机械制造常用材料及选择.doc
机械工程材料手册
机械工程材料手册机械工程材料是机械制造中的重要组成部分，它直接影响着机械产品的性能、质量和寿命。
在机械工程中，选择合适的材料对于产品的设计和制造至关重要。
本手册将介绍常见的机械工程材料及其特性，帮助工程师和设计师更好地选择和应用材料，提高产品的性能和可靠性。
一、金属材料。
金属材料是机械制造中最常用的材料之一，它具有良好的强度、硬度和耐磨性。
常见的金属材料包括钢、铝、铜、铁等。
钢是一种铁碳合金，具有优异的机械性能，适用于制造各种零部件和结构件。
铝具有较低的密度和良好的导热性，适用于制造轻型结构件。
铜具有良好的导电性和导热性，适用于制造电气部件和散热器。
铁是一种常见的结构材料，具有良好的可焊性和加工性，适用于制造各种机械零部件。
二、非金属材料。
除了金属材料外，非金属材料在机械工程中也扮演着重要的角色。
常见的非金属材料包括塑料、陶瓷、复合材料等。
塑料具有良好的耐腐蚀性和绝缘性，适用于制造各种零部件和外壳。
陶瓷具有良好的耐高温性和硬度，适用于制造高温部件和摩擦件。
复合材料由两种或两种以上的材料组成，具有优异的综合性能，适用于制造高强度和轻质的零部件。
三、材料选择与应用。
在机械工程中，材料的选择与应用是至关重要的。
首先，需要根据产品的工作条件和要求选择合适的材料，如强度、硬度、耐磨性等。
其次，需要考虑材料的加工性能和成本，确保能够满足制造工艺和经济性的要求。
最后，需要对材料进行合理的设计和应用，确保产品具有良好的性能和可靠性。
综上所述，机械工程材料是机械制造中不可或缺的一部分，合理选择和应用材料对于产品的性能和质量至关重要。
本手册将帮助工程师和设计师更好地了解机械工程材料的特性和应用，提高产品的设计和制造水平，推动机械制造技术的发展。
结语。
通过对机械工程材料的介绍，我们可以更好地了解不同材料的特性和应用，为机械产品的设计和制造提供参考和指导。
希望本手册能够帮助工程师和设计师更好地选择和应用材料，提高产品的性能和可靠性，推动机械制造技术的发展。
机械材料的规格及选用
机械材料的规格及选用机械材料在机械设计与制造中起着至关重要的作用。
正确选择合适的机械材料对于提高机械设备的性能、延长使用寿命至关重要。
本文将介绍机械材料的规格以及如何选择合适的材料。
一、机械材料的规格机械材料的规格包括材质、强度、耐磨性、韧性、热性能等。
1. 材质材质是机械材料的基本属性，直接影响着机械部件的性能。
常见的机械材料包括金属材料、塑料材料和复合材料。
金属材料具有较高的强度和刚性，常用于承受大力和高温的部件。
塑料材料具有较低的密度、良好的耐腐蚀性和绝缘性能，常用于减轻重量和降低成本。
复合材料具有金属和非金属材料的优点，常用于高性能和复杂的机械部件。
2. 强度强度是机械材料抵抗外力破坏的能力。
常见的强度指标包括屈服强度、抗拉强度和硬度。
屈服强度是指材料受力达到屈服点时的最大应力；抗拉强度是指材料抵抗拉伸破坏的能力；硬度是指材料在抗压或抗切割下的抵抗力。
根据机械部件所受的外力和工作环境，选择合适的强度可以保证机械设备的可靠性和安全性。
3. 耐磨性耐磨性是机械材料抵抗磨损的能力，直接影响着机械设备的使用寿命。
耐磨性强的材料可以减少部件的磨损和摩擦，延长机械设备的使用寿命。
例如，对于高速旋转的机械部件，应选择具有良好耐磨性的材料，如高硬度的合金钢。
4. 韧性韧性是机械材料抵抗断裂的能力。
具有良好韧性的材料可以在受到冲击或振动时不易断裂，保证机械设备的安全性能。
常见的韧性材料包括碳素钢和合金钢。
5. 热性能热性能是机械材料在高温或低温环境下的性能表现。
不同材料在高温或低温下的变形、强度和耐腐蚀性能都会发生变化。
因此，在选择机械材料时，应根据工作环境的温度范围选择合适的材料。
