材料的选择与应用.
建设工程中的材料选择与应用
建设工程中的材料选择与应用在建设工程中，材料的选择与应用是非常重要的环节。
不仅关系到工程的质量和安全，还影响到工程的经济性和环保性。
合理选择和正确应用材料，不仅可以提高工程的使用寿命和性能，还可以减少资源浪费和环境污染。
本文将从材料选择的原则、建筑材料的分类以及材料应用的案例等方面进行探讨。
一、材料选择的原则在建设工程中，材料的选择应遵循以下原则：1. 符合工程设计要求：材料的选择必须符合工程设计所规定的材料性能指标和要求。
例如，在高层建筑中，钢材的强度和耐久性必须满足相应的标准，以确保工程的安全性。
2. 经济合理：材料的选择应考虑成本因素。
工程项目在预算有限的情况下，需要选择性价比最高的材料。
因此，材料的性能和价格之间的平衡是必要的。
3. 环境友好：材料的选择应注重环保性能。
应尽量选择能节约资源、降低能耗和减少污染的材料。
例如，建筑材料中的绿色环保材料应得到优先考虑。
二、建筑材料的分类根据材料的性质和用途，建筑材料可以分为以下几类：1. 结构材料：结构材料是支撑和承重的主要材料，包括钢材、混凝土、木材等。
这些材料应具备足够的强度和稳定性，以确保工程的结构安全。
2. 隔音材料：隔音材料能有效阻隔声音的传播，常见的有隔音板和隔音石膏板等。
在住宅和公共场所中，合理选择隔音材料可以提供更加安静和舒适的环境。
3. 绝缘材料：绝缘材料用于阻止电流、热量或声音的流动。
例如，电缆绝缘材料可以保护电线免受干扰和损坏。
4. 装饰材料：装饰材料主要用于室内装饰，包括地板、墙壁、天花板等。
这些材料不仅要美观大方，还要具备耐久性和环保性。
5. 防水材料：防水材料用于防止水分渗入建筑物内部，常见的有防水涂料、防水胶带等。
合理选择防水材料可以避免地下室和墙体出现渗漏问题。
三、材料应用的案例1. 钢材的应用：在高层建筑中，钢材常被用作结构材料。
钢材具有高强度和良好的延展性，能够承受较大的荷载，同时也方便施工和安装。
2. 混凝土的应用：混凝土是建筑工程中最常用的结构材料之一。
第12章材料的选择方法及应用
第12章材料的选择方法及应用材料是工程设计中非常重要的组成部分，合理选择材料对于保证工程的质量和性能至关重要。
本章将介绍材料的选择方法及其应用。
首先，材料的选择方法包括以下几个方面：1.客观要求分析：根据工程设计的要求，分析所需材料的力学性能、化学性能、热学性能、电学性能等方面的要求，确定材料的基本性能指标。
2.材料选择原则：选择材料的基本原则包括适用性原则、经济性原则和可行性原则。
适用性原则指选择材料要适合工作条件和环境；经济性原则指选择材料要在满足技术要求的前提下尽量降低成本；可行性原则指选择材料要考虑材料的可供性和加工性能。
3.材料比较分析：对于可能的材料选项，进行比较分析，包括对比各材料的性能、成本、可供性等方面的差异。
可以使用材料数据库、手册或专家经验进行选择。
4.材料评估测试：对于可能的材料选项，进行实际的测试评估，检查材料的性能，并与设计要求进行对比。
可选用标准试样进行性能测试，例如拉伸强度、硬度、韧性等。
5.环境适应性评价：根据工程设计所处的环境条件，评估材料对环境的适应性。
考虑材料在高温、低温、潮湿等条件下的性能表现。
在材料的应用方面，根据不同的工程需求和材料性能，可以进行以下几种类型的材料应用：1.结构材料：用于承受载荷的材料，例如钢、混凝土等。
结构材料需要具有足够的强度和刚度，以保证工程的安全性和稳定性。
2.功能材料：用于满足特定工程需求的材料，例如耐磨材料、防腐材料等。
功能材料需要具有特定的性能，以满足特定的功能要求。
3.化学材料：用于化学反应或储存化学物质的材料，例如耐腐蚀材料、防火材料等。
化学材料需要具有良好的耐腐蚀性和防火性能。
4.生物材料：用于医疗和生物工程领域的材料，例如生物陶瓷、生物降解材料等。
生物材料需要具有良好的生物相容性和可降解性。
在各种应用领域中，材料的选择也存在一些特殊的要求和注意事项：1.汽车制造领域：要求材料具有良好的强度、刚度和韧性，以保证汽车的安全性和舒适性。
