汽车机械基础(汽车金属材料).ppt
任务1 汽车常用金属材料,1.1 金属材料的力学性能 主要包括强度与塑性、硬度、冲击韧性和疲劳强度等,1.2 金属材料的其它性能 1.金属材料的物理性能 2.金属材料的化学性能 3.金属材料的工艺性能,1.3 汽车常用金属材料,汽车常用金属材料,铁基金属材料,非铁基金属材料,非合金钢,合金钢,（碳素钢）,普通碳素钢,优质碳素钢,低碳钢,中碳钢,高碳钢,低合金结构钢,合金结构钢,铸铁,灰铸铁,球磨铸铁,可锻铸铁,铝及其合金,铜及其合金,轴承合金,钢,1、非合金结构钢（碳含量2.11%）（1）普通碳素结构钢（普通碳素钢）杂质多、塑性、韧性不好一般用于制作受力不大的某些非重要紧固螺钉、螺母等。甲类（A类）普通碳素钢保证了力学性能，所以可以制作汽车轮辋、轮辐、消音器等（page 29）,（2）优质碳素结构钢（碳含量0.8%；S、P含量少）,1）优质碳素钢的分类及牌号,低碳钢：08、10、15、20、25等（碳的质量分数小于0.25）,中碳钢30、35、40、45、50、55（碳的质量分数0.250.6）,高碳钢：60、65、70、75等（碳的质量分数0.60.8）,如果钢中微量元素比较高（0.7-0.12），则在数字后要附以该元素符号，如65Mn 等。,2）优质碳素钢的性能及在汽车上的应用 低碳钢：强度、硬度不高，塑性、韧性焊接性能好。在汽车上常用来制作驾驶室、油底壳、机油箱，离合器壳等冲压件；轮胎螺栓、螺母。风扇叶片、离合器分离杠杆，驻车制动杆等,油底壳,风扇叶片,轮胎螺栓,中碳钢,主要性能：有较大的强度、硬度、经热处理后具有良好的塑性、韧性耐磨性、切削性等。以45号钢应用最为广泛，汽车中常用来制作曲轴正时齿轮、半轴锥齿轮、变速器齿轮 各种键、气门推杆、曲轴、凸轮轴及重要螺栓螺母等,高碳钢,经热处理后有更高的强度、硬度且弹性优良。如65Mn 钢，可制作离合器压板弹簧，气门弹簧，活塞销卡簧等,以上为碳素结构钢及其在汽车上应用方面的部分内容,2.合金钢及其在汽车上的应用,合金钢的分类 按用途分：a.低合金结构钢：主要用于制造工程结构的型钢和钢筋。b.合金结构钢：用于制造机械零件和工程构件*c.合金工具钢：用于制造各种加工工具 d.特殊性能钢：具有特殊性能的钢，如不锈钢,*合金结构钢,定义：在碳素结构钢的基础上加入合金元素而得到的钢为合金结构钢 牌号：采用“两位数字+合金元素符号+数字”的格式表示。例如：,思考：20CrMnTi 的含义,按性能和用途分,合金渗碳钢,合金调质钢,合金弹簧钢,滚动轴承钢,分类,（1）合金渗碳钢,这类钢的含碳量一般为0.10%0.25%，较低的含碳量能保证零件心部具有足够的塑性和韧性。经表面渗碳、淬火、低温回火处理后，使表面获得高硬度、高耐磨性和疲劳强度等,常用合金渗碳钢的牌号及汽车上的应用,（2）合金调质钢,这类钢碳的质量分数为0.25%0.50%，主要的合金元素是Mn、Si、Cr、Ni、B 等。合金调质钢是在中碳钢的基础上加人一些合金元素，经调质处理后使用，用于制造重载、受力复杂 且要求综合力学性能较好的重要零件，,常用合金调质钢的牌号及在汽车上的应用,（3）合金弹簧钢,此种钢碳质量分数为0.45%0.75%,主要的合金元素为Si、Mn、W、V、Cr等。这种钢具有髙弹性极限、疲劳强度以及足够的韧性。常用的牌号有65Mn、55Si2Mn、55CrMnA、60CrMnA、60Si2Mn，在汽车中主要用来制作各种螺旋弹簧和钢板弹簧。,page34,（4）滚动轴承钢,其含碳量为0.95%1.15%，掺杂元素Cr的参入量为0.4%1.65，以保证钢有高的硬度、耐磨性和抗疲劳强度。以 GCr15最为常用：（平均铬的质量我分数为1.5的滚动轴承钢）,3.铸铁（碳的质量大于2.11的铁碳合金）,铸铁的分类,白口铸铁（BT）,灰口铸铁（HT）,可锻铸铁（KTH）,球墨铸铁（QT）,合金铸铁,（1）灰铸铁（HT）,灰铸铁碳的质量分数较大（2.7%4.0%）凝固时收缩量小，抗压强度、硬度接近碳素钢，减震性好，由于片状石墨存在，故耐磨性好。铸造性能和切削加工性能较好，其牌号以“HT”和其后的一组数字表示，其后数字表示最小抗拉强度，如HT250，表示最小抗拉强度为250 MPa的灰铸铁。,常用灰铸铁的牌号及在汽车上的应用,（2）可锻铸铁（马口铁）,可锻铸铁是由一定成分的白口铸铁经过较长的高温退火而得的铸铁，碳在铸铁组织中以团絮状石墨形式存在。耐磨损，良好的塑性、韧性和减震性，较好的强度，能承受强动载荷。,常用可锻铸铁的牌号及在汽车上的应用,“”后面的数字表示伸长率，前面数字指抗拉强度,（3）球墨铸铁,球墨铸铁简称球铁。铸铁中的石墨大部分以球状形态存在。球墨铸铁的抗拉强度、塑性和韧性都优于灰铸铁和可锻铸铁。球墨铸铁常用来制造一些受力复杂，强度、韧性和耐磨性要求高的零件。,常用球墨铸铁的牌号及在汽车上的应用,转向器壳体,传动轴,1.4 非铁基金属材料,铝及其合金,铜及其合金,轴承合金,非铁基金属材料,（1）铝：利用其良好的导热性能和抗腐蚀性，在汽车上常用来制作散热和冷却装置,1.铝及其合金,散热器,蒸发器,（2）铝合金,铝合金分Al-Si系列、AL-Cu系列、Al-Mg和AI-Zn四种。发动机部分汽缸体、气缸盖是铝铸件。常用用铝铸件的还有曲轴箱、活塞、变速器壳体、发动机架等，其中活塞几乎都用铝合金制造。,气缸体,活塞,气缸盖,2.铜及其合金,（1）纯铜：汽车中各种导线线芯、电动机、发动机类线圈均为铜制材料。,发动机,起动机转子,（2）铜合金,黄铜（铜锌合金）和 青铜（除黄铜外的铜合金）铅青铜、锡青铜和铝青铜可做滑动轴承材料，常用做柴油机的曲轴轴瓦，连杆小头衬套为铅青铜。,连杆小头铜套,曲轴轴瓦,（3）轴承合金,应满足的要求：良好的减摩性能。有一定的抗压强度和硬度。塑性和冲击韧性良好。表面性能好。即有良好的抗咬合性、顺应性和嵌藏性。有良好的导热性、耐腐蚀性和小的热胀系数。常用轴承合金主要有锡基、铅基、铜基合金、和铝基轴承合金等。锡基和铅基轴承合金又称为巴氏合金，是应用广泛的轴承合金。,作业1、强度、塑性、硬度、疲劳轻度的定义。2.汽车上常用的铁基材料和非铁基材料有哪些？,