二、机械材料的选用机械材料的选用应根据具体的机械设备和工作环境的要求来确定。
1.首先，根据机械设备的用途和工作条件确定需要承受的力、温度、湿度等环境因素，以及所需的耐磨性、韧性等特性。
2.根据机械材料的规格和性能要求，选择适合的材质。
机械零件的常用材料及选择
基本尺寸：由设计图纸给定的零件理论尺寸；为确定值。
实际尺寸：制造加工后测量所得零件尺寸；由于测量 有误差，所以实际尺寸并非真值。相对于 基本尺寸而言，总是有误差。或大或小
Φ24.9 φ25 Φ25.1
Φ24.9 φ25 Φ25.1
孔
孔
孔
轴
轴
轴
实际尺寸 实际尺寸 基本尺寸 实际尺寸
2.钢：结构钢、工具钢、特殊钢(不锈钢、耐热钢、
耐酸钢等)、碳素结构钢、合金结构钢、铸钢等。
景德镇陶瓷学院专用
国防科大潘存云教授研制
特点：与铸铁相比，钢具有高的强度、韧性和塑性。 可用热处理方法改善其力学性能和加工性能。
零件毛坯获取方法：锻造、冲压、焊接、铸造等。
应用：应用范围极其广泛。
选用原则：
基孔制配合：孔是基准孔，下偏差EI=0， 代号为:H ，
通过改变轴的公差带来或得各种不同的配合特性。
间隙配合
过渡配合
过盈配合
s pr
孔公差
m
零线 D
H
g h js k f
e
景德镇陶瓷学院专用
国防科大潘存云教授研制
基轴制配合：轴是基准轴，上偏差es=0， 代号为:h ， 通过改变孔的公差带来或得各种不同的配合特性。
零线
轴
轴
+
0
轴
-
EI 零线 es ei
轴公差带
Lmin L Lmax
L
基本偏差：标准表列的，用于确定公差带相对于零线 位置的上偏差或下偏差，一般为靠近零线的那个偏差。
国标规定：孔与轴各有28个，分别用如下符号表示：
孔：A B C CD D E EF F FG G H JS K M N P R S T U V W X Y Z ZA ZB ZC 轴：a b c cd d e ef f fg g h js k m n p r s t u v w x y z za zb zc
机械材料与加工认识常用机械材料的性能和加工工艺
机械材料与加工认识常用机械材料的性能和加工工艺机械材料与加工：认识常用机械材料的性能和加工工艺在机械制造业中，选择合适的机械材料对于产品的质量、性能以及工艺流程至关重要。
本文将介绍一些常用的机械材料，并针对其性能特点和加工工艺进行分析。
一、金属材料1. 铁类材料铁类材料在机械制造中具有重要的地位，常见的有铸铁、钢和不锈钢。
- 铸铁具有良好的流动性和耐磨性，适用于大型零部件的生产，如发动机缸体和机床床身。
- 钢具有较高的强度和韧性，广泛应用于制造零件和构件，如汽车零部件和建筑结构。
- 不锈钢具有优异的耐腐蚀性和抗氧化性能，适用于制造耐酸碱、耐高温的零件，如化工设备和压力容器。
2. 铝合金铝合金具有轻质、强度高、导热性好等特点，广泛应用于航空、汽车和电子等领域。
由于其良好的可塑性，铝合金可以通过挤压、拉伸和压铸等工艺进行成型。
3. 铜合金铜合金具有良好的导电性和热导性，适用于制造电子元件和导热部件。
同时，铜合金还具有良好的耐磨性和抗腐蚀性，广泛应用于制造轴承、齿轮和紧固件等零部件。
二、非金属材料1. 塑料塑料具有轻质、可塑性好、绝缘性能强等特点，广泛应用于汽车、家电和电子产品等领域。
常见的塑料有聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等，它们可以通过挤出、注塑和吹塑等工艺进行成型。
2. 玻璃玻璃具有良好的透明性和抗压性能，适用于制造窗户、瓶罐和光学元件等。
玻璃制品的加工过程主要包括熔化、吹制和热处理等。
3. 复合材料复合材料由两种或多种不同材料组合而成，具有综合性能优异的特点。
例如，碳纤维和环氧树脂的复合材料具有轻质、高强度和耐腐蚀等特性，广泛应用于航空航天和运动器材等领域。