材质选择与运用大全
材质选择与运用大全材质选择与运用在各个行业都起着重要作用，无论是建筑、制造、艺术还是设计领域，都需要学会选择和运用适合的材质。
本文将为大家介绍一些常见的材质选择与运用的方法和技巧。
一、金属材质的选择与运用金属是一种常见且广泛应用的材质，其在建筑、家具、装饰、制造等领域都有着重要的作用。
在选择金属材质时，需要考虑其性能、外观和成本等因素。
1. 钢铁：钢铁是一种坚固耐用的金属材质，常用于建筑结构、桥梁、机械制造等领域。
在运用钢铁时，可以选择不同的表面处理方式，如喷涂、镀锌等，以增加其防腐蚀性和美观度。
2. 铝合金：铝合金具有轻巧、抗腐蚀的特点，广泛应用于汽车、航空航天、电子设备等领域。
在设计中，可以利用铝合金的可塑性，制作出各种形状和结构复杂的零件。
3. 铜：铜是一种导热性能好、抗腐蚀的金属材质，常用于管道、电线、艺术品等领域。
在艺术设计中，铜可以通过酸洗、抛光等方式处理，展现出独特的纹理和光泽。
二、塑料材质的选择与运用塑料是一种轻质、易加工的材质，其在家居用品、玩具、包装等领域有着广泛的应用。
在选择和运用塑料材质时，需要考虑其强度、耐热性和环保性等因素。
1. 聚乙烯：聚乙烯是一种常见的塑料材质，其具有柔软、耐磨损等特点，常用于制作塑料袋、瓶子、家居用品等。
在选择聚乙烯时，可以考虑其材质的密度和添加的材料，以满足不同的使用需求。
2. 聚丙烯：聚丙烯是一种耐低温、耐磨损的塑料材质，常用于汽车零件、家电外壳等。
在设计中可以利用聚丙烯的透明性和可塑性，制作出各种颜色和形状的产品。
3. 聚酯：聚酯是一种耐热、耐腐蚀的塑料材质，常用于制作纤维、包装膜、电子元件等。
在运用聚酯时，可以选择不同的加工方式，如挤出、注塑等，以满足不同材料的需求。
三、木材材质的选择与运用木材是一种天然的材料，其在建筑、家具、装饰等领域有着独特的魅力和优势。
在选择和运用木材材质时，需要考虑其硬度、耐水性和环保性等因素。
1. 榉木：榉木是一种坚硬、耐用的木材，常用于制作家具、地板等。
材料合理设计学中的材料选择与应用
材料合理设计学中的材料选择与应用材料合理设计学是一门涉及材料科学、工程学和设计学的综合学科，旨在通过合理的材料选择和应用，实现产品设计的最佳性能和最佳效果。
在材料合理设计学中，材料的选择和应用是至关重要的环节，直接影响产品的质量、性能和寿命。
本文将从材料选择的原则、常用材料的特点以及材料应用的案例等方面进行探讨，以期为材料合理设计学的学习和实践提供一定的参考和借鉴。
一、材料选择的原则在材料合理设计学中，材料选择的原则是至关重要的。
合理的材料选择需要考虑以下几个方面的因素：1. 功能需求：首先要明确产品的功能需求，包括承受的力学载荷、耐磨性、耐腐蚀性等方面的要求。
根据产品的具体功能需求来选择材料，以确保产品能够正常运行并具有良好的性能。
2. 成本考虑：材料的选择还需要考虑成本因素。
在满足产品功能需求的前提下，应选择成本适中的材料，以确保产品的竞争力和市场占有率。
3. 加工性能：材料的加工性能对产品的制造过程和成本也有重要影响。
应选择易加工、成型性好的材料，以提高生产效率和降低生产成本。
4. 环境因素：考虑产品的使用环境和工作条件，选择能够适应环境要求的材料，以确保产品在各种恶劣环境下都能正常运行。
5. 可持续性：在材料选择过程中，还应考虑材料的可持续性和环保性，选择对环境影响小的材料，以实现可持续发展的目标。
二、常用材料的特点在材料合理设计学中，常用的材料包括金属材料、塑料材料、陶瓷材料和复合材料等。
不同类型的材料具有不同的特点和适用范围，下面将分别介绍它们的特点：1. 金属材料：金属材料具有良好的导热性、导电性和机械性能，广泛应用于机械制造、建筑工程和电子产品等领域。
常见的金属材料包括铁、铝、铜、钛等，具有较高的强度和硬度。
2. 塑料材料：塑料材料具有轻质、耐腐蚀、绝缘等特点，广泛应用于包装、家具、汽车零部件等领域。
