机械工程材料的选用原则
工程材料及热处理pdf
工程材料及热处理一、引言工程材料是现代工业和科技领域中不可或缺的一部分，广泛应用于建筑、机械、电子、航空航天、交通运输等领域。
热处理是工程材料加工过程中的重要环节，通过改变材料的内部结构，提高其力学性能、物理性能和化学性能。
本文将详细介绍工程材料的分类、性能与特点、热处理原理、常见热处理工艺、材料选用原则、材料检测与评估、热处理设备与工艺优化以及工程材料应用领域。
二、工程材料分类工程材料可分为金属材料和非金属材料两大类。
金属材料包括钢铁材料、有色金属材料和合金等；非金属材料包括塑料、橡胶、陶瓷、玻璃等。
这些材料在性能上各有特点，适用于不同的工程领域。
三、材料性能与特点1.金属材料：具有较高的强度、塑性和韧性，具有良好的导电性和导热性。
不同的金属材料在耐磨性、耐腐蚀性等方面也表现出不同的特点。
2.非金属材料：具有轻质、高强、耐腐蚀等特点，且具有良好的绝缘性能。
非金属材料在加工过程中具有较好的可塑性和可加工性。
四、热处理原理热处理是通过加热、保温和冷却等工艺手段，改变材料的内部结构，从而提高其力学性能和物理性能。
热处理过程中，材料的内部原子或离子重新排列，形成新的晶体结构，从而改变材料的性质。
五、常见热处理工艺1.退火：将材料加热到一定温度后保温一段时间，然后缓慢冷却至室温。
退火可以消除材料的内应力，改善其组织和性能。
2.淬火：将材料加热到一定温度后迅速冷却，使材料表面硬化而内部保持韧性。
淬火可以提高材料的硬度和耐磨性。
3.回火：将淬火后的材料加热到一定温度后保温一段时间，然后缓慢冷却至室温。
回火可以消除材料的内应力，改善其组织和性能。
4.表面处理：通过化学或电化学方法对材料表面进行处理，提高其耐磨性、耐腐蚀性和抗氧化性等性能。
六、材料选用原则1.根据工程要求选择合适的材料类型和牌号；2.考虑材料的性能参数，如强度、硬度、韧性等；3.考虑材料的耐腐蚀性、耐磨性等特殊要求；4.考虑材料的加工工艺和经济性等因素。
机械设计基础概论
机械零件的工作能力和计算准则
整体静强度计算准则：σ≤[σ] τ≤[τ] [σ]=σlim/S ，[τ]=τlim/Sτ
式中： σ、τ：零件的工作正应力、切应力； [σ]、[τ]： 零件的许用正应力、许用切应力； σlim、τlim： 零件材料的极限正应力、极限切应力； S、Sτ：正应力、切应力的安全系数。
机械设计的基本要求和一般程序
3. 劳动保护要求
劳动保护要求有两层含义： 1) 机器的操作应方便和安全
设计时要按照人体工程学观点布置各种按钮、手柄，使操 作方式符合人们的心理和习惯。同时，设置完善的安全装置、 报警装置、显示装置等。 2) 改善操作者及机器的环境 所设计的机器应符合劳动保护法规的要求。如降低机器运 转时的噪声水平，防止有毒、有害介质的渗漏，对废液、废气 和废物进行治理等。
0.1 机械的组成 0.2 本课程的内容、性质和任务 0.3 对机器的主要要求和设计机器的一般程序 0.4 机械零件的工作能力和计算准则
0.5 机械设计中常用材料的选用原则
0.6 许用应力和安全系数
思考题
机械的组成
一、 机器与机构 1. 机器 如：汽车、起重机、各种机床、内燃机、飞机、洗衣机、 船舶、自行车、工业机器人等。 使用机器可减轻人们的劳动强度、提高劳动生产率。
典型机器的分析→
各类机器构造不同、性能不同、用途不同，但都具有共 同特征： 1) 是由各种零件装配而成的组合体； 2) 各部分间具有确定的相对运动； 3) 用来变换或传递能量、物料和信息。
机械的组成
2. 机构 机构具有机器的前两个特征，用来变换或传递机械运动。
如内燃机：曲柄滑块机构、齿轮机构、凸轮机构。
min max
