常用机械工程材料的选用汇总
机械制造基础常用工程材料
机械制造基础常用工程材料引言在机械制造领域，选择适当的工程材料对产品的质量、性能以及寿命有着至关重要的影响。
机械制造基础常用工程材料包括金属材料、非金属材料以及复合材料等。
本文将对这些常用工程材料进行介绍和分析。
金属材料金属材料是机械制造领域最常用的材料之一。
金属材料通常具有良好的导电性、导热性、可塑性和机械强度等优点。
根据金属材料的组成和性质，可以进一步分为以下几类：1.铁基合金：如铸铁、钢等。
铁基合金具有高强度、耐磨损和耐腐蚀等特点，广泛应用于机械制造中的零件制造和结构件。
2.非铁基合金：如铜合金、铝合金等。
非铁基合金具有良好的导电性、导热性和耐腐蚀性能，适用于需要较高导电性和导热性能的部件制造。
3.非晶态合金：非晶态合金是一种非晶态结构的金属材料。
非晶态合金具有优异的力学性能和化学稳定性，适用于高强度和高稳定性要求的机械部件。
非金属材料除金属材料外，机械制造中还广泛使用了各种非金属材料。
非金属材料具有一些金属材料所不具备的特点，如较低的密度、较高的绝缘性能等。
常见的非金属材料包括：1.塑料：塑料是一种具有可塑性的高分子材料，具有良好的耐磨损性、耐化学腐蚀性和绝缘性能等特点。
塑料在机械制造中被广泛应用于制造零件和外壳等。
2.橡胶：橡胶是一种弹性体材料，具有良好的弹性和抗老化性能。
橡胶常用于制造密封件和减震件等。
3.陶瓷：陶瓷是一种脆性材料，具有优异的耐高温和耐磨损性能。
陶瓷常用于制造高温零件和耐磨件等。
复合材料复合材料是由两种或多种不同性质的材料组合而成的新材料。
复合材料具有金属材料、非金属材料和复合材料的优点，并弥补了各种材料的不足之处。
常见的复合材料包括：1.碳纤维复合材料：碳纤维复合材料具有高强度、低密度和良好的抗腐蚀性能，适用于制造高强度和轻量化的结构件。
2.玻璃纤维复合材料：玻璃纤维复合材料具有良好的电绝缘性和机械性能，广泛应用于电器领域和机械制造中。
3.金属基复合材料：金属基复合材料由金属基体和增强相组成，具有高强度、高刚性和良好的耐磨损性，适用于制造高负荷和高速运动零件。
机械设计中的工程材料选择
机械设计中的工程材料选择在机械设计中，工程材料的选择是非常重要的一步。
不同的材料具有不同的性能特点和适用范围，合理选择适合的工程材料可以提高机械产品的性能和可靠性。
本文将从机械材料的分类、性能指标和工程选型等方面，介绍机械设计中的工程材料选择。
一、机械材料的分类在机械设计中，工程材料可以按照其组成和性能特点来进行分类。
常见的机械材料可以分为金属材料、非金属材料和复合材料三类。
1. 金属材料：包括钢铁、铜、铝、镁等，具有优良的导热、导电和可塑性能，在机械设计中应用广泛。
2. 非金属材料：包括陶瓷、聚合物和橡胶等，具有较低的密度、良好的绝缘性能和耐磨性能，常用于绝缘、密封和摩擦等特殊场合。
3. 复合材料：由两种或两种以上不同的材料组成，通过组合可以获得更好的性能。
例如，碳纤维增强复合材料具有高强度、高刚度和低密度等优点，在航空航天领域有广泛的应用。
二、材料性能指标在选择工程材料时，我们需要考虑材料的性能指标。
常见的材料性能指标包括强度、刚度、韧性、耐磨性、耐腐蚀性和导热性等。
1. 强度：材料的抗拉强度和屈服强度是衡量其承载能力的重要指标。
工程中常使用的强度指标有屈服强度、抗拉强度和硬度等。
2. 刚度：材料的刚度反映了其抵抗变形的能力。
对于需要抵抗变形和保持稳定形状的部件，如梁、轴等，需选择具有较大刚度的材料。