常见的塑料材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等，具有良好的可塑性和成型性。
3. 陶瓷材料：陶瓷材料具有高温耐热、耐磨耐腐蚀等特点，广泛应用于建筑材料、化工设备和电子器件等领域。
分析机械设计中的材料选择及应用
分析机械设计中的材料选择及应用材料选择在机械设计中十分重要，影响着产品的性能、制造成本和使用寿命。
在进行材料选择时，需要综合考虑材料的力学性能、化学性能、物理性能、耐磨性、耐腐蚀性、导电性、导热性等因素。
以下是机械设计中常见的材料选择及应用的分析。
一、金属材料金属是机械设计中使用最广泛的材料之一。
常见的金属包括钢、铝、铜、镁等。
钢是一种强度高、刚性好的金属材料，常用于制造重要的结构部件，如机床主轴、汽车车架等。
铝是一种密度较小、强度较低的材料，广泛应用于航空航天、汽车、电子等领域。
铜是一种导电性好、热传导性好的金属材料，常用于制造导线、散热器等。
镁是一种密度最轻的结构金属材料，强度较低，常用于制造航空航天器件。
二、塑料材料塑料是一种重要的工程材料，具有重量轻、成本低、加工性能好等优点。
常见的塑料材料有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)等。
聚乙烯具有良好的电绝缘性和耐候性，常用于制造输电线路绝缘层。
聚丙烯具有耐低温、耐腐蚀等特点，广泛应用于化工容器、自动化设备等领域。
聚氯乙烯具有优良的机械强度和耐热性，常用于制造管道、电缆护套等。
聚苯乙烯具有较好的阻燃性和机械强度，常用于制造家电外壳、包装材料等。
三、复合材料复合材料是由两种或两种以上材料通过一定的工艺组成的材料。
常见的复合材料有碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料等。
碳纤维复合材料具有较高的强度和刚度，同时具有重量轻的特点，常用于航空航天器件、汽车等领域。
玻璃纤维复合材料具有较好的耐腐蚀性和导电性，广泛应用于风力发电、船舶制造等。
四、陶瓷材料陶瓷材料具有高温稳定性、硬度高、抗腐蚀性好的特点，常用于制造高温部件、耐磨部件等。
常见的陶瓷材料有氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷等。
在机械设计中，材料的选择应根据具体的使用环境和要求来进行，在确保产品性能的前提下，尽量选择经济性好的材料，以降低产品的制造成本。
材料的选择还需要考虑产品的可持续性和环境影响，选择环保的材料，减少对环境的负面影响。
材料用途方案
材料用途方案一、介绍材料的特点和用途材料是我们日常生活和工作中必不可少的物品，不同的材料有不同的特点和用途。
本文将介绍一些常见材料的特点，以及它们在不同领域的应用方案。
1. 金属材料金属材料具有优良的导电和导热性能，同时还具备较高的强度和硬度。
因此，金属材料在建筑、交通、电子等领域有着广泛的用途。
在建筑方面，金属材料可以用于搭建结构牢固的建筑物；在交通方面，金属材料可以用于制造轿车和飞机的零部件；在电子方面，金属材料可以用于制作电路板等。
2. 塑料材料塑料材料是一种可塑性很强的材料，具有良好的绝缘性和耐腐蚀性。
由于其重量轻、成本低，塑料材料在包装、日用品和医疗器械等领域广泛应用。
在包装方面，塑料袋、塑料瓶等用于食品和药品的包装；在日用品方面，塑料杯、塑料梳子等都是我们生活中常见的用品；在医疗器械方面，塑料材料可以用于制作注射器和输液器等。
3. 纤维材料纤维材料是一种具有高强度和柔韧性的材料，常见的有棉、麻、丝、毛等。
纤维材料在纺织和建筑等领域使用广泛。
在纺织方面，纤维材料可以制作成衣服、被褥等；在建筑方面，纤维材料可以用于加固混凝土结构，提高建筑物的抗震性能。
二、材料的创新应用方案为了满足不同领域的需求，人们不断进行材料的创新研究，并提出了一些新的应用方案。
1. 超级材料的应用随着科技的发展，人们研发出了许多新型的超级材料，如石墨烯、金刚石等。