三、机械材料的加工工艺1. 金属加工金属材料的加工工艺主要包括切削加工、冲压加工和焊接加工等。
其中，切削加工是将金属材料从整体中去除一部分以获得所需形状的工艺，如车削、铣削和钻削等。
冲压加工是通过金属板材的弯曲、剪切和冲孔等操作实现零件成型，广泛应用于汽车和家电制造。
机械制造基础常用工程材料
•优质碳素结构钢按锰的质量分数不同，分为两组： •普通锰(Mn＝0.25%～0.80%) •较高锰的(Mn=0.70%～1.20%)钢。 • 较高锰的优质碳素结构钢牌号数字后加“Mn”，如
45Mn。
•2020/7/17
•
3）碳素工具钢的编号方法
•其牌号以“T”开头，后面的数字表示平均碳的质量分数的千倍
法同一般的合金结构钢。滚动轴承钢都是高级优质钢，但牌号后不 加“A”。
•例如GCr15钢，就是平均铬的质量分数Cr＝
1.5％的滚动轴承钢。
•2020/7/17
•
④ 合金工具钢
•当c＜1％时，用一位数字表示碳的质量分数的千倍 •当碳的质量分数≥1%时，则不予标出
• 合金元素的标注与合金结构钢相同
•高速工具钢例外，其平均碳的质量分数无论多少均不标出。因合金
•一般的轴承用钢是高碳低铬钢，其碳的质量分数为c＝0.95％～1.15
％，属过共析钢。铬的含量为Cr＝0.4％～1.65％ 。
•滚动轴承钢的热处理包括预先热处理(球化退火)和最终热处理(淬火与
低温回火)
•常用滚动轴承钢牌号有GCr9G、GCr15、GCr15SiMn。
•2020/7/17
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⑥低合金刃具钢
•2020/7/17
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④合金弹簧钢
•合金弹簧钢的碳的质量分数一般为c＝0.5％～0.7％，碳的质量分数 •过高时，塑性和韧性差，疲劳强度下降。常加入以硅、锰为主的提高 •淬透性的元素。硅、锰合金元素溶入铁素体中，使铁素体得到强化。
•常用合金弹簧钢牌号有60Si2Mn、60Si2CrVA和50CrVA。合金弹簧
钢主要用于制造各种弹性元件，如在汽车、拖拉机、坦克、机车车辆上 制作减震板簧和螺旋弹簧，大炮的缓冲弹簧，钟表的发条等。
机械常用材料
机械常用材料
机械制造是现代工业中的重要组成部分，而材料的选择对于机械性能和使用寿
命起着至关重要的作用。
在机械制造过程中，常用的材料有金属材料、塑料材料和复合材料等。
本文将重点介绍机械常用的金属材料，包括钢、铝、铜和铸铁等。
首先，钢是机械制造中使用最广泛的金属材料之一。
钢具有较高的强度和硬度，同时具有良好的塑性和韧性，因此在制造机械零部件和结构件时得到广泛应用。
根据不同的成分和热处理工艺，钢可以分为碳素钢、合金钢和不锈钢等多个种类，满足不同机械零部件对材料性能的要求。
其次，铝也是一种常用的机械材料。
铝具有较低的密度和良好的导热性能，因
此在制造轻型机械零部件和结构件时具有优势。
此外，铝具有良好的耐腐蚀性能，可以在恶劣环境下使用，因此在航空航天和汽车制造领域得到广泛应用。
另外，铜也是一种重要的机械材料。
铜具有良好的导电性和导热性，因此在制
造电气设备和散热器等零部件时得到广泛应用。
此外，铜还具有良好的加工性能，可以制成各种复杂形状的零部件，满足不同机械结构的需求。
最后，铸铁是一种常用的铸造材料。
铸铁具有较高的热膨胀系数和较低的收缩率，因此在制造大型机械零部件和机床床身等铸件时得到广泛应用。
根据不同的成分和组织状态，铸铁可以分为灰口铸铁、球墨铸铁和白口铸铁等多个种类，满足不同机械零部件对材料性能的要求。
综上所述，机械常用的金属材料包括钢、铝、铜和铸铁等，它们各具特点，在
机械制造中发挥着重要作用。