稳定交变应力：工作中平均应力、应力幅和循环周期不随 时间变化的交变应力。 注意：描述稳定交变应力有5个参数，但其中只有2个参数是 独立的。
工程材料考试真题及答案
机械工程材料 A 卷标准答案一、名词解释：（１０分）１、固溶强化： 固溶体溶入溶质后强度、硬度提高，塑性韧性下降现象。
２、加工硬化： 金属塑性变形后，强度硬度提高的现象。
２、合金强化： 在钢液中有选择地加入合金元素，提高材料强度和硬度４、热处理：钢在固态下通过加热、保温、冷却改变钢的组织结构从而获得所需性能的一种工艺。
５、细晶强化：晶粒尺寸通过细化处理，使得金属强度提高的方法。
二、选择适宜材料并说明常用的热处理方法（30分）三、（20分）车床主轴要求轴颈部位硬度为HRC54—58，其余地方为HRC20—25，其加工名称候选材料选用材料热处理方法最终组织机床床身 T10A, KTZ450-06, HT200 HT200 时效P ＋F ＋G 片 汽车后桥齿轮40Cr, 20CrMnTi, 60Si2Mn20CrMnTi渗碳＋淬火＋低温回火表面Cm ＋M ＋A ’ 心部 F ＋M 滚动轴承 GCr15, Cr12, QT600-2 GCr15 球化退火＋淬火＋低温回火Cm ＋M ＋A ’ 锉刀 9SiCr, T12, W18Cr4V T12 球化退火＋淬火＋低温回火Cm ＋M ＋A ’ 汽车板簧 45, 60Si2Mn, T10 60Si2Mn 淬火＋中温回火 T 回钻头 W18Cr4V ，65Mn, 20 W18Cr4V 淬火＋低温回火 Cm ＋M ＋A ’ 桥梁 1Cr13, 16Mn, Q195 16Mn, 不热处理 F ＋P 滑动轴承 H70, ZSnSb11Cu6, T8 ZSnSb11Cu6不热处理 a+SnSb 耐酸容器Q235, 1Cr18Ni9Ti, ZGMn131Cr18Ni9Ti固溶处理 A发动机曲轴 QT600-3, 45, ZL101QT600-3等温淬火＋高温回火S 回＋G 球路线为：下料锻造正火机加工调质机加工（精）轴颈表面淬火低温回火磨加工指出：1、主轴应用的材料：45钢2、正火的目的和大致热处理工艺细化晶粒，消除应力；加热到Ac3＋50℃保温一段时间空冷3、调质目的和大致热处理工艺强度硬度塑性韧性达到良好配合淬火＋高温回火4、表面淬火目的提高轴颈表面硬度5．低温回火目的和轴颈表面和心部组织。
机械工程材料基础知识大全
《机械工程材料》基础篇一：填空1. 绝大多数金属具有体心立方、面心立方、和密排立方三种类型，α－Fe是体心立方类型，其实际原子数为 2 。
2．晶体缺陷有点缺陷、线缺陷、和面缺陷。
3．固溶体按溶质原子在晶格位置分为置换固溶体、间隙固溶体。
4．铸造时常选用接近共晶成分（接近共晶成分、单相固溶体）的合金。
5．金属的塑性变形对金属的组织与性能的影响晶粒沿变形方向拉长，性能趋于各向异性、晶粒破碎，位错密度增加，产生加工硬化、织构现象的产生。
6．金属磨损的方式有粘着磨损、磨粒磨损、腐蚀磨损。
7.金属铸件否（能、否）通过再结晶退火来细化晶粒。
8．疲劳断裂的特点有应力低于抗拉极限也会脆断、断口呈粗糙带和光滑带、塑性很好的材料也会脆断。
9．钢中含硫量过高的最大危害是造成热脆。
10．珠光体类型的组织有粗珠光体、索氏体、屈氏体。
11．正火和退火的主要区别是退火获得平衡组织；正火获得珠光体组织。
12. 淬火发生变形和开裂的原因是淬火后造成很大的热应力和组织应力。
13. 甲、乙两厂生产同一批零件，材料均选用45钢，甲厂采用正火，乙厂采用调质，都达到硬度要求。
甲、乙两厂产品的组织各是铁素体＋珠光体、回火索氏体。
14．40Cr，GCr15，20CrMo，60Si2Mn中适合制造轴类零件的钢为 40Cr 。
15．常见的普通热处理有退火、正火、淬火、回火。
16．用T12钢制造车刀，在切削加工前进行的预备热处理为正火、球化退火。
