?機(jī)械零件又稱機(jī)械元件,是構(gòu)成機(jī)械的基本元件,是組成機(jī)械和機(jī)器的不可分拆的單個制件,也是研究和設(shè)計各種設(shè)備中機(jī)械基礎(chǔ)件的一門學(xué)科。那么,機(jī)械零件材料選擇的使用原則要求主要包括考慮零件的使用性能、工藝性能和經(jīng)濟(jì)性等方面,以下是具體內(nèi)容:
?

考慮使用性能
載荷性質(zhì)與大?。撼惺芨咻d荷、沖擊載荷的零件,像發(fā)動機(jī)曲軸,需用高強(qiáng)度、高韌性的合金鋼;承受靜載荷的一般結(jié)構(gòu)件,如普通支架,可用普通碳鋼。
工作環(huán)境
溫度因素:在高溫環(huán)境下工作的零件,如燃?xì)廨啓C(jī)葉片,要選用耐高溫的鎳基合金,以保證在高溫下仍有良好的強(qiáng)度和穩(wěn)定性;低溫環(huán)境下的零件,如低溫閥門,需用低溫韌性好的材料,防止冷脆現(xiàn)象。
腐蝕介質(zhì):在腐蝕性介質(zhì)中工作的零件,如化工管道、泵葉輪,常采用不銹鋼、塑料等耐腐蝕材料。
摩擦磨損條件:有相對運動且要求耐磨的零件,如機(jī)床導(dǎo)軌、齒輪,可選用鑄鐵、合金鋼等,并進(jìn)行表面淬火等處理提高耐磨性;在有潤滑條件下工作的零件,對材料的減摩性有要求,如滑動軸承常用巴氏合金等材料。
精度要求:對精度要求高的零件,如精密齒輪、絲杠,材料的尺寸穩(wěn)定性要好,可選用合金鋼并進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚恚瑴p少加工和使用過程中的變形。
考慮工藝性能
鑄造性能:形狀復(fù)雜的零件,如發(fā)動機(jī)缸體,宜選用鑄造性能好的灰鑄鐵等材料,其流動性好、收縮率小,易于鑄造成形。
鍛造性能:承受重載荷的重要零件,如曲軸、連桿,常采用鍛造工藝生產(chǎn),需選用鍛造性能好的中碳鋼、中碳合金鋼等,它們在鍛造過程中能較好地發(fā)生塑性變形,不易開裂。
焊接性能:對于焊接結(jié)構(gòu)的零件,如橋梁、車架,要選用焊接性能好的低碳鋼、低合金高強(qiáng)度鋼等,以保證焊接質(zhì)量,減少焊接缺陷。
切削加工性能:批量生產(chǎn)的零件,為提高加工效率和降低成本,要求材料具有良好的切削加工性能,如易切削鋼,其切削力小、表面質(zhì)量好,便于進(jìn)行車、銑、鉆等切削加工。
考慮經(jīng)濟(jì)性
材料成本:在滿足使用性能的前提下,優(yōu)先選擇價格低廉的材料,如能用 Q235 鋼滿足要求,就不用價格較高的合金鋼。對于一些非關(guān)鍵零件,還可考慮使用回收材料,降低成本。
加工成本:材料的加工難度和加工工藝會影響加工成本,如某些高強(qiáng)度合金鋼加工難度大,需要特殊的刀具和加工設(shè)備,加工成本高;而鋁合金等材料加工相對容易,加工成本較低。
使用壽命:選擇使用壽命長的材料,雖然初始成本可能較高,但從整個使用周期來看,可減少維修和更換零件的次數(shù),降低總體成本。如在一些長期運行的設(shè)備中,采用高性能的耐磨材料制造易損件,可提高設(shè)備的可靠性和使用壽命,降低綜合成本。
此外,材料選擇還需考慮可持續(xù)發(fā)展原則,盡量選擇資源豐富、可回收利用的材料,減少對環(huán)境的影響。同時,要關(guān)注材料的供應(yīng)穩(wěn)定性,避免因材料短缺影響生產(chǎn)。