工程機械配件的材料應用

在一些工程機械配件設計手冊和機械制造專著中，有許多關于工程機械配件表面粗糙度與工程機械配件尺寸公差之間關系的經驗和計算公式的介紹，列表可供讀者選擇。然而，只要仔細閱讀，你會發現，雖然采用了相同的經驗計算公式，但列表中的值并不相同，有些差異很大。這給那些不熟悉這方面的人帶來了困惑。同時，這也增加了工程機械配件工作中選擇表面粗糙度的難度。在實際工作中，對于不同類型的機器，其零件在相同尺寸公差下對表面粗糙度的要求不同。這就是協調的穩定性。在工程機械配件的設計和制造過程中，不同類型的機器對零件的兼容性穩定性和互換性的要求不同。作為一名機械設計師，在選擇材料時，必須了解工業發展趨勢。根據國家標準，結合我國的資源和生產條件，從實際出發，綜合考慮材料及其選用。機械制造中最常用的材料是鋼和鑄鐵，其次是有色金屬合金。塑料和橡膠等非金屬材料在機械制造中也具有獨特的使用價值。

鑄鐵和鋼都是鐵碳合金，它們的區別主要在于碳含量。碳含量低于2%的鐵和碳合金稱為鋼，碳含量超過2%的鐵稱為鋼。鑄鐵具有適當的熔融性和良好的液體流動性，因此可以鑄造成形狀復雜的零件。此外，它具有良好的減震性、耐磨性和可加工性（灰鑄鐵）以及低成本，因此在機械制造中得到廣泛應用。常用的鑄鐵包括灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵、合金鑄鐵等。灰鑄鐵和球墨鑄鐵是脆性材料，不能軋制或鍛造。在上述鑄鐵中，灰鑄鐵使用最為廣泛，其次是球墨鑄鐵。與鑄鐵相比，鋼具有高強度、韌性和塑性，通過熱處理可以改善其機械性能和加工性能。鋼零件的坯料可以通過鍛造、沖壓、焊接或鑄造獲得，因此被廣泛使用。根據用途，鋼可分為結構鋼、工具鋼和特殊鋼。結構鋼用于制造工程結構的各種機械零部件；工具鋼主要用于制造各種切削工具、模具和量具；特殊鋼（如不銹鋼、耐熱鋼、耐酸鋼等）用于制造在特殊環境中工作的零件。根據化學成分，鋼可分為碳鋼和合金鋼。碳鋼的性能主要取決于碳含量。碳含量越高，鋼的強度越高，但塑性越低。為了提高鋼的性能，特別添加了一些合金元素的鋼被稱為合金鋼。1）碳結構鋼的碳含量一般不超過0.7%。碳含量低于0.25%的低碳鋼具有低強度極限和屈服極限、高塑性和良好的焊接性。適用于沖壓和焊接。它通常用于制造螺釘、螺母、墊圈、軸、閥導桿和焊接部件。碳含量為0.1%～0.2%的低碳鋼也用于制造滲碳零件，如齒輪、活塞銷、鏈輪等。滲碳和淬火可使零件表面堅硬耐磨，芯部堅韌耐沖擊。如果需要更高的強度和抗沖擊性，可以使用低碳合金鋼。碳含量為0.3%～0.5%的中碳鋼具有良好的綜合力學性能、高強度、塑性和韌性。常用于螺栓、螺母、鍵、齒輪、軸等應力較大的零件。碳含量為0.55%-0.7%的高碳鋼具有高強度和彈性，多用于制造普通板簧、螺旋彈簧或鋼絲繩。

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