钢材选用原则：满足使用要求，兼顾工艺与经济性

从形形色色的材料里头挑选出将要使用的材料, 这是一项由多方面因素予以制约的工作。所以呢, 怎样去选择零件的材料是零件设计当中相当重要的一个环节。选择机械零件材料遵循的原则是, 所需的材料得满足零件的使用要求, 并且具备良好的工艺性以及经济性等等。

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使用要求

机械零件的使用要求表现为以下几点：

1）零件所处的工作状况, 其承受载荷的情形, 还有为把相应失效形式避开而提出来的要求。

工作状况涵盖零件所处的环境特点, 包括工作温度, 以及摩擦和磨损的程度等。在湿热环境或者腐蚀介质里工作的零件, 其材料需具备良好的防锈以及耐腐蚀能力, 就这一状况而言, 能够先考虑采用不锈钢、铜合金等。工作温度对于材料选择的影响主要存在两个方面, 其一要考量互相配合的两零件材料的线膨胀系数不能存在过大差异, 防止在温度变化时产生过大的热应力或者致使配合松动；其二也要考虑材料的力学性能随温度而发生改变的情形。对于在滑动摩擦状况下开展工作的零件而言, 须提高它的表面硬度, 以此来增强耐磨的性能, 应当挑选适宜用于进行表面处理的淬火钢、渗碳钢、氮化钢等诸多品种，或者选用减摩以及耐磨性能良好的材料。

受载情况是指零件受载荷、应力的大小和性质。只能在静载荷下工作的零件, 原则上脆性材料才适用制造；有冲击时, 应以塑性材料为主使用该材料；表面受较大接触应力的零件, 应选能进行表面处理的材料, 像表面硬化钢；受应变力的零件, 应选耐疲劳的材料；受冲击载荷的零件 , 应选冲击韧性较高的材料；尺寸取决于强度且尺寸和质量受限的零件, 应选强度较高的材料；尺寸取决于刚度的零件, 应选弹性模量较大的材料。

一般而言, 金属材料的性能能够经由热处理予以提升和改进, 所以, 要充分运用热处理的办法来挖掘材料的潜能 ；对于最为常用的调制钢, 因回火温度存在差异, 能够获取力学性能各异的毛坯。愈是回火温度高, 材料的硬度与刚度就会愈低, 然而塑性却愈好。故而在挑选材料的种类时, 应一并规定其热处理标准, 并且在图样之上标明。

2）对零件尺寸和质量的限制。

零件尺寸的大小, 以及质量的大小, 与材料的品种, 还有毛坯的制造方法相关。生产铸造毛坯的时候, 一般能够不受尺寸大小的限制, 也不受质量大小的限制；然而生产锻造毛坯的时候, 就需要留意锻压机械的生产能力, 还需要留意设备的生产能力。除此之外, 零件尺寸的大小, 以及质量的大小, 还和材料的强重比有关系, 应该尽可能地去选择强重比大的材料, 从而能够减小零件的尺寸, 也能够减小零件的质量。

3）零件在整机及部件中的重要程度。

4）其他特殊要求（如是否需要绝缘、抗磁等）。

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工艺要求

为了能让零件更便于进行加工制造活动, 在选择材料之时, 要去考量零件结构的复杂程度状况, 还要顾及尺寸大小情况以及毛坯类型情形。对于那些外形呈现复杂态势、尺寸比较大的零件而言, 要是考虑采用铸造毛坯方式, 那么就需要挑选铸造性能良好的材料；要是考虑采用焊接毛坯方式, 那就应当选择焊接性能优良的低碳钢。对于外形简单的、尺寸较小的、批量比较大的零件来讲, 适合运用冲压和模锻途径，应挑选塑性相对较好的材料。对于那些需要进行热处理的零件而言, 材料应当具备良好的热处理性能。除此以外, 还得考虑材料自身的易于加工特性以及热处理之后的易于加工特性。

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经济性要求

1）材料本身的相对价格

若要满足使用要求，那便应尽可能选用价格便宜的材料, 这一要点, 对于大批量制作的零件来讲, 格外重要。

2）材料的加工费用

在零件质量不大, 然而加工量极大的情形下, 加工费用于零件总成本里面会占据很大的比例。虽然铸铁相较于钢板是更为廉价的, 可是针对于特定的单件或是小批量生产的箱体类零件而言, 采用铸铁要比采用钢板焊接的成本更为高昂, 这是由于后者能够省去模具的制造费用。

3）节约材料

可采用热处理工艺或者表面强化办法避免材料浪费, 充分发挥和利用材料潜在的力学性能, 表面强化包括喷丸、碾压等；还可进行表面镀层, 表面镀层有镀铬、镀铜、发黑、法蓝等方式, 主要作用是减轻腐蚀和磨损程度, 延长零件使用寿命，从而起到保护作用、达到工艺目的。

4）材料的利用率

想要提升材料的利用率, 能够采用无切削或者少切削加工，像是模锻、精铸、冲压这类, 这般不仅能够提高材料的利用率, 与此同时还能够减少切削加工的工时。

5）节约贵重材料

借着运用组合式结构, 能够节省价格较高昂的材料, 像是组合形式的蜗轮齿圈选用减摩性较为良好然而价格偏贵的锡青铜, 而轮芯会采用价格低廉的铸铁。

6）节约稀有材料

在这一领域当中, 能够运用在我国资源相对较为丰富的锰硼系列合金钢替换资源数量较少的铬镍系合金钢, 并且采用铝青铜替换锡青铜等方式方法。

7）材料的供应情况

对于选择材料而言, 要选用本地存在且供应便利的材料, 以此降低采购、运输以及储存的成本, 从简化材料品种供应与储存这个角度来看, 针对小批量生产的零件, 要尽可能减少在同一台机器上使用材料的品种和规格, 这样能简化供应与管理, 并且在加工以及热处理过程中更易于掌握最为合理的操作方法, 进而提升制造质量, 减少废品产生以及提高劳动生产率。