在实际应用中，需要根据机械零部件的具体要求和工作环境的要求，选择合适的材料，以确保机械的性能和使用寿命。
机械设计基础学习机械工程材料的选择与应用
机械设计基础学习机械工程材料的选择与应用机械设计是机械工程学科的核心领域之一，它涉及到机械元件的设计、制造与应用。
而在机械设计的过程中，材料的选择与应用是至关重要的因素之一。
本文将探讨机械设计中常用的工程材料以及它们的特点与应用。
一、金属材料金属材料是机械设计中最常用的材料之一。
常见的金属材料包括钢、铁、铝、铜等。
钢具有高强度、刚性和耐磨性的特点，广泛应用于制造机械零件和结构件。
铝材轻巧、导热性好，常用于制造轻型机械零件和外壳。
铜材具有良好的导电性和导热性，适用于电子元器件的制造。
在选择金属材料时，需要考虑其强度、耐腐蚀性、导电性等特性，以及成本和可加工性等因素。
二、合成材料合成材料是指由两种或两种以上的材料组合而成的材料。
常见的合成材料有复合材料、聚合材料、陶瓷复合材料等。
复合材料由纤维和基质组成，具有高强度、高刚度和低密度的特点，在航空航天、汽车制造等领域得到广泛应用。
聚合材料如塑料、橡胶等具有良好的抗腐蚀性和绝缘性能，常用于制造密封件和电气元件。
陶瓷复合材料具有高温耐磨性和绝缘性能，适用于高温和腐蚀环境下的应用。
三、非金属材料非金属材料包括塑料、橡胶、玻璃等。
塑料具有良好的韧性和绝缘性能，广泛应用于电器、家具等领域。
橡胶具有良好的弹性和耐磨性，适用于制造密封件和减震器等。
玻璃具有透明的特性，适用于制造光学元件和仪器。
四、选材原则在机械设计中，选材的原则是根据机械零件所处的工作环境和工作要求来选择合适的材料。
首先，要考虑材料的强度和刚度，以保证机械零件在工作负荷下不发生变形和破坏。
其次，要考虑材料的耐磨性和耐腐蚀性，以延长机械零件的使用寿命。
同时，还需考虑材料的导热性、导电性和绝缘性能，以满足特定工作要求。
最后，成本和可加工性也是选材的考虑因素之一。
五、材料应用案例1. 在汽车制造领域，使用高强度的钢材制造车身和车架，以提高碰撞安全性能。
2. 在飞机制造领域，使用复合材料制造机翼和机身，以提高飞机的轻量化和燃油效率。
机械方面常用机械材料
机械方面常用机械材料1. 引言在机械设计和制造中，选择适合的材料对于产品的性能和寿命具有重要影响。
机械材料需要具备一定的力学性能、热性能、化学性能和耐磨性能，以满足不同工况和使用要求。
本文将介绍一些机械方面常用的机械材料，包括金属材料、塑料材料和复合材料。
2. 金属材料金属材料是最常用的机械材料，其具有高强度、高刚度和良好的导电和导热性能。
常用的金属材料包括钢材、铝合金、铜合金等。
2.1 钢材钢材是最常见的金属材料之一，其主要成分为铁和碳，同时添加少量的合金元素来改变其性能。
常见的钢材包括碳素结构钢、合金结构钢和不锈钢。
碳素结构钢具有良好的可塑性和机械性能，在机械制造中广泛应用。
合金结构钢通过添加合金元素如铬、钼等来提高其耐磨性和耐腐蚀性。
不锈钢具有良好的耐腐蚀性能，常用于制造耐酸、耐碱的零件。
2.2 铝合金铝合金具有良好的强度和轻质特性，常用于制造飞机、汽车等需要重量轻的产品。
铝合金具有良好的导热性能，可以有效散热，同时具有一定的可塑性和耐腐蚀性能。
2.3 铜合金铜合金具有良好的导电性和导热性，常用于制造电气设备和导热元件。
铜合金具有较高的强度和耐磨性，适用于制造摩擦零件。
3. 塑料材料塑料材料是一种具有可塑性的合成材料，其主要成分为高分子化合物。
塑料材料具有良好的绝缘性能、耐腐蚀性能和减震性能，常用于制造各种零件和外壳。
聚乙烯是最常见的塑料材料之一，具有良好的韧性和抗冲击性能。
聚乙烯适用于制造容器、管道和绝缘材料。
3.2 聚氯乙烯（PVC）聚氯乙烯具有良好的耐热性和耐腐蚀性能，常用于制造电线、电缆和管道。