17．量具钢加工工艺中，在切削加工之后淬火处理之前可能的热处理工序为调质（退火、调质、回火）。
18．耐磨钢的耐磨原理是加工硬化。
19．灰口铸铁铸件薄壁处出现白口组织，造成切削加工困难采取的热处理措施为高温退火。
20、材料选择的三原则一般原则，工艺性原则，经济性原则。
21．纯铁的多晶型转变是α-Fe→γ-Fe→δ-Fe 。
22．面心立方晶胞中实际原子数为 4 。
23．在立方晶格中，如果晶面指数和晶向指数的数值相同时，那么该晶面与晶向间存在着晶面与晶向相互垂直关系。
《机械制造基础》课程标准(2019高职高专机电类专业)
《机械制造基础》课程标准（2019高职高专机电类专业）1.前言1.1课程性质《机械制造基础》是一门综合性技术的基础理论课。
通过本课程的学习，使学生了解工程常用材料的性能、用途，冷热加工和热处理基本知识；具有机械零件几何精度和相互配合的知识；掌握金属切削原理和机械加工工艺的基本知识；了解机械加工的方法和常用机床的基本知识。
1.2设计思路本课程的教学设计以培养机械制造加工应用能力和基本素质为主线，采用理论教学、试验教学、金工实习相互结合的教学方式，以通过重组、整合、优化的“五模块”知识体系进行理论和实践教学，使整个课程教学和人才培养方案最终落到实处。
结合生产实际和学生特点和机械制造基础实训的基本条件，将教学内容整合为五大模块，通过理论教学与实践教学将对学生的“知识、能力和素质”培养目标结合在一起，增强教学内容的针对性、适用性和实用性。
以任务为驱动组织教学资源，确定教学内容，组织教学，以项目为导向，每一个项目又分为若干个又针对性的学习任务，以追求时效性为目的的组织课堂教学，开展课外教学，选择教学方法，注重学生“学”和“做”的过程，围绕教学目标达到课程教学目的，培养学生机械制造生产应用的基本能力。
2.课程目标2.1总体目标本课程通过学习工程材料相关理论与性能改善方法、毛坯制造技术与加工要求、金属切削的基本理论、机械零件的加工方法、工艺装备及制造工艺等知识，培养学生能根据零件的使用性能进行合理选材及合理安排热处理进行加工的工程能力及培养学生合理选择零件加工方法、熟练应用机床、夹具及工艺文件等方面的能力。
2.2具体目标2.2.1知识目标1.能利用常用工程材料的性能、应用范围的知识分析机械制造中常用材料的选用原则与方法。
2.熟悉各种主要加工方法的基本工艺理论和工艺特点，具有选择毛坯、零件加工方法的基本知识和能力。
3.能根据毛坯及零件的结构工艺性，分析常用机械零件的加工方法，它们的极限与配合的组成与特点。
4.了解各种常用加工方法所用设备的工作原理和适用范围。
工程机械用润滑油介绍
2.8 铲运机
铲运机也称为铲斗车，是土方工程或矿山开采 常用机械。 特 点：野外露天作业、工作条件变化多，挖掘时的负 荷极大而且有振动和冲击，铲运时方向变化多，且一 般都是行走在高低不平的地面上。 润滑要求：润滑剂油性和极压性能好、油膜强度大，并 能耐冲击负荷；低温及高温性能、密封适应性能、、 抗乳化及水解性能好。
传动轴，万向节 各油底和润滑点
CD或CF-4柴油机 油
GL-4车辆齿轮油 抗磨液压油 合成制动液
抗磨与液力传动 油
28.8～50.6 28.8～35.2
SAE 10W30 SAE 75W90或
80W90 32，46
32
极压锂 极压锂 极压锂 极压锂
2，3 2，3 2，3 2，3
2.9 平地（路）机
多效通用极压锂基脂2号（冬天用1号）
2.7 装载铲
铲斗式装载机有两种： 履带式液压长单臂挖掘装载并用的牵引动力铲，也称挖掘
铲，我国称为挖掘机。 轮带式液压短双臂推土装载并用的轮式装载铲，也称装载
推土铲，我国称为装载机或铲运机。 相同之处：都带有铲斗，都可用于沙、石、土等的装载； 不同之处：前者有挖掘功能，后者具有推平或成堆功能，前
