1. 機械零件的材料都有哪些選擇原則
機械零件是指組成機器的不可拆分的基本單元,如螺栓、螺釘、鍵、帶、齒輪、軸、彈簧、銷等。機械零件分為通用零件和專用零件。通用零件是指能在各種機器中廣泛使用的零件,專用零件是指只能在某一類特定的機器中使用的零件。
一、機械零件常用材料
機械零件的材料有金屬材料、非金屬材料和復合材料。
金屬材料分為黑色金屬材料和有色金屬材料。黑色金屬材料包括各種鋼、鑄鋼和鑄鐵,具有較好的力學性能(如強度、塑性、韌性等),價格相對便宜且容易獲得,而且能滿足多種性能和用途的要求。在各類黑色金屬中,由於合金鋼的性能優良,因而常常用來製造重要的零件。有色金屬材料包括銅合金、鋁合金、軸承合金等,具有密度小、導熱和導電性能好等優點,通常還可用於有減摩、耐磨及耐腐蝕要求的場合。
非金屬材料指塑料、橡膠、合成纖維等高分子材料及陶瓷等。高分子材料有許多優點,如原料豐富、密度小,在適當的溫度范圍內有很好的彈性,耐腐蝕性好等。其主要缺點是容易老化,其中不少材料阻燃性差,總體上講,耐熱性不好。陶瓷材料的主要特點是硬度極高、耐磨、耐腐蝕、熔點高、剛度大以及密度比鋼鐵小等。目前,陶瓷材料已應用於密封件、滾動軸承和切削刀具等結構中。其主要缺點是比較脆,斷裂韌度低,價格昂貴,加工工藝性差等。
復合材料是指用兩種或兩種以上具有明顯不同的物理和力學性能的材料經復合工藝處理而得到所需性能的一種新型材料。例如用玻璃、石墨(碳)、硼、塑料等非金屬材料可以復合成各種纖維增強復合材料。在普通碳素鋼板表面貼附塑料,可以獲得強度高而又耐腐蝕的塑料復合鋼板,主要優點是有較高的強度和彈性模量,而質量又特別小,但也有耐熱性差、導熱和導電性能較差的缺點。此外,復合材料的價格比較貴。所以目前復合材料主要用於航空、航天等高科技領域,在民用產品中,復合材料也有一些應用。
二、機械零件材料選擇原則
從各種各樣的材料中選擇出適用的材料,是一項受多方面因素所制約的工作。在以後的有關章節中,將分別介紹各種零件適用的材料和牌號。下面就金屬材料(主要是鋼鐵)的一般選用原則作一簡介。
選擇機械零件材料的原則是:所需材料應滿足零件的使用要求,有良好的工藝性和經濟性等。
1、使用要求
機械零件的使用要求表現為以下幾點:
(1)零件的工作狀況和受載情況,以及為避免相應的失效形式而提出的要求工作狀況是指零件所處的環境特點、工作溫度、摩擦和磨損的程度等。在濕熱環境或腐蝕介質中工作的零件,其材料應有良好的緩蝕和耐腐蝕的能力,例如選用不銹鋼、銅合金等。工作溫度對材料選擇的影響,一方面要考慮互相配合的兩零件的材料的線脹系數不能相差過大,以免在溫度變化時產生過大的熱應力或者使配合松動;另一方面也要考慮材料的力學性能隨溫度而改變的情況。在滑動摩擦下工作的零件,要提高其表面硬度,以增強耐磨性,應選擇適於進行表面處理的淬火鋼、滲碳鋼、氮化鋼等品種或選用減摩和耐磨性能好的材料。
受載情況是指載荷、應力的大小和性質。脆性材料原則上只適用於製造在靜載荷下工作的零件;在多少有些沖擊的情況下,應以塑性材料作為主要使用的材料;對於表面受較大接觸應力的零件,應選擇可以進行表面處理的材料,如表面硬化鋼;對於受變應力的零件,應選擇耐疲勞的材料;對於受沖擊載荷的零件,應選擇沖擊韌度較高的材料;對於尺寸取決於強度,且尺寸和質量又受限的零件,應選擇強度較高的材料;對於尺寸取決於剛度的零件,應選用彈性模量較大的材料。
