机械零件的失效与选材推荐.ppt

五、冷作模具选材 一般对重载模具，应选用高强度材料，如高铬或中铬钢、高速钢、基体钢；对承受强烈摩擦与磨损的模具，应选高硬度、高耐磨性材料，如高碳钢、高铬钢、高速钢乃至硬质合金；对承受较大冲击的模具，应选用高韧性材料，如选用中碳合金钢（5CrW2Si）、基体钢等；对形状复杂、尺寸精度要求高的模具，宜用低(微)变形材料，如微变形钢CrWMn、高碳高铬钢Cr12MoV、高碳中铬钢Cr4W2MoV等。 * * 六、机架、箱座类零件 强度 刚度 减震 易于成形 易于加工 灰铸铁液态成形 * * * 汽车用材 汽车用材以金属材料为主，塑料、橡胶、陶瓷等非金属材料也占有一定比例。 1 汽车用金属材料汽车主要结构可分为四部分：(1) 发动机? 提供动力，由缸体、缸盖、活塞、连杆、曲轴及配气、燃料供给、润滑、冷却等系统组成。(2) 底盘? 包括传动系(离合器、变速箱、后桥等)、行驶系(车架、车轮等)、转向系(方向盘、转向蜗杆等)和制动系(油泵或气泵、刹车片等)。(3) 车身? 驾驶室、货箱等。(4) 电气设备? 电源、起动、点火、照明、信号、控制等。 * 汽车发动机和传动系示意图 * 一、缸体和缸盖 缸体材料应满足下列要求：有足够的强度和刚度；良好的铸造性和切削性；价格低廉。缸体常用的材料有灰口铸铁和铝合金两种。 ??? 缸盖应选用导热性好、高温机械强度高、能承受反复热应力、铸造性能良好的材料来制造。目前使用的缸盖材料有两种：一是灰铸铁或合金铸铁；另一种是铝合金。二、缸套??? 气缸工作面用耐磨材料，制成缸套镶入气缸。常用缸套材料为耐磨合金铸铁，主要有高磷铸铁、硼铸铁、合金铸铁等。为了提高缸套的耐磨性，可以用镀铬、表面淬火、喷镀金属钼或其它耐磨合金等办法对缸套进行表面处理。 * 三、活塞、活塞销和活塞环活塞、活塞销和活塞环等零件组成活塞组，活塞组在工作中受周期性变化的高温、高压燃气(温度最高可达2000 ℃，压力最高可达13 MPa～15 MPa)作用，并在气缸内作高速往复运动(平均速度一般为9 m/s～13 m/s)，产生很大的惯性载荷。对活塞材料的要求是热强度高、导热性好、膨胀系数小、密度小, 减摩性、耐磨性、耐蚀性和工艺性好等。常用的活塞材料是铝硅合金。 ??? 活塞销材料一般用20低碳钢或20Cr、18CrMnTi等低碳合金钢。活塞销外表面应进行渗碳或氰化处理，以满足外表面硬而耐磨，材料内部韧而耐冲击的要求。活塞环用合金铸铁或球墨铸铁，经表面处理。镀多孔性铬后可使环的工作寿命提高2～3倍。其它表面处理的方法有喷钼、磷化、氧化、涂合成树脂等 * 四、连杆连杆连接活塞和曲轴，作用是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，并把作用在活塞上的力传给曲轴以输出功率。连杆在工作中，除承受燃烧室燃气产生的压力外，还要承受纵向和横向的惯性力。因此，连杆在一个很复杂的应力状态下工作。它既受交变的拉压应力、又受弯曲应力。连杆的主要损坏形式是疲劳断裂和过量变形。连杆的工作条件要求连杆具有较高的强度和抗疲劳性能；又要求具有足够的刚性和韧性。连杆材料一般采用45钢、40Cr或40MnB等调质钢。 1 小头与连杆的过渡??? 2 连杆中间??? 3 大头与连杆的过渡处 连杆上的三个高应力区域 * 五、气门气门工作时，需要承受较高的机械负荷和热负荷，排气门工作温度高达650 ℃～850 ℃。气门头部还承受气压力及落座时因惯性力而产生的相当大的冲击。气门经常出现的故障有：气门座扭曲、气门头部变形、气门座面积碳时引起燃烧废气对气门座面强烈地烧蚀。气门材料应选用耐热、耐蚀、耐磨的材料。进气门一般可用40Cr、35CrMo、38CrSi、42Mn2V等合金钢制造, 而排气门则要求用高铬耐热钢（如4Cr9Si2、4Cr10Si2Mo)制造。 * 六、汽车半轴 ??? 汽车半轴在工作时主要承受扭转力矩和反复变曲以及一定的冲击载荷。在通常情况下，半轴的寿命主要取决于花键齿的抗压陷和耐磨损性能，但断裂现象也不时发生。要求半轴材料具有高的抗弯强度、疲劳强度和较好的韧性。汽车半轴是要求综合机械性能较高的零件，通常选用调质钢制造。中、小型汽车的半轴一般用45钢、40Cr, 而重型汽车用40MnB、40CrNi或40CrMnMo等淬透性较高的合金钢制造。 1 突缘与杆部相连部位?? 2 花键与杆部相连部位?? 3 花键端 半轴易损坏部位示意图 * 七、车身、纵梁、档板等冷冲压零件 ??? 在汽车零件中，冷冲压零件种类繁多，约占总零件数的50%～60%。汽车冷冲压零件用的材料有钢板和钢带，其中主要是钢板，包括热轧钢板和冷轧钢板，如钢板08、20、25和16Mn等。 * 汽车用陶瓷材料 汽