机械制造常用材料及选择

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村料力学性能试件 尺寸mm类另1」牌号强度极 限6BMPa屈服极 限6SMPa延 伸率& %Q215335-41021531碳素结构钢Q235375-46023526dW16Q275490-61027520优秀碳素结2041024525dW25构钢3553031520456003551635SiMndW25合金结构钢40Cr883981735785159dW2520CrMnT107983410dW15i65M n9817858dW80铸钢ZG270-5 00ZG310-55002701870 ZG42SiM n5706003103801512dW100HT150145 壁厚灰铸铁HT200HT250195240——10〜20QT400-140025015壁厚球墨铸铁55003207QT500-7QT600-3600370330〜2005、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。