3. 韧性：材料的韧性决定了其抵抗断裂的能力。
对于需要在承受冲击和振动等载荷作用下保持完整的零件，如机床床身、汽车车架等，需选择具有良好韧性的材料。
4. 耐磨性：材料的耐磨性是指其在摩擦或磨损条件下的抵抗能力。
对于需要抗磨损的零件，如发动机零部件、切削工具等，需选择具有较高耐磨性的材料。
5. 耐腐蚀性：材料的耐腐蚀性反映了其在腐蚀介质中的稳定性。
对于需要在腐蚀环境下使用的零件，如化工设备、海洋工程等，需选择具有较好耐腐蚀性的材料。
6. 导热性：材料的导热性决定了其在导热和散热方面的性能。
对于需要导热或防止热积聚的部件，如散热器、热交换器等，需选择具有良好导热性的材料。
机电工程材料
机电工程材料1. 碳素结构钢(普碳钢)：Q195、Q215、Q235、Q275，用于一般工程构件2. 低合金结构钢(低合金高强度钢)：Q295、Q345、Q390、Q420、Q460，主要用于锅炉汽包、压力容器、压力管道、桥梁、重轨和轻轨制造。
最低Q295。
3. 特殊性能低合金高强度钢(特殊钢)：包括耐候钢、耐海水腐蚀钢、表面处理钢材、汽车冲压钢板、石油及天然气线钢、工程机械钢、低温钢等4. 碳钢含量越高强度越高5. 砌筑材料一般用于给类型炉窑砌筑工程6. 绝热材料用于保温、保冷的各类容器、管道、通风空调管道等绝热工程7. 防腐材料及制品：包括陶瓷制品、油漆及涂料、塑料制品、橡胶制品、玻璃钢及其制品8. 机械工程常用材料分为金属材料、非金属材料、电工线材，金属材料分为有色金属和黑色金属;非金属材料分为高分子材料和无机非金属材料;电工线材分为电线和电缆，使用电压在1KV及以下。
家用220V，工业380V9. BLX、BLV铝芯电线用于架空线尤其是长途输电线路10.BX、BV铜芯电线用于机电安装工程11.RV铜芯软线主要用于柔性连接的可动部位12.BVV电线用于电气设备内部配线13.VLV、VV电力电缆用于室内、隧道及管道内敷设，不能承受机械外力14.VLV22、VV22电缆敷设在地下，能承受机械外力但不能承受大的拉力15.VLV32、VV32电缆用于竖井、高层建筑的竖井内或潮湿场所，能承受机械外力和拉力16.YFLV、YJV电力电缆用于高压电力电缆17.KVV控制电缆用于室内各种敷设方式的控制电路中18 建筑轻钢结构，常采用H型钢。
19 锅炉架的立柱通常用(型钢)。
20 可焊接高强度钢应该属于(特殊性能低合金高强度钢)。
酚醛复合风管：低、中压空调和潮湿环境。
不适用高压和洁净，酸碱性和防排烟系统。
聚氨酯复合风管：低、中、高压洁净空调和潮湿环境。
不适用酸碱性和防排烟系统。
玻璃纤维复合风管：中压以下空调。
机械工程材料知识点思维导图复习资料-常用零件选材
机械工程材料知识点思维导图复习资料-常用零件选材.WPS【珍惜当下，不负遇见】（本文档共【4 】页/【1559 】字）单位姓名20XX年X月常用零件选材⒈掌握轴类零件选材⑴轴常用材料调质钢（45、…）、合金调质钢（40Cr、40MnB、…）、合金渗碳（20CrMnTi、…）、专用氮化钢（38CrMoAlA）、…等⑵机床轴按工作条件分为三类。
1）轻载主轴：低工作载荷＋小冲击载荷＋轴颈部位磨损不严重，普通车床的主轴。
45钢、调质或正火处理，耐磨的部位高频表面淬火强化。
2）中载主轴：中等载荷＋磨损较严重＋有一定冲击载荷，例如铣床主轴。
合金调质钢，如40Cr钢，经调质处理，耐磨部位进行表面淬火强化。
3）重载主轴工作载荷大＋磨损严重＋冲击载荷都严重，组合机床主轴。
20CrMnTi钢制造，经渗碳、淬火处理。
