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1、机械制造常用材料及选择机械制造常用材料及选择机械制造中最常用的材料就是钢与铸铁,次就是有色金属合金。金属材料如塑料、橡胶等。在机械制造中也就是具有独特的使用价值。一、 金属材料铸铁与钢都就是铁碳合金,它们的区别主要在于含碳量的不同。含碳量小于 2%的铁铸合金称为钢 ,含碳量大于 2%称为铸铁。1、 铸铁与钢的功能区别 :铸铁具有适当的易熔性、 良好的液态流动性 , 因而可铸成形状复杂的零件。它的减震性、耐磨性、切削性 ( 指灰铸铁 ) 均较好且成本低廉 ,因此在机械制造中应用甚广。钢具有高的强度 , 、韧性与塑性 , 并可用热处理方法改善其力学性能与加工性能。钢制零件的毛坯可用铸造、冲压、焊接
2、或铸造等方法取得 , 因此其应有极为广泛。2、 铸铁与钢的分类 :铸铁 :常用的铸铁 : 灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、合金铸铁等。其中灰铸铁与球墨铸铁就是脆性材料, 不能进行辗压与锻造。灰铸铁应用的最广泛 , 其次球墨铸铁次之。钢 :按照用途钢可分为 : 结构钢、工具钢与特殊钢。结构钢用于制造各种机械零件与工程结构钢的构件。工具钢主要用于制造各种刃具、模具与量具。机械制造常用材料及选择特殊钢 ( 如不锈钢、耐热钢、耐酸钢等 ) 用于制造在特殊环境下工作的零件。按照化学成分钢又可分为: 碳素钢与合金钢。碳素钢的性质主要取决于含碳量, 含碳量越高则钢的强度越高, 但塑性越低。合金钢为了改善钢的性能
3、, 特意加入了一些合金元素的钢。3、 一部分钢的性能碳素结构钢 (Q235)的含碳量一般不超过0、7%,也属于低碳钢。常用来制造建筑构件、车辆、不重要的轴类、螺钉、螺母、冲压件、锻件、焊接件等。低碳钢 (08 、10、15、20、25) 含碳量低于 0、25%,它的强度极限与屈服极限较低 , 塑性很高 , 且具有良好的焊接性 , 适于冲压、焊接 , 常用来制作螺钉、螺母、 垫圈、轴、气门导杆与焊接构件等。含碳量在0、1%0、2%的低碳钢还用以制作渗碳的零件, 如齿轮、活塞销、链轮等。通过渗碳淬火可使零件表面硬度而耐磨, 心部韧而耐冲击。如果要求有更高强度与耐冲击性能时, 可采用低碳合金钢。中碳
4、钢 (30 、35、40、45、 50、55) 含碳量在0、3%0、5%的中碳钢, 它的综全力学性能较好, 既有较高的强度 , 又有一定的塑性与韧性,常用作受力较大的螺栓、螺母、键、齿轮与轴等零件。高碳钢 (60 、65、70、75) 含碳量在0、55% 0、7%,具有高的强度与弹性 , 多用来制作普通的板弹簧、螺旋弹簧或钢丝绳等。4、合金结构钢钢中添加合金元素的作用在于改善钢的性能。例如:机械制造常用材料及选择镍 能提高强度而不降低钢的韧性。铬 能提高硬度、高温强度、耐腐蚀性与提高高碳钢的耐磨性。锰、钼能提高钢的耐磨性、强度与韧性。钒 能提高韧性及强度。硅 可提高弹性极限与耐磨性, 但会降低
5、韧性。如表常用钢铁材料的牌号及力学性能村料力学性能试 件 尺 寸强度极限 B屈服极限 S延伸类 别牌号率MPaMPamm %Q215335-41021531碳素结构钢Q235375-46023526d16Q275490-610275202041024525优秀碳素结构钢3553031520d25456003551635SiMn88373515d25合金结构钢40Cr9817859d2520CrMnTi107983410d1565Mn9817858d80ZG270-50050027018铸 钢ZG310-57057031015d100ZG42SiMn60038012HT150145-壁厚灰铸铁H
6、T200195-10 20HT250240-QT400-1540025015壁厚球墨铸铁QT500-7500320730 200QT600-360037035、钢合金铜合金有青铜与黄铜之分。 黄铜就是铜与锌的合金, 并含有少量的锰、铝、镍等 , 它具有很好的塑性及流动性, 故可进行辗压与铸造。 青铜可分为含锡青铜与不含锡青铜两类, 它们的减摩性与抗腐性均较好, 也机械制造常用材料及选择可辗压与铸造。此外 , 还有轴承合金 ( 或称巴氏合金 ), 主要用于制作滑动轴承的轴承衬。二、非金属材料1、橡胶橡胶富于弹性 , 能吸收较多的冲击能量, 常用作联轴器或减震器的弹性元件、带传动的胶带等。硬橡胶可用于制造用水润滑的轴承衬。2、塑料塑料的比重小 , 易于制成形状复杂的零件, 而且各种不同塑料具有不同的特点。如耐蚀性、绝缘性、减震性、摩擦系数大等, 所以近年来在机械制造中其应用日益广泛。以木屑、石棉纤维等作填充物, 用热固性树脂压结而成的塑料称为结合塑料。可用来制作仪表支架、手柄等受力不大的零件。以布、石棉、薄木板等层状填充物为基体, 用热固性树脂压结而成的塑料称为层压塑料 , 可用来制作无声齿轮、轴承衬与摩擦片等。