如何根据零件服役条件合理选择材料

所以，在选择材料的时候，要根据机械零件服役条件来合理选材。

我们以45钢为例，在完全淬透的情况下，其表面硬度可以达到HRC58以上，但是实际淬火时，随着尺寸增大，淬火后硬度会降低。对调质状态使用的零件，不仅要求有高的强度，而且要求有高的塑性和韧性，这只有马氏体的高温回火组织才能有强度和塑性韧性的良好配合。

可见，对淬透性较差的钢，在试棒尺寸较小，能用普通淬火方法完全淬透情况下尚可满足要求，而在尺寸较大时，就不能得到全部马氏体。在强度相等条件下，尺寸较大者，塑性、韧性较差，弯曲疲劳强度也降低。马氏体含量越少，疲劳极限越低。

因此，在零件设计时，应该注意实际淬火效果不能仅凭借手册上的性能数据来选择。

对调质处理工件，除了规定调质后的表面硬度外，应该根据零件承载情况，对淬硬层深度提出具体要求，并根据淬硬层要求及工件界面尺寸，选择所用钢材，调质件对淬硬层深度的要求，一般有以下情况：

1、对整个截面均匀承载零件，要求心部至少有50%马氏体。对重要的零件，甚至要求心部有95%以上的马氏体。

2、对于某些轴类零件，它们承受弯曲、扭转等复合应力的作用。在这类零件的截面上应力分布是不均匀的，最大应力发生在轴的表层而轴的重心受力很小。这类零件心部不需要得到100%马氏体，一般只要求自表面到3/4半径或者1/2半径处淬硬就可以了，但应尽量防止游离铁素体产生。

3、对于尺寸较大的碳素钢和低合金钢调质件，由于尺寸超过该材料可淬硬的范围，因而淬火后甚至表层也得不到马氏体组织，硬度也不高。对这类工件是否必须调质，应加考虑。一般以正火加“高温回火”比较好，这样工艺简单，变形较少。但是在水中或油中冷却时，沿工件截面上各点的冷速毕竟较在空气中冷却时来的快，当性能要求较高时，为了避免或减少游离铁素体的析出，采用调质工艺较为合适。