4）高精度主轴精密镗床的主轴。
一般用38CrMoAlA专用氮化钢制造，经调质处理后，进行氮化及尺寸稳定化处理。
⑶重点掌握轴类零件加工工艺路线CM6140车床主轴：轻载主轴工作载荷小，冲击载荷不大，轴颈部位磨损不严重，普通车床的主轴。
45钢、调质或正火处理，耐磨的部位高频表面淬火强化。
选材：45钢热处理技术条件：整体调质、硬度220～250HBS；轴颈和锥孔进行表面淬火，硬度52～58HRC加工工艺路线：下料→锻造→正火→粗加工→调质→半精加工→表面淬火及低温回火→磨削加工主轴(45钢)采取各种热处理工艺锻造---热加工，可以改善铸态组织，提高材料致密度和力学性能正火目的---在于得到合适的硬度，便于切削加工；改善锻造组织，为调质做准备调质---淬火+高温回火，得到的组织为回火索氏体，使主轴得到较高的综合机械性能和疲劳强度，还为最终的高频表面淬火做准备。
安排在粗加工之后，半精加工之前。
轴颈和锥孔：进行表面淬火+低温回火，目的在于提高硬度，增加耐磨性。
⒉重点掌握齿轮类零件材料选择材料的要求：高的接触疲劳强度、高的抗弯强度、良好的切削性能、淬火性能齿轮常用材料：锻钢、优质碳素钢： 45、合金调制合金钢： 40Cr、合金渗碳钢20CrMnTi、…1）轻载齿轮：低工作载荷＋小冲击载荷＋轴颈部位磨损不严重，普通车床的主轴。
机械工程中常用的材料及其特性分析
机械工程中常用的材料及其特性分析机械工程是应用物理学和材料科学的领域，其中涉及到广泛的材料选择。
在机械工程中，材料的选择和使用对于提高产品性能和延长寿命至关重要。
本文将分析机械工程中常用的几种材料及其特性。
1. 金属材料金属材料是机械工程中最常见的材料之一。
金属具有良好的导电性、热传导性和可塑性。
常用的金属材料包括钢、铝、铜和铁等。
- 钢：钢具有强度高、硬度大的特点，同时具有较好的塑性。
它被广泛应用于制造机械零件和结构件。
- 铝：铝具有较低的密度和良好的耐腐蚀性，适用于制造轻型结构和航空航天器件。
- 铜：铜具有良好的导电性和导热性，广泛应用于电子设备和导线等领域。
- 铁：铁是常见的结构材料，具有良好的韧性和可塑性。
2. 塑料材料塑料是一种具有可塑性、耐腐蚀性和绝缘性的高分子化合物。
它们在机械工程领域中得到了广泛应用。
- 聚乙烯（PE）：聚乙烯具有较高的强度和良好的耐化学性，常用于制造管道、储罐和塑料零件等。
- 聚丙烯（PP）：聚丙烯是一种具有良好耐腐蚀性和高韧性的材料，常用于汽车零部件和容器等领域。
- 聚氯乙烯（PVC）：聚氯乙烯是一种广泛使用的塑料材料，它具有优异的耐化学性和电绝缘性能，常用于制造管道、电线等。
- 聚苯乙烯（PS）：聚苯乙烯具有低成本、良好的耐冲击性和绝缘性能，在包装和电子器件等领域有广泛应用。
3. 纤维材料纤维材料是由纤维形状的颗粒组成的材料，常用于机械工程领域的结构件和强度要求较高的零件。
- 碳纤维：碳纤维具有极高的强度和刚度，同时重量很轻，被广泛应用于航空航天、汽车和体育器材等领域。
- 玻璃纤维：玻璃纤维具有优异的强度、耐腐蚀性和绝缘性能，在船舶、风力发电和建筑等领域有广泛应用。
- 聚酰胺纤维（ARAMID）：聚酰胺纤维具有很高的强度和耐热性，广泛用于防弹材料、绳索和高温隔热材料等。
4. 陶瓷材料陶瓷材料是一类脆性材料，具有良好的耐磨、耐高温和绝缘性能。
在机械工程中，陶瓷材料主要用于制造轴承、绝缘体和切削工具等。
机械工程材料的定义和分类
机械工程材料的定义和分类机械工程材料是指用于机械工程中作为结构、部件的材料，包括金属材料、非金属材料和复合材料等。