机械名
润滑部位
262B铲运机（大型）
发动机
变速箱
旋转装置 悬挂装置 风扇 万向节
油底曲轴活塞等（前后）
齿轮、差速器及行星轮等（ 前后）
旋转臂连结转向 支承销等 轴承（前后） （前后）
铲运机用润滑剂
性能
油润滑
运动粘度 mm2/s
CD 或 CF-4 级 柴 机 油
GL-5或GL-4
ISO VG
SAE 10W30 SAE 80W90 或 75W90
机械工程材料优选方法的研究方向
计 算 机 辅 助 系 统 主 要 包 括 ＫＢＳ 系统 、
比如 ： 数理统计 、 可 靠性 分 析 以 及 Ｃ Ｅ Ｓ 系统等 。 此种 方法 就 是利 用 计算机 技 术 料 领域 ， 将 所 有 材料 进 行 排 列 ， 制作 成 相 应 的表 格 ， 价 值分 析 等 ， 人 们 逐 渐 开发 出 了 一 些 带 有 之后根据 实际情况的需要 ， 进 行相 应 材 料 规 律 的 选 材 方 法 。 尤 其 是参 照 了相 关 指 标 之后 ， 更加 具 有 了相 应 的 实用 价 值 ， 使得 材 材料 因素互相矛盾的情 况。 对 于 一 些 要 求 料 的 选 择 工 作 更 加 科 学 化 与 合 理 化 。 除 此 精 细 加 工 或 者 粗 糙 加 工选 材 的 时 候 ， 可 以 之 外 ， 在 选 材 研 究 领 域 中 引 入 的 计 算 机 技
２ 机械工 程材料优选方法的发展趋势
随 着 科 学 技 术 的 不断 发 展 与 进 步 ， 计 算 机 技 术 与其 它学 科 也 逐 渐 的 引入 到 了材
１ ． ３ 计 算机辅 助 系统 的优选 法
１ 机械 材料优选方法的研究
１ ． １价值 工程 优选 法
价 值 工 程 法 指 的就 是 在 提 高 工 程 、 产 品、 系统价值的同时， 减 少 工 程 成本 的 有 效 括： 成本原则 、 工艺性 能原则、 使 用 性 能 原
个 环节 ， 尽 可 能 的 做 到 最好 ， 同时 对 选 材方 使用价值 。
目标 函数 。 星形 轮 廓 模 型 法是 一种 间 接 、 精 案 的 优 化 以 及 做 出 正 确 的 决 定 。
的应用。
在 塑料 行 业 中 得 到 了广 泛 法进行评价 与优化 ， 实 现 工 程 材料 应 有 的 确 的 选 择 方 法 ，
2024版机械基础(全套课件487P)
机械基础(全套课件487P)contents •机械基础概述•机械设计基础知识•机械制造工艺与装备•液压与气压传动技术•机械工程材料及其选用•典型零部件设计计算与校核•现代设计方法在机械设计中的应用目录01机械基础概述机械定义与分类机械定义机械分类机械发展历史及现状发展历史机械的发展经历了古代机械、近代机械和现代机械三个阶段。
古代机械以简单工具和器械为主，近代机械开始引入蒸汽机和电动机等动力源，现代机械则向自动化、智能化方向发展。
现状当前，机械工业已经成为国民经济的重要支柱，涉及领域广泛，包括航空航天、汽车制造、能源化工等。
同时，随着科技的进步，现代机械设计制造水平不断提高，新材料、新工艺和新技术的应用推动了机械工业的发展。
本课程目标与要求课程目标课程要求02机械设计基础知识机械设计基本原则设计方法设计流程030201机械设计基本原则与方法连杆机构凸轮机构齿轮机构蜗杆传动机构常用机构及工作原理液压传动通过液体在密闭系统中的压力传递运动和动力，具有无级调速、易于实现自动化等优点。
利用蜗杆和蜗轮的啮合传递运动和动力，具有大传动比、结构紧凑等优点。
齿轮传动通过齿轮副的啮合传递运动和动力，具有传动效率高、结构紧凑等优点。
带传动通过带与带轮之间的摩擦传递运动和动力，具有结构简单、链传动传动装置类型与特点03机械制造工艺与装备铸造、锻造和焊接工艺铸造工艺锻造工艺焊接工艺切削加工方法及设备车削加工讲解车削的原理、特点及应用，包括车床的种类、结构、性能及选用。
