机械结构设计基础..

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C62(淬火后回火至 60-65HRC）； 加热到临界温度以下保温一定时间，并在冷却 淬火 ①提高硬度及强度；②提高耐磨性 Y35(油冷淬火后回 剂(水、油或盐水)中急速地冷却 火至30-40HRC） 经淬火后再加热到临界温度以下的某一温度， 回火 回火 在该温度停留一定时间，然后迅速地或缓慢地 ①消除淬火时产生的内应力；②增加韧性和强度 在水、油或空气中冷却 T235(调质至220凋质 在450-650℃进行高温回火称“调质” 可以完全消除内应力，并获得较高的综合力学性能 256HB）
机械结构设计基础
王宏江
常用金属材料与非金属材料－钢
分类名称 钢 号 应 用 举 例 说 明 Q195(Al，B1) 受轻载荷机件、铆钉、螺钉、垫片、外壳、焊件 Q25l-A(A2) 碳素结构钢 Q235-A(A3) Q235-B(C3) Q255-A(A4) Q275(C5) 08F 受力不大的铆钉、螺钉、轴、轮轴、凸轮、焊件、渗碳件 螺栓、螺母、拉杆、连杆、楔、轴、焊件 金属构造物中一般机件、拉杆、轴、焊件 重要的螺钉、拉杆、钩、楔、连杆、轴、销、齿轮 键、牙嵌离合器、链板、闸带、受大静载荷的齿轮、轴 Q表示屈服点，数字表示屈 服点数值，A、B等表示质 量等级。括号内表示旧标准 牌号
“HT”灰铸 铁代号。其 后数字表示 抗拉强度(单 位为MPa）
QT900-2 280-360 QT800-2 245-335 QT700-2 225-305 球墨铸铁 QT600-3 190-270 QT500-7 170-230 QT450-10 160-200 QT400-15 130-180 QT400-18 130-180
10 15 20 25 30 35 优质碳素结构钢 40 45 50 55 60 30Mn 40Mn 50Mn 60Mn
常用金属材料与非金属材料－钢
分类名称 钢 号 应 用 举 例 说 明
15Cr 20Cr 铬钢 合金结构钢 30Cr 40Cr 45Cr 18CrMnTi 铬锰钛钢 30CrMnTi 40CrMnTi 铸钢 ZG230-450 ZG310-570
①合金代号中，“ZH”为“铸”、 “黄”两字汉语拼音的第一个字 母，基元素为铜，化学元素符号为 第一个主要添加元素并以次分组， 其后数字为该合金的成分数字组 ②铸造方法代号：S-砂型铸造；J金属铸造
①铸造方法代号：S-砂型铸造；J金属型铸造；B-变质处理。 ②热处理种类代号：T1-人工时效； T2—一退火；T5-淬火和部分时效； T6-淬火和完全时效；T7-淬火和稳 定回火；T8-淬火和软化回火。 ③合金代号中“ZL”为“铸”、“ 高耐蚀性或在高温下工作的零件 铝”汉语拼音的第一个字母，其后 第—位数为合金分组号；第二、第 铸造性能好，可不热处理，用于制造形状复杂的大型薄壁零件， 三位数为顺序号 耐蚀性差
用于高碳钢制造的工具、量具、刃具用低温(150-250℃)回 火；弹簧用中温(270-450℃)回火 用于重要的轴、齿轮以及丝杆等零件
H54(火焰加热淬火 后，回火至52用火焰或高频电流将零件表面迅速加热至临界 使零件表面获得高硬度，和心部保持一定的韧性，使 表面淬火 58HRC)；G52(高频 用于重要的齿轮以及曲轴、活塞销等 温度以上，急速冷却 零件既耐磨又能承受冲击 淬火后，回火至 50-55HRC）
常用金属材料与非金属材料－有色金属及合金
