如何寻找机械零件材料

1. 机械零件的材料都有哪些选择原则

机械零件是指组成机器的不可拆分的基本单元，如螺栓、螺钉、键、带、齿轮、轴、弹簧、销等。机械零件分为通用零件和专用零件。通用零件是指能在各种机器中广泛使用的零件，专用零件是指只能在某一类特定的机器中使用的零件。
一、机械零件常用材料
机械零件的材料有金属材料、非金属材料和复合材料。
金属材料分为黑色金属材料和有色金属材料。黑色金属材料包括各种钢、铸钢和铸铁，具有较好的力学性能(如强度、塑性、韧性等)，价格相对便宜且容易获得，而且能满足多种性能和用途的要求。在各类黑色金属中，由于合金钢的性能优良，因而常常用来制造重要的零件。有色金属材料包括铜合金、铝合金、轴承合金等，具有密度小、导热和导电性能好等优点，通常还可用于有减摩、耐磨及耐腐蚀要求的场合。
非金属材料指塑料、橡胶、合成纤维等高分子材料及陶瓷等。高分子材料有许多优点，如原料丰富、密度小，在适当的温度范围内有很好的弹性，耐腐蚀性好等。其主要缺点是容易老化，其中不少材料阻燃性差，总体上讲，耐热性不好。陶瓷材料的主要特点是硬度极高、耐磨、耐腐蚀、熔点高、刚度大以及密度比钢铁小等。目前，陶瓷材料已应用于密封件、滚动轴承和切削刀具等结构中。其主要缺点是比较脆，断裂韧度低，价格昂贵，加工工艺性差等。
复合材料是指用两种或两种以上具有明显不同的物理和力学性能的材料经复合工艺处理而得到所需性能的一种新型材料。例如用玻璃、石墨(碳)、硼、塑料等非金属材料可以复合成各种纤维增强复合材料。在普通碳素钢板表面贴附塑料，可以获得强度高而又耐腐蚀的塑料复合钢板，主要优点是有较高的强度和弹性模量，而质量又特别小，但也有耐热性差、导热和导电性能较差的缺点。此外，复合材料的价格比较贵。所以目前复合材料主要用于航空、航天等高科技领域，在民用产品中，复合材料也有一些应用。
二、机械零件材料选择原则
从各种各样的材料中选择出适用的材料，是一项受多方面因素所制约的工作。在以后的有关章节中，将分别介绍各种零件适用的材料和牌号。下面就金属材料(主要是钢铁)的一般选用原则作一简介。
选择机械零件材料的原则是：所需材料应满足零件的使用要求，有良好的工艺性和经济性等。
1、使用要求
机械零件的使用要求表现为以下几点：
(1)零件的工作状况和受载情况，以及为避免相应的失效形式而提出的要求工作状况是指零件所处的环境特点、工作温度、摩擦和磨损的程度等。在湿热环境或腐蚀介质中工作的零件，其材料应有良好的缓蚀和耐腐蚀的能力，例如选用不锈钢、铜合金等。工作温度对材料选择的影响，一方面要考虑互相配合的两零件的材料的线胀系数不能相差过大，以免在温度变化时产生过大的热应力或者使配合松动；另一方面也要考虑材料的力学性能随温度而改变的情况。在滑动摩擦下工作的零件，要提高其表面硬度，以增强耐磨性，应选择适于进行表面处理的淬火钢、渗碳钢、氮化钢等品种或选用减摩和耐磨性能好的材料。
受载情况是指载荷、应力的大小和性质。脆性材料原则上只适用于制造在静载荷下工作的零件；在多少有些冲击的情况下，应以塑性材料作为主要使用的材料；对于表面受较大接触应力的零件，应选择可以进行表面处理的材料，如表面硬化钢；对于受变应力的零件，应选择耐疲劳的材料；对于受冲击载荷的零件，应选择冲击韧度较高的材料；对于尺寸取决于强度，且尺寸和质量又受限的零件，应选择强度较高的材料；对于尺寸取决于刚度的零件，应选用弹性模量较大的材料。