金屬材料的性能一般可通過熱處理加以提高和改善,因此,要充分利用熱處理的手段來發揮材料的潛力。對於最常用的調質鋼,由於其回火溫度的不同,可得到力學性能不同的毛坯。回火溫度越高,材料的硬度和強度將越低,而塑性越好。所以在選擇材料的品種時。應同時規定其熱處理規范,並在圖樣上加以註明。
(2)對零件尺寸和質量的限制零件尺寸及質量的大小與材料的品種及毛坯製取方法有關。用鑄造材料製造毛坯時,一般可以不受尺寸及質量大小的限制;而用鍛造材料製造毛坯時,則需注意鍛壓機械及設備的生產能力。此外,零件尺寸和質量的大小還和材料的強重比有關,應盡可能選用強重比大的材料,以便減小零件的尺寸和質量。
(3)零件在整機或部件中的重要程度。
2、工藝要求
要考慮所用的材料從毛坯到成品都能方便地製造出來。例如,結構復雜、尺寸較大的零件難以鍛造,可以採用鑄造或焊接,其材料必須具有良好的鑄造性能或焊接性能。
根據所選的工藝,要考慮材料對該工藝的加工可能性。對於鑄造,要考慮材料的液態流動性、產生縮孔和偏析的可能性等;對於焊接,要考慮材料的焊接性和產生裂紋的傾向等;對於鍛造,要考慮材料的延伸性、熱脆性和變形能力等;對於需要熱處理的零件,要考慮材料的淬透性、淬火變形的傾向性等;對於需經切削加工的零件,要考慮材料的硬度、易切削性、冷作硬化程度和切削後能達到的表面粗糙度等。
3、經濟要求
(1)材料本身的相對價格在滿足使用要求的前提下,應盡量選用價格低廉的材料。這一點對於大批量製造的零件尤其重要。
(2)材料的加工費用當零件質量不大而加工量很大時,加工費用在零件總成本中要佔很大比例。盡管鑄鐵比鋼板價廉,但對於某些單件或小批量生產的箱體類零件來說,採用鑄鐵反而比採用鋼板焊接的成本更高,因為後者可以省掉模具的製造費用。
(3)材料的利用率採用無屑或少切屑加工,如模鍛、精鑄、沖壓等,可以提高材料的利用率。
(4)局部品質原則在很多情況下,零件在其不同的部位上對材料有不同的要求。要想選用一種材料滿足不同的要求,事實上是不可能的,即使可能,價格也非常昂貴。這時,可根據局部品質原則,在不同的部位上採用不同的材料或採用不同的熱處理工藝,使各局部的要求分別得到滿足。例如蝸輪的輪齒必須具有優良的耐磨性和較高的抗膠合能力,其他部分只需具有一般的強度即可,故在鑄鐵輪芯外套用青銅齒圈,以滿足這些要求。又如滑動軸承只在其和軸頸接觸的表面處要求有減摩性,所以只需用減摩材料製成軸瓦,而不必把整個軸承都用減摩材料製造。
局部品質也可以用滲碳、表面淬火、表面噴鍍、表面輾壓等方法獲得。
(5)材料代用以節約貴重、稀有材料由於供應上的原因或經濟性的要求,可以對所選材料用其他材料代用。例如,當強度為主要要求時,可選用強度較高而價格較貴的材料,也可用強度較差而價廉的材料代替,而將結構尺寸適當加大;當耐磨或耐腐蝕為主要要求時,可以不選用耐磨性或防腐性好的材料而選用較差的材料進行各種表面硬化處理或防腐處理;對於稀有材料,也可以用普通材料代替,例如用鋁青銅代替錫青銅製造軸瓦。
(6)材料供應情況從簡化材料品種的供應和儲存出發,對於小批量生產的零件,應盡可能減少同一台機器上使用材料的品種和規格。
2. 常用的機械零件用鋼有哪些