合金牌号及名称 铸造方法 热处理种类 应用举例 ZH62 S、J 用于一般零件 普通黄铜 ZHSi80-3-3 S、J 用于轴承和衬套 硅黄铜 ZHPb48-3-2-1 S、J 各种化工，造船用零件，如阀门、轴承、垫圈等 铅黄铜 ZHPb59-1 黄铜 S、J 滑动轴承的轴承套 铅黄铜 ZHAl66-6-3-2 S、J 用于制造丝扛、螺母、受重负荷的蜗杆和大型蜗轮轮缘等 铅黄铜 ZHFe59-1-1 S、J 液压系统零件 铁黄铜 ZHMn58-2-2 强度高、耐磨性及铸造性好。用于制造铀瓦、轴套和其他耐磨零 S、J 锰黄铜 件 ZL102 S、J、B T2 汽缸活塞以及高温工作的承受冲击负荷的复杂薄壁零件 铝硅合金 ZL103 T1、T2、T5 S、J、B 溶化工艺简单，做一般零件用．如航空仪表的外壳 铝硅合金 、T7、T8 ZL104 形状复杂的高温静负荷或受冲击作用的大型零件，如扇风机叶 S、J、B T1、T6 片，水冷汽缸头 铝合金 铝硅合金 ZL302 铝硅合金 ZL401 铝硅合金 S、J、B S、J、B T1、T2 说明
可塑性好的零件：管于、垫片、渗碳件 拉杆、卡头、垫片、焊件 渗碳件、紧固件、冲模锻件、化工贮器 杠杆、轴套、钩、螺丝钉、渗碳件与氰化件 轴、辊子、连接器、紧固件中的螺栓、螺母 曲轴、转轴、轴销、连杆、横梁、星轮 曲轴、摇杆、拉杆、键、销、螺栓 齿轮、齿条、链轮、凸轮、轧辊、曲柄轴 齿轮、轴、联轴器、衬套、活塞销、链轮 活塞杆、轮轴、齿轮、不重要的弹簧 齿轮、连杆、扁弹簧、轧辊、偏心轮、轮圈、轮缘 叶片、弹簧 螺栓、扛杆、制动板 用于承受疲劳载荷零件：轴、曲轴、万向联铀器 用于高负荷下耐磨的热处理零件：齿轮、凸轮、摩擦片 弹簧、发条 含锰量0.70～1.2的优质 碳素钢 数字表示钢中平均含碳 量的万分数，例如“45 ”表示平均含碳量为 0.45%。序号表示抗拉强 度、硬度依次增加，延 伸率依次降低
渗碳齿轮、凸轮、活塞销、离合器 较重要的渗碳件 重要的调质零件：齿轮、轮轴、摇杆、螺栓 较重要的凋质零件：齿轮、进气阎、辊子、轴 强度及耐磨性高的轴、齿轮、螺栓 汽车上重要渗碳件：齿轮 汽车拖拉机上强度特高的渗碳齿轮 强度高、耐磨性高的大齿轮、主轴 机座、箱体、支架 齿轮、飞轮、机架 “ZG”表示铸钢，数字 表示屈服点及抗拉强度 ①合金结构钢前面两位 数字表示钢中合碳量的 万分数；②合金元素以 化学符号表示；③合金 元索含量小于15％时仅 注出元素符号
常用金属材料与非金属材料－有色金属及合金
合金牌号及名称 ZQSn5-5-5 铸造锡青铜 ZQSn6-6-3 铸造锡青铜 ZQSn10-5 青铜 铸造锡青铜 ZQSn10-1 铸造锡青铜 ZQAl9-4 铸造无锡青铜 ZQAl10-3-1.5 铸造无锡青铜 铸造方法 热处理种类 S、J S、J S、J S、J S、J S、J 应用举例 说明
常用金属材料与非金属材料－铸铁
名称 牌号 HT100 HT150 灰铸铁 HT200 HT250 HT300 HT350 硬度 应用举例 说明 114-173 机床中受轻负荷．磨损无关重要的铸件，如托盘、把手、手轮等 承受中等弯曲应力，摩擦面间压强高于500kPa的铸件，如机床底座、工作 132-197 台、汽车变速箱、泵体、阀体、阀盖等 承受较大弯曲应力．要求保持气密性的铸件．如机床立柱、刀架、齿轮箱 151-229 体、床身、液压缸、泵体、阀体、皮带轮、轴承盖等 承受较大弯曲应力．要求保持气密性的铸件．如气缸套、齿轮、机床床身 180-269 、立柱、齿轮箱体、液压缸、阀体等 207-313 承受高弯曲应力、拉应力、要求高度气密件的铸件．如高压油缸、阀体等 238-357 轧钢滑板、炼焦柱塞等 具有高强度、耐磨件、较高的弯曲疲劳强度，用于制造内燃机中的凸轮、 “QT”球墨 拖拉机的齿轮、汽车中的螺旋锥齿轮等 铸铁代号。 具有较高强度、耐磨性及一定的韧性。用于制作机床的轴、空压机、缸体 其后第一组 数字表示抗 、缸套等 拉强度(单位 具有中等强度和韧性，用于制作内燃机中油泵齿轮、汽轮机的中汽缸隔板 为MPa)，第 二组数字表 、水轮机阀门体等 示延伸率 韧性高，低温性能好．且有一定的耐蚀性．用于制作汽车 (％) 拖拉机中的轮毂、壳体、离合器拨叉等
聚酰胺塑料 PA 聚甲醛 聚碳酸酯
