機械零件都有哪些常用材料及選擇要求

機械零件是指組成機器的不可拆分的基本單元，如螺栓、螺釘、鍵、帶、齒輪、軸、彈簧、銷等。機械零件分為通用零件和專用零件。通用零件是指能在各種機器中廣泛使用的零件，專用零件是指只能在某一類特定的機器中使用的零件。

一、機械零件常用材料

　　機械零件的材料有金屬材料、非金屬材料和復合材料。

　　金屬材料分為黑色金屬材料和有色金屬材料。黑色金屬材料包括各種鋼、鑄鋼和鑄鐵，具有較好的力學性能(如強度、塑性、韌性等)，價格相對便宜且容易獲得，而且能滿足多種性能和用途的要求。在各類黑色金屬中，由于合金鋼的性能優良，因而常常用來制造重要的零件。有色金屬材料包括銅合金、鋁合金、軸承合金等，具有密度小、導熱和導電性能好等優點，通常還可用于有減摩、耐磨及耐腐蝕要求的場合。

　　非金屬材料指塑料、橡膠、合成纖維等高分子材料及陶瓷等。高分子材料有許多優點，如原料豐富、密度小，在適當的溫度范圍內有很好的彈性，耐腐蝕性好等。其主要缺點是容易老化，其中不少材料阻燃性差，總體上講，耐熱性不好。陶瓷材料的主要特點是硬度極高、耐磨、耐腐蝕、熔點高、剛度大以及密度比鋼鐵小等。目前，陶瓷材料已應用于密封件、滾動軸承和切削刀具等結構中。其主要缺點是比較脆，斷裂韌度低，價格昂貴，加工工藝性差等。

　　復合材料是指用兩種或兩種以上具有明顯不同的物理和力學性能的材料經復合工藝處理而得到所需性能的一種新型材料。例如用玻璃、石墨(碳)、硼、塑料等非金屬材料可以復合成各種纖維增強復合材料。在普通碳素鋼板表面貼附塑料，可以獲得強度高而又耐腐蝕的塑料復合鋼板，主要優點是有較高的強度和彈性模量，而質量又特別小，但也有耐熱性差、導熱和導電性能較差的缺點。此外，復合材料的價格比較貴。所以目前復合材料主要用于航空、航天等高科技領域，在民用產品中，復合材料也有一些應用。

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　　二、機械零件材料選擇原則

　　從各種各樣的材料中選擇出適用的材料，是一項受多方面因素所制約的工作。機械零件常用的材料有鋼、鑄鐵、有色金屬和非金屬等，常用材料的牌號、性能及熱處理知識可查閱機械設計手冊。在機械設計中選擇材料是一個重要環節。隨著材料科學的不斷發展，機械制造業對零件的要求在提高。因此，設計者在選擇材料時，應充分了解材料的性能和適用條件，并考慮零件的使用、工藝和經濟性等要求。下面就金屬材料(主要是鋼鐵)的一般選用原則作一簡介。

　　選擇機械零件材料的原則是：所需材料應滿足零件的使用要求，有良好的工藝性和經濟性等。

　　1、使用要求

　　機械零件的使用要求表現為以下幾點：

　　(1)零件的工作狀況和受載情況，以及為避免相應的失效形式而提出的要求工作狀況是指零件所處的環境特點、工作溫度、摩擦和磨損的程度等。在濕熱環境或腐蝕介質中工作的零件，其材料應有良好的緩蝕和耐腐蝕的能力，例如選用不銹鋼、銅合金等。

　　工作溫度對材料選擇的影響，一方面要考慮互相配合的兩零件的材料的線脹系數不能相差過大，以免在溫度變化時產生過大的熱應力或者使配合松動;另一方面也要考慮材料的力學性能隨溫度而改變的情況。在滑動摩擦下工作的零件，要提高其表面硬度，以增強耐磨性，應選擇適于進行表面處理的淬火鋼、滲碳鋼、氮化鋼等品種或選用減摩和耐磨性能好的材料。