铣削加工介绍铣削的原理、特点及应用，包括铣床的种类、结构、性能及选用。
磨削加工阐述磨削的原理、特点及应用，包括磨床的种类、结构、性能及选用。
介绍电火花加工的原理、特点及应用，包括电火花机床的种类、结构、性能及选用。
电火花加工激光加工超声加工水射流加工详述激光加工的原理、特点及应用，包括激光切割、激光焊接等。
阐述超声加工的原理、特点及应用，包括超声振动切削、超声磨削等。
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机械工程材料的选用原则材料的选用教学目的及要求通过本章学习，使学生了解零件的失效形式与提高材料性能的途径，掌握零件选材的一般原则和方法。
主要内容1．零件的失效形式与提高材料性能的途径2．零件选材的一般原则和方法3．典型零件的选材及应用实例学时安排2学时教学重点1．零件的失效形式与提高材料性能的途径2．零件选材的一般原则和方法教学难点零件的失效形式与提高材料性能的途径教学过程第一节选材的一般原则一.材料的使用性能――选材的最主要依据指的是零件在使用时所应具备的材料性能，包括机械性能、物理性能和化学性能。
对大多数零件而言，机械性能是主要的必能指标，表征机械性能的参数主要有强度极限σb、弹性极限σe、屈服强度σs 或σ0.2、伸长率δ、断面收缩率ψ、冲击韧性ak及硬度HRC或HBS等。
这些参数中强度是机械性能的主要性能指标，只有在强度满足要求的情况下，才能保证零件正常工作，且经久耐用。
在材料力学的学习中，已经发现，在设计计算零件的危险截面尺寸或校核安全程度时所用的许用应力，都要根据材料强度数据推出。
附表：几类典型零件的工作条件失效形式及主要机械性能指标可以看出，在设计机械零件和选材时，应根据零件的工作条件，损坏形式，找出对材料机械性能的要求，这是材料选择的基本出发点。
二.材料的工艺性能材料的加工工艺性能主要有：铸造、压力加工、切削加工、热处理和焊接等性能。
其加工工艺性能的好坏直影响到零件的质量、生产效率及成本。
所以，材料的工艺性能也是选材的重要依据之一。
1典型零件工作条件失效形式过量塑性变形或由疲劳而造成破断齿面过度磨损、疲劳麻点、齿的折断颈部摩擦、过度磨损、疲劳破断而失效弹性丧失或疲劳破断重要螺栓承受交变拉应力重要传动齿轮承受交变弯曲应力、交变接触压应力、齿面受滚动摩擦冲击载荷曲轴轴类承受交变弯曲应力、扭转应力、冲击载荷弹簧交变应力、振动滚动轴承点线接触下的交变压应力、滚动摩擦过度磨损、疲劳破断而失效主要力学性能指标σ0.2、HBSσ-1p σ-1、σbb、HRC、接触疲劳强度σ0.2、σ-1、HRC σs／σb、σe、σ-1p σbc、σ-1、HRC 注：σσ-1p为抗压或对称拉伸时的疲劳强度；σ-1光滑试样对称弯曲应力时的疲劳强度；σbb抗弯强度；bc抗压强度。
（1）铸造性能：一般是指熔点低、结晶温度范围小的合金才具有良好的铸造性能。
如：合金中共晶成分铸造性最好。
（2）压力加工性能：是指钢材承受冷热变形的能力。
冷变形性能好的标志是成型性良好、加工表面质量高，不易产生裂纹；而热变形性能好的标志是接受热变形的能力好，抗氧化性高，可变形的温度范围大及热脆倾向小等。
（3）切削加工性能：刀具的磨损、动力消耗及零件表面光洁度等是评定金属材料切削加工性能好坏的标志，也是合理选择材料的重要依据之一。
（4）可焊性：衡量材料焊接性能的优劣是以焊缝区强度不低于基体金属和不产生裂纹为标志。
（5）热处理：是指钢材在热处理过程中所表现的行为。
如过热倾向、淬透性、回火脆性、氧化脱碳倾向以及变形开裂倾向等来衡量热处理工艺性能的优劣。
总之，良好的加工工艺性可以大减少加工过程的动力、材料消耗、缩短加工周期及降废品率等。
