在机械制造工业中，要获姆满惫的零部件有三个关键问硒:正确的结构设计;合理选择材料与毛坯类型以及高的热加工与机械加工质量。它们相互影响后的效果不是相加而是相乘，即只要其中一个环节不恰当而使之不起作用时，其综合效果也是零。因此，在正确的结构设计后，合理地选材与正确确定热处理方法(包括安排加工路线)就是至关重要的，它直接关系到产品的质量及经济效益。

　　下面就在设计与制造机械零件时，从其服役条件、失效形式及选材依据和选材的具体方法等方面进行分析讨论。

　　机械零件的失效概述

　　一个机械零件(或构件)的设计质量再高，都不能永久地使用，总有一天会达到使用寿命的终结而失效。为避免零件发生早期失效，在选材初始，必须对零件在使用中可能产生失效原因及失效机制进行分析、了解.为选材和加工质量控制提供参考依据。

　　失效的概念

　　失效是指零件在使用过程中，由于尺寸、形状或材料的组织与性能发生变化而失去原设计的效能。一般机械零件在以下三种情况下都认为已失效:零件完全不能工作;零件虽能上作，但已不能完成指定的功能;零件有严重损伤而不能再继续安全使用。零件的失效有达到顶定寿命的失效，也有远低于预定寿命的不正常的早期失效。正常失效是比较安全的;而早期失效则带来经济损失，甚至可能造成人身和设备事故。

　　零件的失效形式

　　一般机械零件常见的失效形式有:断裂失效:包括静载荷或冲击载荷断裂、疲劳破坏以及应力腐蚀破裂等;磨损失效:包括过童的磨摄、表面龟裂、麻点剥落等表面损伤失效;变形失效:包括过最的弹性变形或塑性变形(整体或局部的)、高沮蟠变等。对工程构件来说，常因腐蚀而影响使用也属失效。

　　件的失效原因

　　选材合理性的标志应是在满足零件性能要求的条件下，最大限度地发挥材料的潜力，做到“物尽其用”。既要考虑提高材料强度的使用水平.同时也要减少材料的消耗和降低加工的成本。因此要做到合理选材，对设计人员来说，必须要进行全面分析及综合考虑。

　　选材的一般原则

　　选材的一般原则首先是在满足使用性能的前提下，再应考虑工艺性、经济性;根据我国的资源情况，贯彻“自力更生”方针，优先选择国产材料。

　　(一)材料的使用性能应满足使用要求

　　材料的使用性能是指机械零件(或构件)在正常工作悄况下材料应具备的性能。它包括力学性能和物理、化学性能等。零件的使用性能是保证其工作安全可靠、经久耐用的必要条件。在大多数情况下，这是选材时首先应考虑的。对一般机械零件来说，则主要考虑其力学性能。同时.还应具有抵抗周围介质有害侵蚀的能力。对非金属材料制成的零件(或构件)更应注意其工作环境，因为非金属材料对谧度、光、水、油等的敏感程度比金属材料大得多。

　　一般零件按力学性能进行选材时，只要能正确地分析零件的服役条件和主要失效形式.从而找出其应具备的主要性能指标，并对零件的危险部位进行力学分析计算.正确1卜算所选材料的许用应力，则零件在服役期间，一般不会发生由于机械损伤而造成的旱期失效，其工作应是安全可靠的。但是，由于有许多没有估计到的因索会影响材料的性能和零件的使用寿命。因此，在按力学性能选材时，还必须考虑以下三个方面的问题。

　　1.必须考虑材料和零件服役的实际情况实际使用的材料都可能存有各种夹杂物和不同类型的宏观及微观的冶金缺陷，它们都会直接影响材料的力学性能。其次，材料的力学性能是通过试样进行测定的，而试样在试验过程中的应力状态、应力应变的分布及加工工艺等与实际零件存在差异;另外，试验过程与真实零件服役过程也有较大差异.致使实际零件的力学性能与试样测定的数值可能有较大的出人。因此。材料的性能指标不管是直接从试样上测定的，还是从有关手册中获得的，在选用时往往还得通过模拟试验后才能最终确定。

　　3.综合考虑材料强度、塑性、韧性的合理配合通常机械零件都是在弹性范围内工作的，所以零件的强度设计总是以屈服强度QO.2为原始数据(脆性材料用抗拉强度σb )，用安全系数，，加以修正，以保证零件的安全使用。但即使如此，仍经常发生零件的失效及损坏事故。原因之一为零件在工作时不仅处于复杂应力状态下，而且还经常发生短时的过载。这时如片面提高σ0.2不一定就是安全的，因为在一般情况下，钢材的σ0.2值提高后，其塑性指标(δ，ψ)必然下降，当塑性很低时，就可能造成零件的脆性断裂。所以在提高σ0.2值的同时，还应注惫钢材的塑性指标。