材料的选择对于机械设计的性能、成本、制造和使用寿命都有着重要影响。
一、金属材料金属材料指化学成分中含金属元素为主的材料。
金属材料具有高强度、高导热性、良好的可塑性和成型性等特点。
金属材料常用于机械零部件、结构、传动设备等方面。
1.1 铁类材料铁类材料包括钢、铸铁和铸钢等。
钢是含碳量少于2%的铁碳合金，钢的强度高、可塑性好、韧性良好、耐腐蚀性能好，并且可以通过各种热处理方法改变其物理和机械性能。
铸铁是含碳量大于2%的铁碳合金，铸铁表面硬度高，但脆性较大；铸钢是通过铸造方法制得的一种合金钢，具有钢的特点，但铸造时有些铸钢可能存在缺陷，影响材料的强度和韧性。
1.2 铜类材料铜类材料常用于导电、导热、紫铜管道、合金制品等方面。
铜的优点包括良好的导电性和导热性、良好的可塑性和成型性，以及优良的耐腐蚀性。
铜合金的强度和硬度比铜高，可以提高材料的使用寿命。
1.3 铝类材料铝类材料具有轻质、良好的耐腐蚀性、良好的导热性和良好的成型性等优点，常用于航空、汽车制造和建筑业等方面。
铝类材料包括纯铝、铝合金、铝镁合金等，铝合金的强度和硬度比纯铝高，而铝镁合金还具有良好的抗腐蚀性。
1.4 钛类材料钛类材料具有极高的强度、硬度和耐腐蚀性，并且比铜、铝和钢轻，常用于高要求的工业应用中，如航空、航天和汽车制造等领域。
二、非金属材料非金属材料指化学成分中除金属元素外的所有固态材料，包括塑料、橡胶、陶瓷、玻璃和石材等。
2.1 塑料塑料是一种由高分子化合物制成的有机聚合物，具有良好的耐腐蚀性、绝缘性和成型性，常用于制造容器、管道、电缆保护管等。
2.2 橡胶橡胶是一种由高分子化合物制成的弹性材料，具有良好的弹性和耐磨性等特点，常用于密封件、振动器、轮胎和橡胶输送带等方面。
2.3 陶瓷陶瓷是一种由无机非金属材料制成的材料，具有高强度、硬度和耐磨性等特点，常用于电子器件、瓷器、建筑材料等领域。
工程机械材料汇总表
工程机械材料汇总表1. 前言本文档旨在对工程机械常用材料进行汇总和介绍，以便于在工程机械设计和选择材料时提供参考。
2. 常用材料2.1 金属材料2.1.1 钢材•优点：强度高、刚性好、耐磨性好、可焊接性好、容易加工•缺点：易生锈•应用场景：工程机械主体结构、承载部件2.1.2 铝合金•优点：密度低、强度高、耐腐蚀、导热性好•缺点：易受磨损•应用场景：工程机械外壳、轻量化构件2.1.3 铸铁•优点：强度高、刚性好、耐磨性好•缺点：易生锈、脆性大•应用场景：工程机械基座、齿轮箱、曲轴箱2.2 非金属材料2.2.1 聚合物•优点：重量轻、成本低、绝缘性好、耐磨性好•缺点：耐高温性能差•应用场景：工程机械密封件、橡胶零件2.2.2 复合材料•优点：强度高、刚度大、耐腐蚀、重量轻•缺点：成本较高•应用场景：工程机械结构件、车身部件2.3 其他材料2.3.1 润滑油•作用：减小机械零件之间的摩擦、冷却润滑、防止磨损和腐蚀•分类：矿物油、合成油、生物基润滑油等•应用场景：工程机械润滑系统2.3.2 涂料•作用：保护表面、美化外观、防止腐蚀和氧化•分类：底漆、面漆、防腐涂料、防火涂料等•应用场景：工程机械表面处理3. 材料选择原则在工程机械设计中，选择合适的材料至关重要。
以下是一些常用的材料选择原则：•强度要求：根据工程机械的设计要求和工作环境决定材料的强度和刚度。
•寿命要求：考虑材料的耐久性、耐磨性和抗腐蚀性，以满足机械的使用寿命要求。
•成本考虑：根据工程机械的预算和性能需求，选择经济合理的材料。
