1 Определение требований, предъявляемых к детали, исходя из условий работы и их связь с составом и свойствами сплава

Несмотря на обилие различных материалов (только металлических материалов более 250 000), правила по их выбору до сих пор не разработаны. Однако существует следующий порядок выбора материалов:

1 С учетом тактико-технических требований, предъявляемых к изделию, разрабатывается общее проектное задание, в котором формулируются основные расчетные факторы для изделия и его элементов (нагрузки, деформации, температурно-влажностные условия эксплуатации и агрессивность среды).

2 В зависимости от расчетных факторов, формулируются требования к материалам по прочности, жаропрочности, сопротивлению усталости, пластичности, вязкости, сопротивлению хрупкому разрушению и др.

3 На основании этих требований задаются механические характеристики материалов, такие как

_т, _в, _0,2, /, _^t, ^t_/, _R, ^N _R, , , α_н, α_ту, К, К_1с, К_1R .

Другими словами, на основе общего проектного задания проводится анализ условий работы деталей и возможных причин их отказа в работе. При анализе особое внимание следует обратить на характер нагрузок, действующих на проектируемую деталь.

4 Определяются требования к материалу детали и основные направления выполнения этих требований (предположительная технология изготовления детали).

5 На базе изученных основных классов машиностроительных материалов возникает представление о тех материалах, которые, вероятно, могут обеспечить выполнение требований, предъявляемых к детали.

6 Определяют по справочнику марки материалов, их упрочняющую обработку, которые обеспечивают получение требуемых механических свойств детали. Так как требуемые свойства могут обеспечить разные материалы, то данные о них (из справочника) следует представить в таблице, что сделает последующий выбор материала более наглядным. При анализе каждого варианта необходимо учитывать технологические свойства и стоимость, как материала, так и технологии изготовления детали.

Требования к материалу нередко противоречивы. Так, например, более прочные материалы менее технологичны, труднее обрабатываются при резании, холодной объемной штамповке, сварке и т.д. При выборе материала обычно стараются учесть все требования. В массовом производстве предпочитают упрощение технологии и снижение трудоемкости в процессе изготовления детали некоторой потере свойств или увеличению массы детали. В специальных отраслях машиностроения, где проблема прочности (или проблема удельной прочности) играет решающую роль, выбор материала и последующая технология термической обработки должны рассматриваться из условия достижения только максимальных эксплуатационных свойств. Вместе с тем не следует стремиться к излишне высокой долговечности деталей по отношению к долговечности самой машины.

При решении вопроса о выборе материала для получения требуемых механических свойств и других характеристик также важно установить оптимальный вид упрочняющей обработки.

Вопросы выбора материала и технологии упрочняющей обработки следует рассматривать применительно к конкретным производственным или ремонтным условиям. На экономичность технологических процессов влияют объем выпуска продукции, использование энергоресурсов, возможность создания или применения оборудования и другие организационно-экономические условия проведения операций (рис. 1).