聚氯乙烯还可以通过添加不同的添加剂来改变其性能，如增塑剂可以增强其柔韧性。
聚丙烯具有较高的熔融温度和良好的刚性，常用于制造容器、管道和模具。
聚丙烯具有较好的耐腐蚀性能和化学稳定性。
4. 复合材料复合材料是由两种或多种不同材料组合而成的材料，具有优良的综合性能。
复合材料常用于制造高强度、低密度的零件和结构。
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机械制造常用材料及选择
机械制造中最常用的材料是钢和铸铁，次是有色金属合金。
金属材料如塑料、橡胶等。
在机械制造中也是具有独特的使用价值。
一、金属材料
铸铁和钢都是铁碳合金，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，、韧性和塑性，并可用热处理方法改善其力学性能和加工性能。
钢制零件的毛坯可用铸造、冲压、焊接或铸造等方法取得，因此其应有极为广泛。
2、铸铁与钢的分类：
㈠铸铁：
常用的铸铁：灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、合金铸铁等。
其中灰铸铁和球墨铸铁是脆性材料，不能进行辗压和锻造。
灰铸铁应用的最广泛，其次球墨铸铁次之。
㈡钢：
按照用途钢可分为：结构钢、工具钢和特殊钢。
⑴结构钢用于制造各种机械零件和工程结构钢的构件。
⑵工具钢主要用于制造各种刃具、模具和量具。
⑶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：碳素钢和合金钢。
⑴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。
⑵合金钢为了改善钢的性能，特意加入了一些合金元素的钢。
3、一部分钢的性能
⑴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。
⑵低碳钢（08、10、15、20、25）含碳量低于0.25%，它的强度极限和屈服极限较低，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、气门导杆和焊接构件等。
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和耐冲击性能时，可采用低碳合金钢。
⑶中碳钢（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，又有一定的塑性和韧性，常用作受力较大的螺栓、螺母、键、齿轮和轴等零件。
⑷高碳钢（60、65、70、75）含碳量在0.55%～0.7%，具有高的强度和弹性，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：
镍能提高强度而不降低钢的韧性。
铬能提高硬度、高温强度、耐腐蚀性和提高高碳钢的耐磨性。
锰、钼能提高钢的耐磨性、强度和韧性。
钒能提高韧性及强度。
硅可提高弹性极限和耐磨性，但会降低韧性。
如表常用钢铁材料的牌号及力学性能
5、钢合金
铜合金有青铜与黄铜之分。
黄铜是铜和锌的合金，并含有少量的锰、铝、镍等，它具有很好的塑性及流动性，故可进行辗压和铸造。
青铜可分为含锡青铜和不含锡青铜两类，它们的减摩性和抗腐性均较好，
也可辗压和铸造。
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。
①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。
②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、轴承衬和摩擦片等。