工程材料与热加工基础占小红材料楼315E-mail:xhzhan@nuaa.edu.cn2009-04第12章工程材料和毛坯成形方法选择12.1工程材料的选择1.零件的失效分析2.材料的选择12.2毛坯成形方法选择1.选择原则2.毛坯分类3.实例12.1工程材料的选择一、机械零件的失效分析1.零件（构件）的功能（1）在一定的压力、温度、介质下，保持规定的形状和尺寸；（2）实现规定的机械运动；（3）传递力和能。2.失效的定义和形式定义：零件失去设计所要求的效能（功能）称为失效。P329常见的失效形式：过量变形、断裂、磨损、腐蚀12.1工程材料的选择3.失效的原因：4.失效分析基本步骤与方法1)调查取证2)整理分析3)断口分析4)成分、组织性能分析与测试5)综合分析得出结论结构或形状设计不合理。材料的选择不合理。加工工艺不合理。安装使用不合理。12.1工程材料的选择5.失效的形式：过量变形失效过量弹性变形：刚度不足过量塑性变形：屈服强度不足断裂失效韧性断裂：韧窝状断裂，断面减小蠕变断裂：过量蠕变引起断裂(韧)疲劳断裂：交变载荷引起断裂(脆)脆性断裂：应力腐蚀脆断、氢脆表面损伤失效磨损：表面硬度不足接触疲劳：交变接触应力腐蚀：材料抗腐蚀能力不足蠕变变形失效：高温蠕变强度不足12.1工程材料的选择(一)断裂失效：断裂分类�断裂：材料在外力作用下分为两个或者两个以上部分的现象。�载荷：静载荷和冲击载荷�断裂的分类：韧性断裂和脆性断裂�断裂过程：裂纹萌生和裂纹扩展�韧性：表示材料在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力。冲击韧性和断裂韧性。12.1工程材料的选择静载下：韧性断裂和脆性断裂12.1工程材料的选择①冲击韧性：材料在冲击载荷下吸收塑性变形功和断裂功的能力。是材料强度和塑性的综合表现。P13②衡量指标：冲击吸收功Ak冲击韧度αk(αk＝Ak/A)③应用：评价材料韧性的好坏，与屈服强度结合用于一般零件抗断裂设计。④低温冲击试验：(材料的韧脆转变温度Tk)冲击韧性及衡量指标12.1工程材料的选择断裂韧性及衡量指标①断裂韧度KIC：评定材料抵抗脆性断裂的力学性能指标，指的是材料抵抗裂纹失稳扩展的能力。②应用（判断构件是否安全，合理选材）KIKIC构件发生脆性断裂KI＝KIC构件发生低应力脆性断裂的临界条件③应用场合：主要用于高强度钢制造的飞机、导弹和火箭的零件，或者是用中低强度钢制造气轮机转子、大型发电机转子等。12.1工程材料的选择�材料的断裂分为：韧性断裂和脆性断裂�材料的韧性指标：冲击吸收功、冲击韧度、...