金属材料的性能一般可通过热处理加以提高和改善，因此，要充分利用热处理的手段来发挥材料的潜力。对于最常用的调质钢，由于其回火温度的不同，可得到力学性能不同的毛坯。回火温度越高，材料的硬度和强度将越低，而塑性越好。所以在选择材料的品种时。应同时规定其热处理规范，并在图样上加以注明。
(2)对零件尺寸和质量的限制零件尺寸及质量的大小与材料的品种及毛坯制取方法有关。用铸造材料制造毛坯时，一般可以不受尺寸及质量大小的限制；而用锻造材料制造毛坯时，则需注意锻压机械及设备的生产能力。此外，零件尺寸和质量的大小还和材料的强重比有关，应尽可能选用强重比大的材料，以便减小零件的尺寸和质量。
(3)零件在整机或部件中的重要程度。
2、工艺要求
要考虑所用的材料从毛坯到成品都能方便地制造出来。例如，结构复杂、尺寸较大的零件难以锻造，可以采用铸造或焊接，其材料必须具有良好的铸造性能或焊接性能。
根据所选的工艺，要考虑材料对该工艺的加工可能性。对于铸造，要考虑材料的液态流动性、产生缩孔和偏析的可能性等；对于焊接，要考虑材料的焊接性和产生裂纹的倾向等；对于锻造，要考虑材料的延伸性、热脆性和变形能力等；对于需要热处理的零件，要考虑材料的淬透性、淬火变形的倾向性等；对于需经切削加工的零件，要考虑材料的硬度、易切削性、冷作硬化程度和切削后能达到的表面粗糙度等。
3、经济要求
(1)材料本身的相对价格在满足使用要求的前提下，应尽量选用价格低廉的材料。这一点对于大批量制造的零件尤其重要。
(2)材料的加工费用当零件质量不大而加工量很大时，加工费用在零件总成本中要占很大比例。尽管铸铁比钢板价廉，但对于某些单件或小批量生产的箱体类零件来说，采用铸铁反而比采用钢板焊接的成本更高，因为后者可以省掉模具的制造费用。
(3)材料的利用率采用无屑或少切屑加工，如模锻、精铸、冲压等，可以提高材料的利用率。
(4)局部品质原则在很多情况下，零件在其不同的部位上对材料有不同的要求。要想选用一种材料满足不同的要求，事实上是不可能的，即使可能，价格也非常昂贵。这时，可根据局部品质原则，在不同的部位上采用不同的材料或采用不同的热处理工艺，使各局部的要求分别得到满足。例如蜗轮的轮齿必须具有优良的耐磨性和较高的抗胶合能力，其他部分只需具有一般的强度即可，故在铸铁轮芯外套用青铜齿圈，以满足这些要求。又如滑动轴承只在其和轴颈接触的表面处要求有减摩性，所以只需用减摩材料制成轴瓦，而不必把整个轴承都用减摩材料制造。
局部品质也可以用渗碳、表面淬火、表面喷镀、表面辗压等方法获得。
(5)材料代用以节约贵重、稀有材料由于供应上的原因或经济性的要求，可以对所选材料用其他材料代用。例如，当强度为主要要求时，可选用强度较高而价格较贵的材料，也可用强度较差而价廉的材料代替，而将结构尺寸适当加大；当耐磨或耐腐蚀为主要要求时，可以不选用耐磨性或防腐性好的材料而选用较差的材料进行各种表面硬化处理或防腐处理；对于稀有材料，也可以用普通材料代替，例如用铝青铜代替锡青铜制造轴瓦。
(6)材料供应情况从简化材料品种的供应和储存出发，对于小批量生产的零件，应尽可能减少同一台机器上使用材料的品种和规格。

