常用金屬材料和非金屬材料選用第1頁，課件共18頁，創作于2023年2月

第5章常用金屬材料與非金屬材料及選用

5.2常用金屬材料與非金屬材料5.2.1常用金屬材料碳素鋼（1）碳素鋼分類按鋼的含碳量分類：低碳鋼中碳鋼高碳鋼

按質量分類：普通碳素鋼優質碳素鋼高級優質碳素鋼按用途分類：碳素結構鋼碳素工具鋼特殊性能鋼按金相組織分類：有亞共析鋼、共析鋼、過共析鋼按鋼的脫氧程度分類：有沸騰鋼、鎮靜鋼、半鎮靜鋼

第2頁，課件共18頁，創作于2023年2月第5章常用金屬材料與非金屬材料及選用（2）碳鋼的牌號1）碳素結構鋼字母Q+屈服點數值（單位為MPa）+質量等級符號（A、B、C、D）+脫氧方法符號（F、b、Z、TZ）組成。

2）優質碳素結構鋼優質碳素結構鋼的牌號用兩位數字表示，即是鋼中平均含碳量的萬分數。5.2常用金屬材料與非金屬材料第3頁，課件共18頁，創作于2023年2月第5章常用金屬材料與非金屬材料及選用3）鑄鋼鑄鋼的牌號是用字母“ZG”加上兩組數字組成。4）碳素工具鋼碳素工具鋼的牌號由“T”加數字表示。“T”是“碳”字漢語拼音字首，數字表示平均含碳量的千分數；若為高級優質工具鋼，在牌號后加“A”

2.合金鋼合金鋼是指在碳鋼基礎上，加入一些元素所形成的鋼種，加入的元素稱為合金元素。5.2常用金屬材料與非金屬材料第4頁，課件共18頁，創作于2023年2月第5章常用金屬材料與非金屬材料及選用

5.2常用金屬材料與非金屬材料合金鋼的牌號是采用鋼中含碳量加合金元素符號及其含量的方法來表示。牌號的首位數字表示鋼的平均含碳量，（3）合金結構鋼合金結構鋼主要用于重要的工程機構和機器零件的鋼。常用合金結構鋼有：低合金結構鋼、合金滲碳鋼、合金調質鋼、合金彈簧鋼、滾動軸承鋼等。第5頁，課件共18頁，創作于2023年2月第5章常用金屬材料與非金屬材料及選用

5.2常用金屬材料與非金屬材料（4）合金工具鋼合金工具鋼分為刃具鋼、模具鋼和量具鋼三類。（5）特殊性能鋼指具有某些特殊的物理、化學、力學性能，能在特殊環境、工作條件下使用的鋼。常用的有不銹鋼、耐熱鋼和耐磨鋼等。包括不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼等。

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5.2常用金屬材料與非金屬材料3、鑄鐵鑄鐵是含碳量在2.11％以上的鐵碳合金。主要包括灰口鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵、合金鑄鐵等。4.有色金屬及其合金非鐵金屬及其合金稱為有色金屬。包括鋁及鋁合金、銅及銅合金和軸承合金。第7頁，課件共18頁，創作于2023年2月5.2常用金屬材料與非金屬材料

5.2.2常用非金屬材料

除金屬以外的所有工程材料通稱為非金屬材料。主要有高分子材料、陶瓷材料和復合材料等三大類。這些非金屬材料的原料來源廣泛，自然資源豐富，成型工藝簡單，具有某些特殊的性能，如塑料的重量輕，橡膠的高彈性，陶瓷耐高溫、耐腐蝕等，使得非金屬材料目前已成為機械工程材料中不可缺少的、獨立的材料體系