这些材料具有独特的特性，例如石墨烯具有超高的导电性和导热性，金刚石具有极高的硬度。
这些超级材料的应用方案包括电子器件、储能设备、高速运输工具等。
例如，石墨烯可以用于制造更快的电子芯片和更高效的太阳能电池板。
2. 可降解材料的应用为了减少对环境的污染，人们开始研发可降解材料，如可降解塑料。
可降解材料在包装、农业和医疗等领域具有广泛的应用前景。
在包装方面，可降解塑料可以替代传统的塑料袋和塑料瓶，减少白色污染；在农业方面，可降解材料可以用于制作农膜和肥料包装袋，减少土壤污染；在医疗方面，可降解材料可以用于制作可吸收缝合线等医疗器械，减少术后并发症。
《材料的应用与选择》课件
制造业案例：汽车制造的材料选择
总结词
成本、可回收性
详细描述
在汽车制造中，材料成本和可回收性也是需要考虑的因 素。汽车制造商需要平衡材料成本和性能之间的关系， 同时还需要考虑材料在使用寿命结束后是否可以回收再 利用。一些可回收材料，如铝和钢，已经成为汽车制造 业中的首选材料。
电子产业案例：智能手机材料的演变
06
材料的选择案例
建筑案例：绿色建筑的建材选择
总结词
环保、可持续性
详细描述
在绿色建筑中，建材的选择至关重要。为了 实现环保和可持续性目标，建筑师和工程师 通常会选择可再生、低能耗、低污染的建筑 材料，如木材、竹子、再生塑料等。这些材 料不仅对环境友好，而且能够降低建筑物的 能耗和维护成本。
建筑案例：绿色建筑的建材选择
韧性
材料在受到冲击或弯曲时能够吸收 的能量。韧性好的材料不易断裂， 如橡胶和某些塑料。
强度
材料在受力时能够承受的极限。钢 材因其高强度而被广泛用于建筑和 车辆制造。
02
材料的应用领域
建筑业
建筑材料
混凝土、钢筋、玻璃、木材等在 建筑业中广泛应用，用于构建房 屋、桥梁、道路等基础设施。
绿色建筑材料
随着环保意识的提高，绿色建筑 材料如节能玻璃、保温材料等逐 渐受到青睐，有助于降低建筑能 耗。
光学性质
涉及材料对光的吸收、反射和折射等 特性。例如，镜子利用玻璃的高反射 性，而透明玻璃则用于窗户和眼镜。
衡量材料传导电流的能力。金属是良 好的电导体，而塑料、陶瓷等非金属 材料则是绝缘体。
化学性质
01
02
03
耐腐蚀性
材料抵抗化学物质侵蚀的 能力。例如，不锈钢因其 抗腐蚀性而被广泛用于化 工设备和厨具。
工程材料的选择与应用技巧
工程材料的选择与应用技巧随着工程建设的不断发展，工程材料的选择与应用变得越来越重要。
合理选用工程材料不仅可以确保工程质量，还能提高施工效率。
本文将就工程材料的选择与应用技巧进行探讨。
一、工程材料的选择因素1. 技术要求：根据工程的性质和要求，选择符合技术标准的材料。
例如，在建筑工程中，对于承重墙体的选择，需要考虑墙体的强度和稳定性。
2. 资金预算：合理控制材料费用，确保在预算范围内。
在选择材料时，应考虑材料的价格、使用寿命和维护成本。
同时，还需综合考虑质量与价格的平衡，确保性价比最高。
3. 环境因素：针对工程所处的环境条件，选择适应性强的材料。
例如，在沿海地区建设工程时，需要选择抗腐蚀材料，以应对海水腐蚀的问题。
4. 可行性研究：在选择材料之前，应进行可行性研究，评估材料是否符合设计要求。
这包括材料的物理性能、化学性能、耐久性等方面的考察。
二、常用工程材料的选择与应用1. 混凝土：混凝土是建筑工程中不可或缺的材料之一。
在选择混凝土时，需要考虑强度等级、供应稳定性和便捷性等因素。
同时，在混凝土的施工过程中，需注意控制水灰比、施工温度和养护等条件，确保混凝土的质量。
2. 钢筋：钢筋是混凝土构件中的增强材料，可以提高混凝土的抗拉强度。
在选择钢筋时，需要考虑钢筋的规格、强度等级以及防锈措施。
在施工过程中，需注意钢筋的正确安装和保护，以确保钢筋的使用效果。
3. 砖石：砖石是建筑工程中常用的墙体材料。
在选择砖石时，需要考虑砖石的强度、吸水率和耐侯性等因素。
同时，在施工过程中，需注意砖缝的处理、砖块的质量把控，以及砌筑工艺的掌握。
4. 隔热材料：隔热材料在建筑工程中起到保温隔热的作用。