2. 机械零件材料如何选择

你可以看看材料抄力学.材料手册等袭书籍
一般我们机械类选的结构材料45号钢，框架板件类用Q235,夹具类硬度高点用40珞，要是涉及到韧性材料的弹簧钢类的，就是65锰。基本就这些，铸件主要是HT250.QT300

3. 机械零件的选材原则

选材的最主要依据
指的是零件在使用时所应具备的材料性能，包括机械性能、物理性能和化学性能。对大多数零件而言，机械性能是主要的必能指标，表征机械性能的参数主要有强度极限σb、弹性极限σe、屈服强度σs或σ0.2、伸长率δ、断面收缩率ψ、冲击韧性ak及硬度HRC或HBS等。这些参数中强度是机械性能的主要性能指标，只有在强度满足要求的情况下，才能保证零件正常工作，且经久耐用。在材料力学的学习中，已经发现，在设计计算零件的危险截面尺寸或校核安全程度时所用的许用应力，都要根据材料强度数据推出。 材料的加工工艺性能主要有：铸造、压力加工、切削加工、热处理和焊接等性能。其加工工艺性能的好坏直影响到零件的质量、生产效率及成本。所以，材料的工艺性能也是选材的重要依据之一。
（1）铸造性能：一般是指熔点低、结晶温度范围小的合金才具有良好的铸造性能。如：合金中共晶成分铸造性最好。
（2）压力加工性能：是指钢材承受冷热变形的能力。冷变形性能好的标志是成型性良好、加工表面质量高，不易产生裂纹；而热变形性能好的标志是接受热变形的能力 好，抗氧化性高，可变形的温度范围大及热脆倾向小等。
（3）切削加工性能：刀具的磨损、动力消耗及零件表面光洁度等是评定金属材料切削加工性能好坏的标志，也是合理选择材料的重要依据之一。
（4）可焊性：衡量材料焊接性能的优劣是以焊缝区强度不低于基体金属和不产生裂纹为标志。
（5）热处理：是指钢材在热处理过程中所表现的行为。
如过热倾向、淬透性、回火脆性、氧化脱碳倾向以及变形开裂倾向等来衡量热处理工艺性能的优劣。
总之，良好的加工工艺性可以大减少加工过程的动力、材料消耗、缩短加工周期及降废品率等。优良的加工工艺性能是降低产品成本的重要途径。 1、铸铁
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%的铁碳合金称为钢，含碳量大于2%的称为铸铁。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。此外，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。常用的铸铁有：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。在上述铸铁中，以灰铸铁应用最广，球墨铸铁次之。
2、钢
与铸铁相比，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锻造、冲压、焊接或铸造等方法取得，因此其应用极为广泛。
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。为了改善钢的性能，特意加入了一些合金元素的钢称为合金钢。
1）碳素结构钢
这类钢的含碳量一般不超过0.7%。含碳量低于0.25%的低碳钢，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．l%～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，可采用低碳含金钢。含碳量在 0．3%～0．5%的中碳钢，它的综合力学性能较好，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。含碳量在0.55%一0.7%的高碳钢，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。
2）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：镍能提高强度而不降低钢的韧性；铬能提高硬度、高温强度、耐腐蚀性和提高高碳钢的耐磨性；锰能提高钢的耐磨性、强度和韧性；铝的作用类似于锰，其影响更大些；钒能提高韧性及强度；硅可提高弹性极限和耐磨性，但会降低韧性。合金元素对钢的影响是很复杂的，特别是当为了改善钢的性能需要同时加入几种合金元素时。应当注意，合金钢的优良性能不仅取决于化学成分，而且在更大程度上取决于适当的热处理。
3）铸钢
铸钢的液态流动性比铸铁差，所以用普通砂型铸造时，壁厚常不小于10mm。铸钢件的收缩率比铸铁件大，故铸钢件的圆角和不同壁厚的过渡部分均应比铸铁件大些。
选择钢材时，应在满足使用要求的条件下，尽量采用价格便宜供应充分的碳素钢，必须采用合金钢时也应优先选用硅、锰、硼、钒类合金钢。
3、铜合金
铜合金有青铜与黄铜之分。黄铜是铜和锌的合金，并含有少量的锰、铝、镍等，它具有很好的塑性及流动性，故可进行碾压和铸造。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蚀性均较好，也可辗压和铸造。此外，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。 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、绝热性、绝缘性、减摩性、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、轴承村和摩擦片等。
设计机械零件时，选择合适的材料是一项复杂的技术经济问题。设计者应根据零件的用途、工作条件和材料的物理、化学、机械和工艺性能以及经济因素等进行全面考虑。这就要求设计者在材料和工艺等方面具有广泛的知识和实践经验。前面所述，仅是一些概略的说明。
各种材料的化学成分和力学性能可在有关的国家标准、行业标准和机械设计手册中查得。

