材料的经济性
• （1）材料的价格 • （2）零件的加工费用 • （3）使用维修成本 • （4）资源供应状况
材料的选择方法和步骤
• （1）以综合力学性能为主
• 机械中许多结构零件，如轴、两岸、低俗轻载齿 轮等，工作时主要承受交变载荷和冲击载荷的作 用，易导致零件疲劳断裂和过量的械零件在受到外力作用时候，都处于弹 性变形状态。但是，大多数零件在工作时 只允许一定的弹性变形量，若发生过量的 弹性变形就会造成零件失效，因此，要求 零件应该有足够的刚度。例如机床的主轴， 镗床的镗杆，若发生大量变形就会影响其 加工精度。
过量塑性变形失效：
• 当受力超过了材料的屈服强度时，零件就 会发生塑性变形。塑性变形失效是机械零 件常见的失效形式之一。
• 断裂失效（机械零件在工作过程中由于应 力的作用完全发生断裂的现象）
• （1）塑形断裂 • （2）疲劳断裂 • （3）低应力脆性断裂 • （4）蠕变断裂
过量变形失效：
• 过量变形失效是指机械零件在工作中收到 歪理作用，发生过量弹性变形或塑形变形 而失效的现象
• （1）过量弹性变形失效 • （2）过量塑性变形失效
表面疲劳失效：
• 表面疲劳失效是指相对滚动接触的零件， 在工作过程中，由于交变接触应力的长期 作用，使表层材料发生疲劳破坏而剥落的 现象，又称之为疲劳点蚀。
腐蚀失效
• 腐蚀失效是指零件表面由于和周围介质发 生化学或者电化学反应引起表面损伤的现 象。它与材料本身的成分、结构和组织有 关，也与介质的性质密切相关。
• 装配安装方面
零件配合和装配的问题导致的失效。
零件失效分析的改进方法
• 分析步骤： • （1）收集证据 • （2）调查经过 • （3）查阅资料 • （4）试验分析 • （5）综合分析
10.2 材料选择的一般原则、 方法和步骤：
材料选择的一般原则： 1，材料的使用性能 受力状态，包括应力的种类（如拉伸、压缩、弯曲、扭转和剪切等）、载 荷的性质、载荷的大小和种类，分布情况等。 2，工作环境，即零件工作时所处的环境条件，如工作温度、环境介质和摩 擦条件等； 3，特殊要求，主要包括对材料的导电性、导热性、磁性、密度、外观、耐 高温、耐腐蚀性等。
正常 塑性 变形
表面损伤失效：
• 表面损伤失效是指机械零件在工作中，由 于机械力或者化学腐蚀的作用，使其工作 表面产生磨损、疲劳点蚀、腐蚀等损伤。
• （1）磨损失效
• 磨粒磨损:零件在相对摩擦时，由于硬质颗 粒对金属表面的切学作用，造成被磨表面 产生了沟槽，磨面材料逐渐耗损的一种磨 损。
• 黏着磨损：零件相对摩擦时，其表面微小 的凸起部分，在压力和摩擦热的作用下发 生焊合或黏着。
零件失效的原因和分析方法
• 结构设计方面
不合理设计，薄弱区域未进行加强，尺寸设计不合理，对零件工作环境 未仔细考虑。
• 材料选择方面
只注意材料的部分常规性能指标，对零件的失效形式、实际性能指标要 求的判断存在较大的偏差，造成选材的错误。
• 加工工艺方面
• 加工工艺方法和工艺参数不正确，使零件产生各种各样的缺陷，最终 导致零件失效。
• 零件在工作时的受力状态是选择材料力学 性能指标的重要依据。
• 强度选择，硬度选择，塑性选择，韧性选 择等，应根据零件的受力状态和主要失效 形式，着重考虑所需的性能指标。
• 强度=========零件各种承载能力的定量计 算
材料的工艺性能
• （1）铸造性能 • （2）压力加工性能 • （3）焊接性能 • （4）切削加工性能 • （5）热处理工艺性能
• 失效分类：（1）完全破坏 （2）严重损伤 （3）轻微损坏
一般机械零件都是按照一定使用寿命设计的，在超过零件使用期限后发 生的是正常的，可以通过正常的包养、维修及时发现并解决；
有些零件在不到使用寿命 ，甚至远远低于使用寿命时发生失效，特别是 那些没有明显预兆的失效，往往会带来严重的后果。
失效的形式：
第十章 常用机械工程材料的选 用
不同工作条件下对零件的使用要求不同， 有的要求耐磨性强，有的要求强度高， 有的要求表面摩擦性小，对每个零件的 具体要求弄清楚，然后依据材料的耐磨 性、强度等物理性能选取，并综合考虑 材料的工艺学和经济性。
10.1 失效与分析
• 失效：机械零件失去正常条件下应具有的 工作能力的现象。