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1、选材的一般原则选材的一般原则（一一）应满足零件的使用性能要求应满足零件的使用性能要求（二）淬透性与钢材选用（二）淬透性与钢材选用（三）材料的工艺性能应满足加工要求（三）材料的工艺性能应满足加工要求（四）根据材料的经济性选材（四）根据材料的经济性选材第四节第四节 结构钢的选用原则结构钢的选用原则应满足零件的使用性能要求应满足零件的使用性能要求分析零件的工作条件分析零件的工作条件零件的受力情况零件的受力情况零件的工作环境零件的工作环境零件的特殊性能要求零件的特殊性能要求进行零件的失效分析进行零件的失效分析分析同类零件的失效形式分析同类零件的失效形式,为准确地确定零件为准确地确定零件的使用性能提供可
2、靠依据的使用性能提供可靠依据确定主要的性能指标确定主要的性能指标零件的工作条件和失效形式零件的工作条件和失效形式零件失效类型零件失效类型 变形变形 弹、塑性变形。弹、塑性变形。 断裂断裂 脆、塑性，疲劳断裂。脆、塑性，疲劳断裂。 表面损伤表面损伤 磨损、腐蚀等。磨损、腐蚀等。 零件零件工作条件工作条件常见失效形式常见失效形式性能要求性能要求应力应力种类种类载荷载荷性质性质受载受载状态状态螺栓螺栓拉、剪拉、剪静载静载-过量变形，断裂过量变形，断裂强度，塑性强度，塑性传动轴传动轴弯、扭弯、扭循环循环冲击冲击轴颈轴颈摩擦摩擦疲劳断裂，过量变疲劳断裂，过量变形，轴颈磨损形，轴颈磨损综合力学性能综合力学
3、性能传动齿轮传动齿轮压、弯压、弯循环循环冲击冲击摩擦摩擦振动振动断齿，疲劳断裂断齿，疲劳断裂磨损，接触疲劳磨损，接触疲劳表面高硬度及高表面高硬度及高疲劳极限疲劳极限心部强度及韧性心部强度及韧性弹簧弹簧扭、弯扭、弯交变交变冲击冲击振动振动弹性失稳弹性失稳疲劳破坏疲劳破坏弹性极限，屈强比弹性极限，屈强比，疲劳极限，疲劳极限一、力学性能与钢材选用一、力学性能与钢材选用（1 1）静载拉伸实验时材料力学性能指标）静载拉伸实验时材料力学性能指标介绍拉伸实验：介绍拉伸实验：obob弹性变形阶段弹性变形阶段bcdbcd屈服阶段屈服阶段dBdB强化阶段强化阶段BkBk缩颈阶段缩颈阶段k k试样断裂试样断裂（2
4、2）硬度）硬度 材料抵抗局部塑性变形的能力材料抵抗局部塑性变形的能力布氏硬度布氏硬度洛氏硬度洛氏硬度维氏硬度维氏硬度布氏硬度测定的原理布氏硬度测定的原理卸载卸载洛洛氏硬度（氏硬度（HRHR） 硬度硬度符号符号压头压头总载荷总载荷（kgfkgf）表盘上刻表盘上刻度颜色度颜色常用硬度常用硬度值范围值范围使用范围使用范围HRAHRA金钢石圆锥金钢石圆锥6060黑黑 色色70857085碳化物、硬质合金碳化物、硬质合金表面淬火等表面淬火等HRBHRB淬火钢球淬火钢球100100红红 色色2510025100有色金属、退火及有色金属、退火及正火钢等正火钢等HRCHRC金钢石圆锥金钢石圆锥150150黑黑
5、 色色20672067调质钢、淬火钢等调质钢、淬火钢等 设备简单，操作迅速方便。硬度测定仅产生很小压设备简单，操作迅速方便。硬度测定仅产生很小压痕，并不损坏零件，因而适合于成品检验痕，并不损坏零件，因而适合于成品检验 HRCHRC测定测定（3）冲击韧性实验）冲击韧性实验 力学性能指标之间的变化规律力学性能指标之间的变化规律强度与硬度呈正比强度与硬度呈正比中、低碳钢：中、低碳钢：b b3.5HB3.5HB（MPaMPa） 高碳钢：高碳钢： b b3.3HB3.3HB（MPaMPa） 合金调质钢：合金调质钢：b b3.19HB3.19HB（MPaMPa）灰铸铁：灰铸铁： b b0.98HB0.98
6、HB（MPaMPa） 退火铝合金：退火铝合金： b b4.7HB4.7HB（MPaMPa）强度、硬度与塑性、韧性呈反比强度、硬度与塑性、韧性呈反比（4 4）弹性模量与构件的刚度）弹性模量与构件的刚度EA EA 构件刚度构件刚度E E 材料弹性模材料弹性模量量弹性模量弹性模量: :材料对弹性变形的抵抗能材料对弹性变形的抵抗能力力（5 5）疲劳强度）疲劳强度疲劳：疲劳：交变应力作用下，往往在远小于强度交变应力作用下，往往在远小于强度极限，甚至小于屈服极限的应力下发生断裂极限，甚至小于屈服极限的应力下发生断裂。疲劳曲线疲劳曲线（6 6）多冲抗力）多冲抗力在一定冲击能量下，材料被冲断前的冲击次数在一定冲击能量下，材料被冲断前的冲击次数（7 7）断裂韧性）断裂韧性 K KICIC是材料本身所具有的，抵抗裂纹扩展的能力是材料本身所具有的，抵抗裂纹扩展的能力二、淬透性与钢材选用二、淬透性与钢材选用表面表面34半径34半径中心中心12半径(a)40钢(d)40MnB(c)40Mn2(b)40Cr课堂作业课堂作业5050钢退火状态，已知其珠光体硬度钢退火状态，已知其珠光体硬度260HB260HB，试计算试计算6060钢的硬度并估计其强度。钢的硬度并估计其强度。