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5.2.2常用非金屬材料1、高分子材料高分子材料是以高分子化合物為主要成分組成的非金屬材料。是由低分子化合物聚合而成，也稱高聚物。高分子化合物可分為有機高分子化合物和無機高分子化合物兩大類。例如：塑料、合成橡膠及合成纖維等。2.陶瓷陶瓷材料是一種用天然或人工合成的化合物第9頁，課件共18頁，創作于2023年2月5.2常用金屬材料與非金屬材料

5.2.2常用非金屬材料為原料燒結而成的無機非金屬材料。按其成分性能和用途分為普通陶瓷和特種陶瓷兩種。3.復合材料復合材料是指由兩種或幾種不同化學組成和結構組織的材料，以一定形式組合而成的人工合成材料。性能特點：1）較大的比強度和比模量。2）抗疲勞性和減振性好。3）化學穩定性和耐熱性好。

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5.2.2常用非金屬材料常用復合材料及其應用：1）玻璃纖維增強復合材料：主要用于軸承、齒輪、汽車儀表盤、管道、泵閥等零件及耐蝕耐壓容器。2）碳纖維復合材料：主要用于制造齒輪、軸承、活塞、密封圈、化工器材零件、航空航天飛行器、導彈上的零件和發動機等。3）層疊復合材料：廣泛應用與航空、交通運輸、建筑、機械等工業部門

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4）顆粒增強復合材料：用于制作具有優良減摩性、消振性的新型軸承材料。5.3機械零部件材料的選定機械零部件材料的選擇除了與零件的結構、強度、剛度有關外，還與零件的失效形式有關系。一般來講，零件材料的選擇，首先要從零件的失效形式，選擇材料的類型；再根據材料的使用性能、工藝性和經濟性三個方面進行考慮，進行零件材料型號的選擇。第12頁，課件共18頁，創作于2023年2月5.3機械零部件材料的選定

5.3.1機械零件的失效形式及原因1、失效的形式機械零件由于各種原因，喪失規定的功能，無法繼續工作的現象稱為失效。零件失效形式歸納為變形失效、斷裂失效和表面損傷失效三大類型。2.失效的原因（1）設計原因：零件的結構或形狀不合理，在零件的各種夾角、缺口、過小的過渡圓角處存在明顯的應力集中；

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5.3.1機械零件的失效形式及原因（2）材質原因材料性能指標不能反映材料對實際失效形式的抗力，不能滿足工作條件的要求，造成錯誤選材。（3）加工工藝不當零部件在加工或成形過程中，由于采用的工藝不當而產生的各種質量缺陷。（4）裝配使用不當第14頁，課件共18頁，創作于2023年2月

選材的基本原則是所選材料的性能應能滿足零部件使用要求，經久耐用，易于加工制造，成本低，幾個原則：1.滿足使用要求2.滿足工藝要求3.滿足經濟性要求5.3機械零部件材料的選定5.3.2機械零件材料選擇的原則第15頁，課件共18頁，創作于2023年2月第5章常用金屬材料與非金屬材料及選用

5.4減速器零部件材料牌號的選定過程1、軸類零件

1）輕載、低速軸可選用Q235、Q255、Q275等碳素結構鋼，

2）當受中等載荷且轉速、沖擊與循環載荷較小的減速器軸類零件，常選用中碳優質碳素結構鋼，如35、40、45、50鋼（其中45鋼應用最多）第16頁，課件共18頁，創作于2023年2月第5章常用金屬材料與非金屬材料及選用

5.4減速器零部件材料牌號的選定過程3）對于承受較大載荷或要求精度高以及處于高、低溫等惡劣條件下工作的減速器軸，選用合金鋼。2.齒輪類確定齒輪用材的主要依據是：齒輪的傳動方式（開式或閉式）、載荷性質與大小（齒面接觸應力和沖擊負荷等）、傳動速度（節圓線速度）、精度要求、淬透性及齒面硬化要求、齒輪副的材料及硬度值的匹配情況等。根據材料可分為：第17頁，課件共18頁，創作于2023年2月第5章常用金屬材料與非金屬材料及選用

5.4減速器零部件