機械製造用鋼按用途可分為調質鋼、表面硬化鋼(包括滲碳鋼、滲氮鋼、低淬透性鋼)、易切削鋼、彈簧鋼和滾動軸承鋼等。
調質鋼:
使用前一般先經淬火再經回火,以使強度和韌性達到要求碳素調質鋼含碳量為0.03~0.60%,由於其淬透性較低,僅用於製造截面尺寸較小、形狀簡單或載荷較低的機械零件。合金調質鋼是在碳素調質鋼的基礎上加入一種或幾種合金元素,加入的合金元素總量一般不超過5%。合金調質鋼的淬透性好,可在油中淬硬,淬火變形小,有更好的強度和韌性配合常用鋼號有40Cr、35CrMo、40MnB等對截面尺寸大、承受載荷高的重要零件如航空發動機主軸、高速柴油機的曲軸和連桿、汽輪機和發電機的主軸等常用合金元素含量較高的鋼種,如40CrNiMo、18CrNiW、25Cr2Ni4MoV等。
滲碳鋼:
用於製造要求表面堅硬耐磨而心部強韌耐沖擊的零件,如鏈銷、活塞銷、齒輪等。滲碳鋼的含碳量低,為0.10~0.30%,以保證零件的心部韌性,經滲碳處理可在表面形成一層高碳高硬度的耐磨層。較重要的零件可採用合金滲碳鋼,常用的鋼號有20CrMnTi、20CrMo、20Cr等。
滲氮鋼:
鋼中含有與氮親和力強的合金元素如鋁鉻、鉬、釩等,以利於氮的滲入。滲氮層比滲碳層更硬、更耐磨和耐蝕,但滲氮層較薄。滲氮後零件變形小,常用以製造允許磨損量小的精密零件如磨床主軸、柱塞副、精密齒輪、閥桿等,常用的鋼號有38CrMoAl。
低淬透性鋼:
錳、硅等殘余元素含量低的特殊碳素鋼。用這類鋼製造的零件在淬火時其中心部分比一般碳素結構鋼還難於淬硬,淬硬層基本上沿零件表面輪廓均勻分布,而中心部分則保持較軟韌的基體,以代替滲碳鋼製造齒輪、軸套等,可省去費時的滲碳過程,節約能耗。為了使中心部分的韌性和表面的硬度有適當的配合,其含碳量一般在0.50~0.70%。
易切削鋼 :
在鋼中加入一種或幾種元素如硫鉛鈣、硒等以降低切削力,所加入量一般僅為千分之幾以下利用加入的元素本身,或加入元素與鋼中其他元素結合成一種在切削過程中起減摩作用和促進斷屑的夾雜物,從而達到延長刀具壽命、降低切削力、改善表面粗糙度等目的。由於硫的加入會降低鋼的機械性能,一般僅用於製造在自動機上大量生產的輕載荷零件。現代易切削鋼由於性能的改善,也大量用於製造汽車零件。
冷塑性成型用鋼:
包括冷沖壓用鋼、冷墩用鋼。
3. 機械設備(自動化設備)組成零件是什麼材料,是鋼還是鐵還是其他
機械零件基本上是用鋼材,機架等一般用鑄鐵的比較多。理論上零件加工切削加工即可專,但屬是現在應該是鍛造後再精加工,這樣的零件強度比切削加工的要好。
零件加工出來並不能成為成品,最為關鍵的是最後的熱處理程序。包括整個零件的熱處理和表面熱處理。
大多數機械零件都有國家標准,在設計時盡量選用標准零件,在市場上很容易找到,也不需要全部找工廠定製,非標零件定製價格一定不便宜的。當然如果是機器人之類,那一定要定製,而且材料也不是普通鋼材。
廠家應該找當地汽車工業較發達的地區,建議在上海找。
4. 機械零件常用工程材料有哪幾類,這些工程材料有哪些特點
機械零件常用工程材料很多,以金屬材料為主,還有一些陶瓷啊,復合材料等。
5. 製作機械零件的常用金屬材料有哪些
常用機械材料:
機架及支承板一般選擇A3或45#
承受較大力矩一般45#調質
要求耐磨一般為球墨鑄鐵或鉻鋼淬火或錫青銅