优良的加工工艺性能是降低产品成本的重要途径。
三.材料的经济性能每台机器产品成本的高低是劳动生产率和重要标志。
产品的成本主要包括：原料成本、加工费用、成品率以及生产管理费用等。
材料的选择也要着眼于经济效益，根据国家资源，2结合国内生产实际加以考虑。
此外，还应考虑零件的寿命及维修费，若选用新材料还要考虑研究试验费。
作为一个机械设计人员，在选材时必须了解我国工业发展趋势，按国家标准，结合我国资源和生产条件，从实际出发全面考虑各方面因素。
第二节零件的失效任何零件或部件使用一段时间后都要损伤或损坏，其损伤的程度有三种情况：1．零件彻底破坏，不能再使用；如轴断裂。
2．严重损伤继续使用不安全；如有裂纹产生、表面磨损。
3．虽然还能安全工作，但已达不到预定的作用。
只要发生上面情况中的任何一种都可以认为零件已经失效。
对机器零件或部件进行失效分析的目的就是要找出零件破坏的原因，并且提出相应的改进措施。
失效分析的结果对于零件的设计、选材、加工及使用都具有很大的指导意义。
一、机械零件失效的方式零件失效的形式多种多样，按零件的工作条件及失效的宏观表现与规律可分为：变形失效、断裂失效、表面损伤失效等。
二、机械零件失效的原因失效原因有多种，在实际生产中，零件失效很少是由于单一因素引起的，往往是几个因素综合作用的结果。
归纳起来可分为设计、材料、加工和安装使用四个方面。
可能的原因有如下：1．设计原因一是由于设计的结构和形状不合理导致零件失效，如零件的高应3力区存在明显的应力集中源（各种尖角、缺口、过小的过渡圆角等；二是对零件的工作条件估计失误，如对工作中可能的过载估计不足，使设计的零件的承载能力不够。
2．材料方面的原因选材不当是材料方面导致失效的主要原因。
最常见的是设计人员仅根据材料的常规性能指标来作出决定，而这些指标根本不能反映出材料所受某种类型失效的搞力；材料本身的缺陷（如缩孔、疏松、气孔、夹杂、微裂纹等）也导致零件失效。
3．加工方面原因由于加工工艺控制不好会造成各种缺陷而引起失效。
如热处理工艺控制不当导致过热、脱碳、回火不足等；锻造工艺不良带状组织、过热或过烧现象等；冷加工工艺不良造成光洁度太低，刀痕过深、磨削裂纹等都可导致零件的失效。
有些零件加工不当造成的缺陷与零件设计有很大的关系，如热处理时的某些缺陷。
零件外形和结构设计不合理会促使热处理缺陷的产生（如变形、开裂）。
为避免或减少零件淬火时发生或开裂，设计零件时应注意：截面厚薄不均匀，否则容易在薄避处易开裂；结构对称，尽量采用封闭结构以免发生大的变形；变截面处均匀过渡，防止应力集中。
4．安装使用与失效零件安装时，配合过紧、过松、对中不良、固定不紧等，或操作不当均可造成使用过程中失效。
三、零件失效分析的方法步骤1．现场调查研究这是十分关键的一步。
尽量仔细收集失效零件的残骸，并拍照记录实况，从而确定重点分析的对象，样品应取自失效的发源部位。
2．详细记录并整理失效零件的有关资料，如设计图纸、加工方式及使用情况。
3．对所选定的试样进行宏观和微观分析，确定失效的发源点和失效的方式。
扫描电镜断口分析确定失效发源地和失效方式；金相分析，确定材料的内部质量。
4．测定样品的有关数据：性能测试、组织分析、化学成份分析及无损探伤等。
5．断裂力学分析。
6．最后综合各方面分析资料作出判断，确定失效的具体原因，提出改进措施，写出分析报告。
第三节典型零件的选材及应用实例4工程材料中应用较多的是金属材料，具有强度高、韧性好、疲劳抗力高等优良性能，用来制造各种重要的机器零件和工程结构件。
一、机床零件的选材分析机床零件的品种繁多，按结构特点、功用和受载特点可分为：轴类零件、齿轮类零件、机床导轨等。
1．机床轴类零件的选材机床主轴是机床中最主要的轴类零件。
机床类型不同，主轴的工作条件也不一样。
