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精密加工要求的材料使用性能

发布时间:2020-11-26发布人:豫磨精饰

不同类型的精密加工零件对材料的使用性能要求是不同的,用于机器结构件、动力传输装置、工具等的材料,材料的力学性能是头等重要的;用于发动机中承受热负荷的零件时,材料的高温性能、导热性和热膨胀率是首要考虑的;用于化工机械零件时,材料的耐腐蚀性是主要的。如何确定零件材料的主要使用性能要求,最重要的是对零件的工作条件和零件失效形式有正确的认识并进行分析,提出对零件材料要求的主要使用性能。综合各类零件的工作条件主要包括三个方面:
(1)受力状况载荷类型(动载、静载、循环载荷……)及大小;载荷的形式(拉伸、弯曲、扭转……)及载荷特点(均布载荷或集中载荷)等。
(2)环境状况工作温度(常温、高温、低温……);介质情况(是否有腐蚀、潮湿、真空……)
(3)特殊要求(密度、导电、导热、外观……)。零件的失效形式主要有变形失效(弹性变形、塑性变形);断裂失效(塑性断裂、疲劳断裂、低应力脆性断裂……);表面损伤失效(磨损失效、腐蚀失效……)。通过对零件的工作条件和失效形式的综合分析,确定零件对材料的主要性能要求。其次,根据零件的形状、尺寸及工作中所承受的负荷大小,计算出零件的应力。最后根据工作应力、使用寿命和安全性等因素确定对材料性能指标的具体要求。查手册选出满足使用要求的几种材料。表1-2列举了几种常用零件要求的主要力学性能。由上述分析可知,材料的力学性能是大多数精密加工零件对材料提出的主要要求,在精密加工中用得最多的材料是各种钢材。因此,对有关钢材的力学性能和手册使用问题进一步作些说明。
1)试样毛坯尺寸、热处理条件都会影响试样材料的力学性能。查手册时应选用毛坯尺寸与零件最大截面尺寸接近,热处理条件与零件热处理一致的试样性能指标。
2)手册中给出的力学性能,大多限于常规的力学性能,即抗拉强度6b、屈服点o,、伸长率8、断面收缩率山和冲击韧度ag。而一些特殊性能指标,如疲劳强度、蠕变强度等由于这些性能试验起来较困难,所以不是每种钢都进行这类测试,在试验数据比较缺乏的情况下,人们致力于寻求这些特殊性能指标与某些常规性能指标之间的关系,目前只有疲劳强度o-1与抗拉强度,之间具有很好的相关性,它们之间的关系大致为:0-1=0.5o。
3)硬度试验方法是将一个压头压入材料表面中,然后用某种方法测定其效应(表面形成的压痕) 。常用的硬度试验方法有布氏硬度(HB) 、洛氏硬度(HRA、HRB、HRC) 、维氏硬度(HV) 和努氏硬度(HK)等。各种硬度试验方法所采用的压头、载荷是不同的,所适用的范围也是不同的。不同的硬度值没有对应关系,可查表进行近似的换算。试验表明:抗拉强度与布氏硬度近似成正比, 在布氏硬度500HBW以下时, 两者的关系为; o~3.43xHB(MPa) 。由于测量硬度后只在表面留下一个压痕而不使试样破坏,所以在设计的技术条件中常以硬度表示对材料性能的要求。在生产中可进行硬度测量以检验零件材料是否达到设计要求,检验后不影响零件的使用。

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