特殊位置得根據實際使用情況選材
6. 機械製造業用的主要原材料是什麼
機械製造業用的主要材料有鑄鐵。
按碳在鑄鐵中存在的狀態及形式的不同,可將鑄鐵分為:
白口鑄鐵:碳絕大部分以在滲碳體狀態存在,斷口亮白色,滲碳體硬而脆,機械中較少應用。
灰鑄鐵:石墨片狀存在
可鍛鑄鐵:團絮狀
球墨鑄鐵:圓球狀
蠕墨鑄鐵:蠕蟲狀
在相同基體組織情況下,其中以球墨鑄鐵的力學性能(強度、塑性、韌性)為最高,可鍛鑄鐵次之,蠕墨鑄鐵又次之,灰鑄鐵最差。但由於灰鑄鐵成本低廉,並具有鑄造性、可加工性、耐磨性及減震性均優良的特點,是工業中應用最廣泛的一種鑄鐵。

(6)機械用的零件一般是什麼鋼材擴展閱讀:
影響鑄鐵石墨化的因素
鑄鐵的組織取決於石墨化進行的程度,為了獲得所需要的組織,關鍵在於控制石墨化進行的程度。實踐證明,鑄鐵化學成分、鑄鐵結晶的冷卻速度及鐵水的過熱和靜置等諸多因素都影響石墨化和鑄鐵的顯微組織。
1、化學成分的影響
鑄鐵中常見的C,Si、Mn、P、S中,C,Si是強烈促進石墨化的元素,S是強烈阻礙石墨化的元素。實際上各元素對鑄鐵的石墨化能力的影響極為復雜。
其影響與各元素本身的含量以及是否與其它元素發生作用有關 ,如Ti、Zr、B、Ce、Mg等都阻礙石墨化,但若其含量極低(如B、Ce<0.01%,Ti<0.08%)時,它們又表現出有促進石墨化的作用。
2、冷卻速度的影響
一般來說,鑄件冷卻速度趨緩慢,就越有利於按照Fe-G穩定系狀態圖進行結晶與轉變,充分進行石墨化;反之則有利於按照 Fe-Fe3C亞穩定系狀態圖進行結晶與轉變,最終獲得 白口鐵。
尤其是在共析階段的石墨化,由於溫度較低,冷卻速度增大,原子擴散困難,所以通常情況下,共析階段的石墨化難以充分進行。
鑄鐵的冷卻速度是一個綜合的因素,它與澆注溫度、傳型材料的導熱能力以及鑄件的壁厚等因素有關。而且通常這些因素對兩個階段的影響基本相同。
提高澆注溫度能夠延緩鑄件的冷卻速度,這樣既促進了第一階段的石墨化,也促進了第二階段的石墨化。因此,提高澆注溫度在一定程度上能使石墨粉化 ,也可增加共析轉變。
3、鑄鐵的過熱和高溫靜置的影響
在一定溫度范圍內,提高鐵水的過熱溫度,延長高溫靜置的時間,都會導致鑄鐵中的石墨基體組織的細化,使鑄鐵強度提高。進一步提高過熱度,鑄鐵的成核能力下降,因而使石墨形態變差,甚至出現自由滲聯體,使強度反而下降,因而存在一個『臨界溫度』。
臨界溫度的高低,主要取決於鐵水的化學成分及鑄件的冷卻速度.一般認為普通灰鑄鐵的臨界溫度約在1500一1550℃左右,所以總希望出鐵溫度高些。
7. 機械製造公司都需要什麼材質的鋼材
大部分都是碳鋼,低碳合金鋼
8. 化工機械設備常用的鋼材是什麼
在化工工業中,設備是抄極其重要的部分。隨著現代化工工藝的提高,對於設備及零件的強度、硬度、韌性、塑形、耐磨性、耐腐蝕性以及其他生產方面上的特殊要求也越來越高
化工機械設備要耐腐蝕,像340L,
316L,
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,0cr18ni11nb使用這些牌號不銹鋼可防止焊接時碳化物沉澱出造成有害影響的數量。
9. 為什麼機械零件大多採用金屬材料
人們還沒有找到該呢搞好性能的材料,我想未來金屬材料可能會被其他部分代替,只不過是時間問題。