在选择隔热材料时，需要考虑材料的导热系数、耐久性和环保性等因素。
同时，在施工过程中，需注意隔热材料的正确安装和密封，以确保其隔热效果。
5. 防水材料：防水材料在水利工程和地下工程中使用广泛。
在选择防水材料时，需要考虑材料的耐水性、粘接性和柔韧性等因素。
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②工作环境：如温度（常温、高温、低温或变温），介
③其它要求：如导热性、密度与磁性等。
在全面分析工作条件的基础上确定零件的使用性能， 如交变载荷下要求疲劳性能、冲击载荷下工作要求韧性 等。
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② 齿面啮合并发生相对滑动与滚动，承受较大的交变
接触应力及强烈的摩擦；
③ 启动、换档或啮合不良，齿轮承受一定的冲击力；
④ 有时有其它特殊条件要求，如耐高、低温要求，耐
蚀要求，抗磁性要求等。
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§3 典型零件的选材
2）主要失效形式
① 断裂——包括交变弯曲应力引起的轮齿疲劳断裂和
磨性，以防齿面损伤。 ③ 足够的齿心部强韧性，以防冲击过载断裂。
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§3 典型零件的选材
一、齿轮类零件选材（2、常用材料）
（1 ）锻钢 齿轮的主要材料。锻造可改善钢的组织并 形成有益的加工流线，力学性能优良。重要用途的 齿轮大多采用锻钢制造。 包 括 ： ① 低 碳 钢 及 低 碳 合 金 钢 ： 2 0 、 2 0 Cr、 20CrMnTi 等，可通过退火或正火来改善切削加工性 能，通过渗碳后淬火＋低温回火来保证齿轮的使用 性能。具有表面高硬度 (56～62HRC)和高耐磨性、高 的弯曲疲劳极限和接触疲劳极限，心部具有足够高 的强韧性；故适合于制造高速、大冲击的中载和重 载齿轮。
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二、失效形式
断裂失效（尤其是脆性断
裂）因其危险性而易受重 视、且研究最多。疲劳断 裂最普遍，是断裂失效的 主要方式。 实际零件工作中，不止是 一种失效方式起作用。
2018年12月30日星期
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三、失效原因
四个主要方面：设计、材料、加工与使用
2018年12月30日星期
冲击过载导致的崩齿与开裂； ② 齿面损伤——包括交变接触应力引起的表面接触疲 劳（麻点剥落）和强烈摩擦导致的齿面过度磨损； ③ 其它特殊失效，如腐蚀介质引起的齿面腐蚀现象。
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§3 典型零件的选材
3）主要性能要求 ① 高的弯曲疲劳强度，防止轮齿的疲劳断裂。
② 足够高的齿面接触疲劳极限和高的硬度、耐
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§3 典型零件的选材
一、齿轮类零件选材（1、概述）
应用极广的重要机械零件，其主要作用有传递扭 矩（力或能），改变运动速度或方向。
不同的齿轮， 其工作条件、失 效形式和性能要 求各有不同。
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§3 典型零件的选材
1）工作条件
① 传递扭矩，齿根部承受较大的交变弯曲应力；
地应是对所有的从事产品设计与制造的技术人员）的 基本要求。 选材的核心问题：满足必要的使用性能，良好的工艺 性能，实现最低成本。
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§2 材料选用的基本原则