•生产工艺：考虑材料的可加工性和焊接性，以保证制造过程的顺利进行。
•环境因素：根据工作环境的特点，选用耐腐蚀、耐高温或防火等特殊材料。
4. 材料性能参数表下表列出了一些常见工程机械材料的性能参数，供参考：材料强度导热性耐磨性抗腐蚀性重量钢材高中等高中等中等铝合金中等高中等高低铸铁高中等高中等中等聚合物低低高低低复合材料高中等高高低润滑油N/A N/A 高高N/A涂料N/A N/A 中等高N/A5. 结论本文档汇总了工程机械常用的材料，并介绍了它们的优点、缺点和应用场景。
机械原材料汇总表
机械原材料汇总表1. 简介机械原材料是指用于制造机械产品的各种材料。
机械原材料的选择对于机械产品的品质和性能具有重要影响。
为了给机械工程师和制造商提供一个清晰的参考，本文档将汇总常见的机械原材料及其特性。
2. 金属材料2.1. 碳钢•特性：具有良好的可焊性和加工性，适用于制造常见的机械零部件。
•常见牌号：Q235、Q345、C45等。
2.2. 不锈钢•特性：具有耐腐蚀性、高温强度和机械性能，适用于制造要求较高的零部件。
•常见牌号：304、316、410等。
2.3. 铝合金•特性：具有较低的密度、优良的导热性和可塑性，适用于制造轻量化的机械产品。
•常见牌号：6061、7075、2024等。
2.4. 铜合金•特性：具有良好的导电性和导热性，适用于制造电子设备和导热器件。
•常见牌号：纯铜、黄铜、青铜等。
2.5. 钛合金•特性：具有高强度、低密度和抗腐蚀性，适用于制造航空航天器件和生物医疗器械。
•常见牌号：Ti-6Al-4V、Ti-3Al-2.5V等。
3. 非金属材料3.1. 塑料•特性：具有较低的密度、良好的绝缘性和成型性，适用于制造绝缘件和轻型零部件。
•常见类型：聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)等。
3.2. 橡胶•特性：具有良好的耐磨性和弹性，适用于制造密封件和减震件。
•常见类型：丁苯橡胶(BR)、丁腈橡胶(NBR)、氯丁橡胶(CR)等。
3.3. 纤维复合材料•特性：具有高强度、低密度和良好的抗腐蚀性，适用于制造高强度和轻量化的结构件。
•常见类型：碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料、芳香族聚酰亚胺复合材料等。
4. 其他材料4.1. 磁性材料•特性：具有良好的磁导性和磁性，适用于制造电机和传感器。
•常见类型：软磁铁氧体、硬磁材料等。
4.2. 导电材料•特性：具有良好的导电性和导热性，适用于制造电子元件和散热器。
•常见类型：铜箔、银浆等。
5. 结论机械原材料的选择对于机械产品的性能和品质具有重要影响。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
材料的经济性
• （1）材料的价格 • （2）零件的加工费用 • （3）使用维修成本 • （4）资源供应状况
材料的选择方法和步骤
• （1）以综合力学性能为主
• 机械中许多结构零件，如轴、两岸、低俗轻载齿 轮等，工作时主要承受交变载荷和冲击载荷的作 用，易导致零件疲劳断裂和过量的械零件在受到外力作用时候，都处于弹 性变形状态。但是，大多数零件在工作时 只允许一定的弹性变形量，若发生过量的 弹性变形就会造成零件失效，因此，要求 零件应该有足够的刚度。例如机床的主轴， 镗床的镗杆，若发生大量变形就会影响其 加工精度。
过量塑性变形失效：