根据主轴工作时所受载荷的大小和类型，大体上可以分为四类：（1）轻载主轴。
工作载荷小，冲击载荷不大，轴颈部位磨损不严重，例如普通车床的主轴。
这类轴一般用45钢制造，经调质或正火处理，在要求耐磨的部位采用高频表面淬火强化。
（2）中载主轴。
中等载荷，磨损较严重，有一定的冲击载荷，例如铣床主轴。
一般用合金调质钢制造，如40Cr钢，经调质处理，要求耐磨部位进行表面淬火强化。
（3）重载主轴。
工作载荷大，磨损及冲击都较严重，例如工作载荷大的组合机床主轴。
一般用20CrMnTi钢制造，经渗碳、淬火处理。
（4）高精度主轴。
有些机床主轴工作载荷并不大，但精度要求非常高，热处理后变形应极小。
工作过程中磨损应极轻微，例如精密镗床的主轴。
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。
过去，主轴几乎全部都是用钢制造的，现在轻载和中载主轴已经可用球墨铸铁制造。
2．机床齿轮类零件的选材机床齿轮按工作条件壳分为三类：（1）轻载齿轮。
转动速度一般都不高，大多用45钢制造，经正火或调质处理。
（2）中载齿轮。
一般用45钢制造，正火或调质后，再进行高频表面淬火强化，以提高齿轮的承载能力及耐磨性。
对大尺寸齿轮，则需用40Cr等合金调质钢制造。
一般机床住传动系统及进给系统中的齿轮，大部分属于这一类。
（3）重载齿轮。
对于某些工作载荷较大，特别是运转速度高又承受较大冲击载荷的齿轮大多用20Cr、20CrMnTi等渗碳钢制造。
经渗碳、淬火处理后使用。
例如：变速箱中一些重要传动齿轮等。
3．机床导轨的选材机床导轨的精度对整个机床的精度有很大的影响。
必须防止其变形和磨损，所以机床导轨通常都是选用灰口铸铁制造，如HT200和HT350等。
灰口铸铁在润滑条件下耐磨性较好，但抗磨粒磨损能力较差。
为了提高耐磨性，可以对导轨表面进行淬火处理。
二、汽车零件的选材分析51．发动机和传动系统零件的选材这两部分包括的零件相当多。
其中，有大量的齿轮和各种轴，还有在高温下工作的零件，如进、排气阀、活塞等。
它们的用材都比较重要，目前一般都是根据使用经验来选材。
对于不同类型的汽车和不同的生产厂，发动机和传动系统的选材是不相同的。
应该根据零件的具体工作条件及实际的失效方式，通过大量的计算和试验选出合适的材料。
2．减轻汽车自重的选材随着能源和原材料供应的日趋短缺，人们对汽车节能降耗的要求越来越高。
而减轻自重可提高汽车的重量利用系数，减少材料消耗和燃油消耗，这在资源、能源的节约和经济价值方面具有非常重要的意义。
减轻自重所选用的材料，比传统的用材应该更轻且能保证事业性能。
比如，用铝合金或镁合金代替铸铁，重量可减轻至原来的1/3～1/4，但并不影响其使用性能；采用新型的双相钢板材代替普通的低碳钢板材生产汽车的冲压件，可以使用比较薄的板材，减轻自重，但一点不降低构件的强度；在车身和某些不太重要的结构件中，采用塑料或纤维增强复合材料代替钢材，也可以降低自重，减少能耗。
三、典型模具的选材分析四、典型零件的选材实例1．机床主轴图示是C620车床主轴的结构简图。
图示C620车床主轴及热处理技术条件机床主轴是典型的受扭转―弯曲复合作用的轴件，它受的应力不大（中等载荷），承受的冲击载荷也不大，如果使用滑动轴承，轴颈处要求耐磨。
因此大多采用45钢制造，并进行调质处理，轴颈处由表面淬火来强化。
载荷较大时则用40Cr等低合金结构钢来制造。
对C620车床主轴的选材结果如下：6材料：45钢。
热处理：整体调质，轴颈及锥孔表面淬火。
性能要求：整体硬度NB220～HB240；轴颈及锥孔处硬度HRC52。
工艺路线：锻造→正火→粗加工→调质→精加工→表面淬火及低温回火→磨削。
该轴工作应力很低，冲击载荷不大，45钢处理后屈服极限可达400MPa以上，完全可满足要求。