机械零件材料的选择原则

机械零件材料的选择是一个比较复杂的技术经济问题，通常应考虑下述三方面要求。

1. 使用要求

（1）机械所受载荷的大小、性质及其应力状况。如承受拉伸为主的机械零件宜选钢材；受压的机械零件宜选铸铁；承受冲击载荷的机械零件宜选韧性好的材料。

（2）机械零件的工作条件。如高温下工作的应选耐热钢；在腐蚀介质中工作的应选耐蚀材料；表面处于摩擦状态下工作的应选耐磨性较好的材料。

（3）机械零件尺寸和重量的限制。如受力大的零件，因尺寸取决于强度，一般而言，尺寸也相应增大，但如果在零件尺寸和重量又有限制的条件下，就应选用高强度的材料；载荷一般但要求质量轻的机械零件，设计时可采用轻合金或塑料。

2. 工艺要求

为使零件便于加工制造，选择材料时应考虑零件结构的复杂程度、尺寸大小和毛坯类型。结构复杂的零件宜选用铸造毛坯，或用板材冲压出结构件后再经焊接而成。结构简单的零件可用锻造法制取毛坯。

对材料工艺性的了解，在判断加工可能性方面起着重要的作用。铸造材料的工艺性是指材料的液态流动性、收缩率、偏析程度及产生缩孔的倾向性等。锻造材料的工艺性是指材料的延展性、热脆性及冷态和热态下塑性变形的能力等。焊接材料的工艺性是指材料的焊接性及焊缝产生裂纹的倾向性等。材料的热处理工艺性是指材料的可淬性、淬火变形倾向性及热处理介质对它的渗透能力等。冷加工工艺性是指材料的硬度、易切削性、冷作硬化程度及切削后可能达到的表面粗糙度等。

3. 经济要求(https://www.xing528.com)

经济性要求材料的经济性不仅指材料本身的价格，还包括加工制造费用、使用维护费用等。提高材料经济性可从以下几方面加以考虑：

（1）材料本身的价格。在满足使用要求和工艺要求的条件下，应尽可能选择价格低廉的材料，特别是对生产批量大的零件，更为重要。

（2）材料的加工费用。如制造某些箱体类零件，虽然铸铁比钢板廉价，但在批量小时，选用钢板焊接反而更有利，因其可以省掉铸模的生产费用。

（3）采用热处理或表面强化（如喷丸、碾压等）、表面喷镀等工艺，充分发挥和利用材料潜在的力学性能，减少和延缓腐蚀或磨损的速度，延长零件的使用寿命。

（4）改善工艺方法，提高材料利用率，降低制造费用。如采用无切削、少切削工艺（如冷墩、碾压、精铸、模锻、冷拉工艺等），可减少材料的浪费，减少加工工时，还可使零件内部金属流线连续、强度提高。

（5）节约稀有材料。如采用我国资源较丰富的锰硼系合金钢代替资源较少的铬镍系合金钢，采用铝青铜代替锡青铜等。

（6）采用组合式结构，节约价格较高的材料。如组合式结构的蜗轮齿圈用减摩性较好但价贵的锡青铜，轮芯采用价廉的铸铁。

（7）材料的供应情况。应选本地现有且便于供应的材料，以降低采购、运输、储贮存的费用。此外，应尽可能减少材料的品种和规格，以简化供应和管理。