POM 用于制造汽车、机械、仪表、农机、化工等设备的零件 PC
用于制造齿轮、汽车外壳、仪表及电动工具外壳、座舱 冲击韧件为已知工程翅性材料之冠．抗拉、抗压强度较高，具有良好 盘、仪表板，也可制作防护玻璃、安全帽等 的耐热耐寒性 用于制作冷冻工业中贮放液态气体的低温设备，化工上 亦称为“塑料王”，与浓酸、浓碱、强氧化剂等有机溶剂及王水均不 的反应罐、过渡板、各类管子、接头、耐磨零件 反应，耐磨性很好，耐候性好 主要用于电器设备、仪表等外壳，还用于容器、管子、 具有较高的强度、硬度、耐磨性及耐候性 汽车等某些结构零件
聚四氟乙烯 F-4 ABS塑料 聚砜
PSF 主要用于制造汽车零件、齿轮、仪表、泵叶轮、凸轮等
具有很好的耐热性、耐寒性，可在100-150℃的范围内长时间工作，具 有很好的稳定性、电绝缘性
常用的热处理和表面处理
名词 退火 标注举例 Th 目的 适用范围 ①消除在前一下序（锻造、冷拉等)中所产生的内应 加热到临界温度以上，保温一定时间，然后缓 力；②降低硬度．改善加工性能；③增加塑性和韧 完全退火适用于含碳量0.83%以下的铸锻焊件；为消除内应 慢冷却(例如在炉中冷却) 性；④使材料的成分或组织均匀，为以后的热处理准 力的退火主要用要于铸件和焊件 备条件 加热到临界温度以上，保温一定时间，再在空 ①得到细密的晶粒；②与退火后相比，强度略有增 用于低、中碳钢。常用于低碳钢以代替退火 气中冷却 高．并能改善低碳钢的切削加工性能 用于中、高碳钢。淬火后钢件必须回火 说明
常用金属材料与非金属材料－工程塑料
分类名称 符号 酚醛塑料 应 用 举 例 说 明 用于制作摩擦、磨损零件。如轴承、齿轮、离合器片、 PF 此材料亦称“电木”，它耐热耐燃，可在150-200℃范围内使用 刹车片 用于制作轴承、齿轮、管子、泵体、阀门、零件、垫圈 它亦称为“尼龙”．具有较高的抗拉强度良好的冲击韧性、硬度和疲 、密封圈、薄膜、汽车零件及油箱等 劳强度，耐油性好，摩擦系数低 强度、削度、硬度、耐磨性、耐冲击性是其他材料无法比拟的，它吸 水性低，制作的产品使用寿命长
常用的热处理和表面处理
标注举例 说明 目的 适用范围 S0.5-C59(渗碳层 在渗碳剂中加热到900-950℃，停留—定时间， 渗碳淬火 深0.5，淬火硬度 将碳渗入钢表面，深度约0.5-2mm，在淬火后回 增加零件表面硬度和耐磨性，提高材料的疲劳强度 适用于含碳量为0.08％-0.25%的低碳钢及低合金钢 56-62HRC) 火 D0.3-900(氮化深 适用于含铝、铬、钼、锰等的合金钢，例如要求耐磨的主 氮化 度0.3，硬度大于 使工作表面饱和氮元素 增加表面硬度、耐磨性、疲劳强度和耐蚀性 轴、量规、样板等 850HV) Q59(氰化淬火后， 氰化 使工作表面同时饱和碳和氮元素 增加表面硬度、耐磨性、疲劳强度和耐蚀性 适用于碳素钢及合金结构钢，也适用于高速钢的切削工具 回火至56-62HRC) ①天然时效：在空气中长期存放半年到一年以 使铸件或淬过火的工件慢慢消除其内应力而稳定其形 时效处理 时效处理 上；②人工时效；加热到200℃左右，在这个温 用于机床床身等大型铸件 状和尺寸 度保持10-20h或更长时间 冰冷处理 冰冷处理 将淬火钢继续冷却至室温以下的处理方法 进一步提高硬度、耐磨性，并使其尺寸趋于稳定 用于滚动轴承的钢球 氧化处理。用加热办法使工件表面 发蓝发黑 发蓝或发黑 防腐蚀、美观 用于一般常见的紧固件 形成一层氧化铁所组成的保护性薄膜 HB(布氏硬度) 材料抵抗硬的物体压入零件表面的能力称“硬 ①用于经退火、正火、调质的零件及铸件的硬度检查 硬度 HRC(洛氏硬度) 度”。根据测定方法的不同，可分布氏硬度、 硬度测定是为了检验材料经热处理后的力学性能 ②用于经淬火、回火及表面化学热处理的零件的硬度检查 HV(维氏硬度) 洛氏硬度、维氏硬度等 ③用于薄层硬化零件的硬度检查 名词