4. 机械零件设计中怎样进行材料选择

选材是机械零件设计中的一个重要环节，在新产品的设计和老产品的改进中，一般来说，零件设计的任务是在保证其使用性能的前提下，设计最合理的结构尺寸和选用最合适的材料及强化工艺，既要保证所设计产品的性能可靠，又要成本低廉。设计工作中，正确、合理的选材是一个重要.

5. 机械零件常用的材料有哪些

机械行业中常用的材料包括：

1、45——优质碳素结构钢，是最常用中碳调质钢。

6. 在做机械设计时怎样去选择材料

一、机械零件的常用材料

1、黑色金属

铸铁：灰铸铁——良好的切削加工性和减震性，常用作机座和机架

球墨铸铁——强度高、耐磨性好，减震性，抗冲击→曲轴、齿轮

可锻铸铁——马口铁，强度和塑性较高，当零件尺寸小，形状复杂，而不能用铸钢或锻钢制造时

铸钢——铸造性比铸铁差，但比锻钢和轧制钢好，用于重载零件铸造。强度性比铸铁好，但比锻钢和轧制钢差（组织没那么致密）

铸钢：碳素铸钢；低合金铸钢；中合金铸钢；高合金铸钢

碳钢与合金钢——应用最广泛

碳钢：普通碳钢；优质碳钢（化学成份比较稳定）

2、有色金属——有减摩、抗腐蚀、耐热性、电磁性等较好

a) 铝合金——重量轻、导热导电性较好、塑性好、抗氧化性好

高强度铝合金强度可与碳素钢相近，可作承载零件，在飞机、汽车及其他行走机械上有广泛应用。

橡胶——弹性、绝缘性好，常用作弹性元件和密封元件、减震元件

塑料——轻、易加工成形、减摩性好，强度低，可作为普通机械零件、绝缘体

陶瓷——电热性好，硬度高

4、复合材料

二、机械零件材料选用的原则

要考虑三个方面的要求

1、使用要求（首要考虑）：

1）零件的工况；2）对零件尺寸和质量的限制；3）零件的重要程度

2、工艺要求：1）毛坯制造；2）机械加工；3）热处理

3、经济性要求：

1）材料价格；2）加工批量和加工费用；3）材料的利用率；4）局部品质原则

5）替代（尽量用廉价材料来代替价格相对昂贵的稀有材料）。

另外，还要考虑当地材料的供应情况

7. 如何进行机械零件的材料选择

机械零件材料选用的原则，要考虑三个方面的要求

1、使用要求（首要考虑）：
1）零回件的答工况；
2）对零件尺寸和质量的限制；
3）零件的重要程度

2、工艺要求：
1）毛坯制造；
2）机械加工；
3）热处理

3、经济性要求：
1）材料价格；
2）加工批量和加工费用；
3）材料的利用率；
4）局部品质原则；
5）替代（尽量用廉价材料来代替价格相对昂贵的稀有材料）。

另外，还要考虑当地材料的供应情况。