主要材料选型合理性

选用工程材料的基本原则：首先要考虑材料的使用性能能够适应机械主要材料的工作条件要求、使机器经久耐用，同时还要兼顾材料的加工工艺性能、经济性与可持续发展性，以提高主要材料的生产率、降低成本、减少能耗、减少乃至避免环境污染等。选材的原则、方法与步骤选材的一般原则(一)满足使用性能1、分析主要材料的工作条件工作条件是指受力形式(拉伸、压缩、弯曲、扭转或弯扭复合等)、载荷性质(静载、动载、冲击、载荷分布等)、受摩擦磨损情况；工作环境条件(如环境介质、工作温度等)；以及导电、导热等特殊要求。2、判断主要失效形式主要材料的失效形式与其特定的工作条件是分不开的。要深入现场，收集整理有关资料，进行相关的实验分析，判断失效的主要形式及原因，找出原设计的缺陷，提出改进措施，确定所选材料应满足的主要力学性能指标，为正确选材提供具有实用意义的信息，确保主要材料的使用效能和提高主要材料抵抗失效的能力。3、合理选用材料的力学性能指标(1)正确运用材料的强度、塑性、韧性等指标一般情况下，材料的强度越高，其塑性、韧性越低。通常状况下以强度计算为主，塑性和韧性指标一般不直接用于设计计算。(2)巧用硬度与强度等力学指标间的关系4、综合考虑多种因素若主要材料在特殊的条件下工作，则选材的主要依据也应视具体条件而定，如选用高分子材料（如用尼龙绳作吊具等），还要考虑在使用时，温度、光、水、氧、油等周围环境对其性能的影响，所以防老化则必须作为其重要的选材依据。5、根据使用性能选材时应注意的问题(1)特别注意性能数据的可靠性和使用范围(2)充分考虑材料的尺寸效应随着截面尺寸的增大，金属材料的力学性能将下降的现象，称为尺寸效应。(3)主要材料的力学性能指标受预期寿命的影响寿命越长，要求的指标越高，主要材料的生产和使用成本也会越高，所以要辩证处理制造成本与寿命的关系。(4)工作环境对不同材料组织和性能的影响如工程塑料、橡胶等，不仅其力学性能受环境条件的影响很大，而且其物理、化学性能也会随环境条件的变化而变化；(二)兼顾材料的工艺性能所谓工艺性能，一般是指材料适应某种加工的能力，或加工成零部件的难易程度。金属材料的工艺性能包括铸造性、压力加工性能、焊接性、切削加工性、热处理工艺性等；陶瓷主要材料的形状、尺寸精度和性能要求不同，陶瓷材料采用的成形方法也不同，陶瓷材料切削加工性能差；同一种塑料因加工方法不同，其制品的使用性能会产生很大的差异。(三)充分考虑经济性1、尽量降低材料及其加工成本在满足主要材料对使用性能与工艺性能要求的前提下，能用铁不用钢，能用非合金钢不用合金钢，能用硅锰钢不用铬镍钢，能用型材不用锻件。2、用非金属材料代替金属材料非金属材料的资源丰富，性能也在不断提高，应用范围不断扩大，尤其是发展较快的聚合物具有很多优异的性能，在某些场合可代替金属材料，既改善了使用性能，又可降低制造成本和使用维护费用。3、主要材料的总成本选材的方法与步骤1、选材的方法(1)以综合力学性能为主时的选材当主要材料工作中承受冲击载荷或循环载荷时，其失效形式主要是过量变形与疲劳断裂，因此，要求材料具有较高的强度、疲劳强度、塑性与韧性，即要求有较好的综合力学性能。(2)以疲劳强度为主时的选材(3)以耐磨性为主时的选材(4)摩擦较大(5)同时受磨损与交变应力、冲击应力的主要材料2、选材的步骤(1)分析主要材料的工作条件及可能的失效形式，确定控制失效的关键性能指标（使用性能和工艺性能），以此作为选材的依据。(2)对同类或相近主要材料的用材情况进行调查研究，可从其使用性能、材料供应、材料价格、加工工艺性能等方面进行综合分析以供参考，拟定较为合理的选材方案。(3)针对所确定的主要材料性能要求，找出关键性能要求。通过力学计算或辅以试验等方法确定主要材料应具有的力学性能判据或理化性能判据。(4)针对具体情况，合理选材。(5)根据所选材料及使用性能要求，确定热处理方法或其它强化方法。(6)审核所选材料的经济性。(7)关键主要材料投产前应进行试验。