• 当受力超过了材料的屈服强度时，零件就 会发生塑性变形。塑性变形失效是机械零 件常见的失效形式之一。
• 断裂失效（机械零件在工作过程中由于应 力的作用完全发生断裂的现象）
• （1）塑形断裂 • （2）疲劳断裂 • （3）低应力脆性断裂 • （4）蠕变断裂
过量变形失效：
• 过量变形失效是指机械零件在工作中收到 歪理作用，发生过量弹性变形或塑形变形 而失效的现象
• （1）过量弹性变形失效 • （2）过量塑性变形失效
表面疲劳失效：
• 表面疲劳失效是指相对滚动接触的零件， 在工作过程中，由于交变接触应力的长期 作用，使表层材料发生疲劳破坏而剥落的 现象，又称之为疲劳点蚀。
腐蚀失效
• 腐蚀失效是指零件表面由于和周围介质发 生化学或者电化学反应引起表面损伤的现 象。它与材料本身的成分、结构和组织有 关，也与介质的性质密切相关。
• 装配安装方面
零件配合和装配的问题导致的失效。
零件失效分析的改进方法
• 分析步骤： • （1）收集证据 • （2）调查经过 • （3）查阅资料 • （4）试验分析 • （5）综合分析
10.2 材料选择的一般原则、 方法和步骤：
材料选择的一般原则： 1，材料的使用性能 受力状态，包括应力的种类（如拉伸、压缩、弯曲、扭转和剪切等）、载 荷的性质、载荷的大小和种类，分布情况等。 2，工作环境，即零件工作时所处的环境条件，如工作温度、环境介质和摩 擦条件等； 3，特殊要求，主要包括对材料的导电性、导热性、磁性、密度、外观、耐 高温、耐腐蚀性等。
正常 塑性 变形
表面损伤失效：
• 表面损伤失效是指机械零件在工作中，由 于机械力或者化学腐蚀的作用，使其工作 表面产生磨损、疲劳点蚀、腐蚀等损伤。
• （1）磨损失效
• 磨粒磨损:零件在相对摩擦时，由于硬质颗 粒对金属表面的切学作用，造成被磨表面 产生了沟槽，磨面材料逐渐耗损的一种磨 损。
• 黏着磨损：零件相对摩擦时，其表面微小 的凸起部分，在压力和摩擦热的作用下发 生焊合或黏着。
零件失效的原因和分析方法
• 结构设计方面
不合理设计，薄弱区域未进行加强，尺寸设计不合理，对零件工作环境 未仔细考虑。
• 材料选择方面
只注意材料的部分常规性能指标，对零件的失效形式、实际性能指标要 求的判断存在较大的偏差，造成选材的错误。
• 加工工艺方面
• 加工工艺方法和工艺参数不正确，使零件产生各种各样的缺陷，最终 导致零件失效。
• 零件在工作时的受力状态是选择材料力学 性能指标的重要依据。
• 强度选择，硬度选择，塑性选择，韧性选 择等，应根据零件的受力状态和主要失效 形式，着重考虑所需的性能指标。
• 强度=========零件各种承载能力的定量计 算
材料的工艺性能
• （1）铸造性能 • （2）压力加工性能 • （3）焊接性能 • （4）切削加工性能 • （5）热处理工艺性能
• 失效分类：（1）完全破坏 （2）严重损伤 （3）轻微损坏
一般机械零件都是按照一定使用寿命设计的，在超过零件使用期限后发 生的是正常的，可以通过正常的包养、维修及时发现并解决；
有些零件在不到使用寿命 ，甚至远远低于使用寿命时发生失效，特别是 那些没有明显预兆的失效，往往会带来严重的后果。
失效的形式：
第十章 常用机械工程材料的选 用
不同工作条件下对零件的使用要求不同， 有的要求耐磨性强，有的要求强度高， 有的要求表面摩擦性小，对每个零件的 具体要求弄清楚，然后依据材料的耐磨 性、强度等物理性能选取，并综合考虑 材料的工艺学和经济性。
10.1 失效与分析
• 失效：机械零件失去正常条件下应具有的 工作能力的现象。