一、使用性能选材原则
分析零件的工作条件，确定其使用性能：
①受力情况：如载荷性质（静载、动载、交变载荷）、
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四、失效分析
失效分析是一项综合性的技术工作，主要包括一
下几个方面：
1 收集失效零件的残骸；
2 调查零件的服役条件及失效过程； 3 查阅相关资料：包括设计、加工、安装、使用维护 等方面的资料； 4 实验研究； 5 综合分析，确定失效的原因，，提出改进措施。
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1.铸、锻、焊性能
工艺 性能
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§2 材料选用的基本原则
三、经济性选材原则
质优、价廉、寿命高，是保证产品具有竞 争力的重要条件；在选择材料和制定相应的 加工工艺时，应考虑选材的经济性原则。
所谓经济性选材原则，不仅是指选择价格 最便宜的材料、或是生产成本最低的产品， 而是指运用价值分析的方法，综合考虑材料 对产品的功能与成本的影响，以达到最佳的 技术经济效益。
第十五章 材料的选用 第一节 概述 第二节 材料选用的基本原则 第三节 典型零件的选材
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第一节 概 述
材料的选择与应用是机械设计与制造工作中重要的基
础环节，自始至终地影响整个设计过程。
掌握各类工程材料的特性、正确选用材料及相宜的加
工方法（路线）是对机械设计与制造工程人员（广义
③ 中碳氮化钢： 40Cr、35CrMo、38CrMoAl 钢，经调质 处理后再表面渗氮处理，力学性能优良、变形微小， 主要用做高精度、高速齿轮。
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§3 典型零件的选材
（2）铸钢
铸钢 齿 轮 的 力 学 性 能 比 锻钢差，较少
使用，但对某些尺寸大(＞Ф 500mm)、形状复杂的齿 轮，采用铸钢较为合理。常用铸钢牌号有ZG270— 500、ZG310—570、ZG40Cr等。铸钢齿轮加工后一般 也是进行表面淬火＋低温回火处理，但对性能要求 不高、低速齿轮，也可在调质状态下使用。
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§2 材料选用的基本原则
二、工艺性能选材原则
材料的工艺性能可定义为材料经济地适应各种加工工艺而获 得规定的使用性能和外形的能力，因此工艺性能影响了零件 的内在性能、外部质量以及生产成本和生产效率等。 理想情况下，所选材料应具有良好的工艺性能，即技术难度 小、工艺简单、能量消耗低、材料利用率高，保证甚至提高 产品的质量。
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§3 典型零件的选材
②中碳钢表面淬火齿轮： 工作速度、载荷及受冲击的 程度应低于低碳钢渗碳淬火齿轮。40、45钢可用作 低中速、轻中载、小冲击的齿轮，依据具体工作条 件不同，可在正火、调质、表面淬火状态下使用； 40Cr、40MnB 合金钢的综合力学性能优于 40 、 45 碳 钢，可用做相对重要的齿轮，多在表面淬火状态使 用。
第十四章 零件的失效与分析 1 零件失效的基本形式 2 零件失效的原因
3 失效的分析方法
2018年12月30日星期
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一、基本概念
失效：在使用过程中，因零件的外部形状、 尺寸或材料内部组织结构发生变化而失去原 有的设计功能，使其低效工作或无法工作或 提前退役的现象。 失效分析：目的就是要分析零件的失效原因 并提出相应的防止和改进措施，其结论对零 件的设计、选材、加工与使用都有重大的指 导意义。