简述机械零件金属材料的一般选用原则(机械类产品常用的金属材料)

导语：一篇文章带你了解机械零件常用金属材料的选用 1

机械零件设计通常要根据零件的使用场合、受力情况等选择不同的材料和热处理方式，同时还需要根据加工成本、工艺方法、经济性的需要选择用板材、棒料还是用管材，大部分加工成本在材料选择和结构设计阶段基本就已经确定了，本文总结了一部分在矿山等机械设计中常用的金属材料和常用紧固件，仅供参考和使用：

一.圆钢的选用

a.普通圆钢选用：普通圆钢包含Q235、20等牌号的圆钢，Q235圆钢可直接用于加工轴套类的零件，且Q235焊接性能良好，45钢焊接性能一般，20钢的焊接性能比较差。

b.调质圆钢选用：调质圆钢材质常见的有40Cr、42CrMo、45、35CrMo、40CrNiMoA等，其中45圆钢可以在下料进行调质处理后获取一定硬度（220-260HB左右）和韧性用于加工一般场合的轴类、轴套类、盘盖类的零件；而40Cr及42CrMo是比较常见的合金钢，经过调质处理（240-280HB）后可以获得良好的综合力学性能，两种钢材的淬透性良好，尤其42CrMo含有Mo，可以使热处理的金相组织进一步均匀和细化，两种圆钢经常用作比较重要的轴、轴套类零件的加工使用,其中35CrMo的淬透性比40Cr、42CrMo要好，但调质及焊接性能差，尤其调质后焊接使用冷/热裂倾向明显；40CrNiMoA成本较高，使用较少，常用作要求强度和韧性高、截面尺寸大、重要的调质零件，如锻造机的传动偏心轴、锻压机曲轴等，也可用在40Cr、42CrMo无法满足使用要求的场合。

c.渗碳钢选用：渗碳钢一般为含碳量较低(0.17%-0.24%)的低碳合金钢，如20Cr、20CrMnTi、20Cr2Ni4A等，这些钢材含碳量低，无法直接进行淬火处理，为了获取较高的表面硬度、良好的芯部冲击韧性，需要进行表面渗碳后淬火，常用于齿轮、需要表面硬度较高、耐磨、芯部需要承受冲击韧性的轴类零件等；

d.氮化钢选用：氮化钢渗氮后不仅能获得高的硬度和疲劳强度的渗氮层， 而且芯部具有足够强度和韧性，如38CrMoAl、35CrMo等，其中35CrMo应用较多，常用于制作要求表面硬度、耐磨性及疲劳强度高，耐腐蚀，热处理后尺寸精度高的氮化零件，如缸套、齿轮、阀门、蜗杆、主轴等。

普通圆钢

e.弹簧钢的选用：常用的弹簧钢有65Mn、60Si2Mn、50CrVA等，其中65Mn使用较多，弹簧钢用于弹簧制作，因此要求有较高的抗拉强度、弹性极限、疲劳强度，弹簧绕制完成后一般需要经过调质或淬火、定型等相关处理；

f.轴承钢的选用：最常用的轴承钢是GCr15，其含铬量高（1.5%），因此耐磨性好，可以用于制作耐磨环、导向环等零件；

g.工具钢的选用：常用的工具钢有T8、9SiCr等，可以用于制作冲模、铆冲等；

h.不锈钢的选用：常用的不锈钢有0Cr18Ni9/1Cr18Ni9Ti/2Cr13等；

不锈钢圆钢

二.钢板的选用

a.普通结构件钢板：普通结构件钢板在5-80mm之间、主要结构可以选择Q345(16Mn、Q355可能要取代345)，厚度小于8mm或大于80mm的优选Q235；

b.需要热处理的结构件：需要调质处理的结构件可以选取5-50mm的45号钢钢板，尽量不要设计或选取50mm以上的45号钢板，因为需要使用锻造，会导致成本大幅提高；

c.不锈钢板：厚度≥5mm的可以选取1Cr18Ni9Ti，厚度<5mm的可以选取0Cr18Ni9（304）；

钢板

三.钢管的选用

a.45号钢无缝管：适用于一般强度要求的钢管及管类零件加工使用，可以进行热处理；

b.20号钢无缝管：适用于强度要求不高的场合，也可用于一般的液压、气动等管路；

c.27SiMn无缝管：适用于强度要求较高、需要良好焊接性能的管路或管类零件；

d.不锈钢管：适用于有防锈要求或外观要求的管路或管类零件，常用的有0Cr18Ni9等材质；

e.焊接钢管：可用于强度精度要求不高的场合，如焊接结构件等，常用的有Q235等材质；

钢管

以上是机械设计和制造中常用的一些金属材料的选用，在设计过程中可以根据设计零件的使用场合、受力情况、性能要求等进行合理的选择使用，限于篇幅不再介绍型钢、有色金属，在后文中再继续总结和介绍，以供参考。

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