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%勺铁铸合金称为专丛 含碳量大于 2嗡为铸铁。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：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。钢：按照用途钢可分为:结构钢、工具钢和特殊钢。结构钢用于制造各种机械零件和工程结构钢的构件。工具钢主要用于制造各种刃具、模具和量具特殊钢（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。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。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。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。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。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：镇 能提高强度而不降低钢的韧性。铭能提高硬度、高温强度、耐腐蚀性和提高高碳钢的耐磨性。镒、铝 能提高钢的耐磨性、强度和韧性。M能提高韧性及强度。珪 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 性能强度极限6 B屈服极限6 s 1延伸率队 1十八 类别牌号mmMPaMPa6 %Q215335-41021531碳素结构钢Q235375-46023526d<16Q275490-610275202041024525优秀碳素结构钢3553031520d<25456003551635SiMn88373515d<2540Cr9817859d<25合金结构钢20CrMnTi107983410d<1565Mn9817858d<80ZG270-50050027018铸钢ZG310-57057031015d<100ZG42SiMn60038012HT150145-灰铸铁HT200195-至厚4 conHT250240-10 20QT400-1540025015日立rw球墨铸铁QT500-75003207里厚an onnQT600-3600370330 2005、钢合金铜合金有青铜与黄铜之分。黄铜是铜和锌的合金，并含有少量的镒、 铝、银等，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。止匕外，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。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。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。