较
成型方法 铸造 锻造
熔焊
焊接
压焊 钎焊
工艺设计的基本问题
依据
确定浇铸位置，选择分型面
保证质量
确定锻造基本工序，确定分模面 简化工艺
确定接头、坡口形式，选择焊条、 焊丝或焊剂等
表面3～5mm内金相组织为回火屈氏体和 少量回火马氏体。 3.花键部分硬度HRC48～50,金相组织同上。
三) 选材: 45钢。 四) 加工工艺路线:
下料 锻造 正火 粗加工 调质 半精加工 钻中心孔 精车加工 铣键槽 局部淬火(锥孔及外锥体)
粗磨 滚铣花键 花键淬火 精磨
二.YJ – 130汽车半轴
三) 选材:40Cr、42CrMo、40CrMnMo。 四) 加工工艺路线: 下料 锻造 正火 粗加工 调质
半精加工 精车加工 盘部钻孔 磨花键
三.C616机床齿轮
一) 工作条件: 1.工作负荷不太大。 2.中速运转(6～10m/s)。
二) 技术要求: 1.齿面硬度HRC45～50,金相组织为回 火索氏体。 2.齿心部硬度HRC22～25,金相组织为 回火马氏体。
1.定义: 零件不能正常和安全的工作, 即零件失效。
2.原因
结构或形状设计不合理。 材料的选择不合理。 加工工艺不合理。 安装与使用不合理。
3.形式
过量弹性变形 过量变形失效
过量塑性变
韧形性断裂
脆性断裂
断裂失效
低应力断裂 疲劳断
蠕裂变断裂
应力腐蚀断裂
磨损 表面损伤失效 接触疲劳
腐蚀
第三节 典型零件的选材及工艺分析
《工程材料与热加工基础》
第十二章零件毛坯的选择与材料的选用
机械工程系 金工教研室
第十二章零件毛坯的选择与材料的选用
▪ 材料选用的一般原则 ▪ 选材的基本过程与失效分析 ▪ 典型零件的选材 ▪ 零件毛坯的选择
第一节 材料选用的一般原则
1.材料的力学性能: 根据零件的工作条 件、损坏(或失效)形式 , 选择满足力 学性能的材料。
三) 选材: 40、45钢。 四) 加工工艺路线: 下料 锻造 正火 粗加工 调质
半精加工 精车加工 高频淬火 及低温回火 精磨
四.JN – 150型载重汽车变速箱齿轮
一) 工作条件: 1.工作负荷大。 2.高速运转 ( 10～15m/s以上 )。 3.受冲击频繁,磨损较严重。
二) 技术要求: 1.齿面硬度HRC58～62, 金相组织为回
确定接头形式
确定接头形式，选择钎剂等
毛坯的选择应用举例
本章小结
一) 工作条件: 1.该轴在上坡或启动时,承受较大扭矩。 2.承受一定的冲击力和具有较高的抗弯能力。 3.承受反复弯曲疲劳应力。
二) 技术要求: 1.杆部硬度HRC37～44;盘部外圆硬度HRC
24～34 ;金相组织为回火索氏体和回火屈 氏体。 2.弯曲度:杆中部<1.8mm;盘部跳动<2.0mm。
▪ 机床主轴 ▪ 汽车半轴 ▪ 机床齿轮 ▪ 汽车齿轮
一.C616 – 416车床主轴
一) 工作条件: 1.该轴在滚动轴承中运转。 2.承受中等负荷,承受一定的冲击力。 3.转速中等。
二) 技术要求: 1.整体调质后硬度应为HB200～230,金相组
织为回火索氏体。 2.内锥孔和外圆锥面处硬度为HRC45～50,
1 1.2~1.7 1.4~1.5
2 1.7~1.9
3 2.1~2.9 1.6~ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ.9
碳素工具钢 低合金工具钢 高合金工具钢 高速钢 铬不锈钢 铬镍不锈钢 普通黄铜 球墨铸铁
1.4~1.5 2.4~3.7 5.4~7.2 13.5~15
8 20 13 2.4~2.9
一.选择材料的基本过程
二.零件的失效分析
毛坯制造方法的分析与比较
▪ 常用材料铸造毛坯的优缺点及应用； ▪ 锻造毛坯的优缺点及应用； ▪ 冲压件的优缺点及应用；
毛坯内在质量的比较
成型方法 铸造 锻造
组织特征
性能特点 改善方法
铸态组织，晶粒粗 大
再结晶组织，有锻 造流线
较差 较好
增加过冷度，变质处理 等
熔焊
压焊 焊接
接头组织复杂
接头具有再结晶或 加工硬化组织