第一篇总质检选编课件.ppt
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1、第一篇汽车维修质量检验基础知识,泉州交通职业技术学校 郑 向 阳,泉州交通职业技术学校,第一章汽车常用材料性能与 配件质量控制常识第一节金属材料性能与配件质量控制一、金属材料的主要性能一)、金属材料的理化性能1、密度:指金属材料单位体积的质量。据密度的大小可分为重金属和轻金属。2、熔点:指金属从固态转变为液态的最低温度。钨、铬高,锡、铅低。3、导热性:指金属材料传导热能的能力。金属导热性好的材料主要有铝、铜。,泉州交通职业技术学校,4、导电性:指金属材料传导电流的能力。最好是银,其次是铝、铜。5、热膨胀性:指金属材料受热时体积增大的能力。6、抗腐蚀性:指金属材料在常温下,抵抗周围介质腐蚀的能力
2、。腐蚀有电化腐蚀和化学腐蚀两种。7、抗氧化性:指金属材料抵抗周围氧气氧化作用的能力。,泉州交通职业技术学校,泉州交通职业技术学校,金属的力学性能又称为机械性能,它是指金属材料在外力作用下表现出来的性能。外力又称为载荷,按其作用性质的不同可分为静载荷、冲击载荷和交变载荷。静载荷:指大小和方向不变或变化缓慢的载荷。冲击载荷:指突然增加的载荷。交变载荷:指大小和方向随着间作用呈周期性变化的载荷。,二)、金属的力学性能,金属材料主要的力学性能指标有:强度、弹性、塑性、韧性、硬度和疲劳强度。1、强度:金属材料在静载荷作用下抵抗变形和断裂的能力。强度的大小用应力表示,它是指单位面积上的抵抗变形或断裂的抵抗
3、力,单位为 金属材料的强度根据载荷作用方式的不同,可分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度和抗扭强度等。工程上通常把抗拉强度作为金属材料的基本强度指标,它可以通过拉伸试验来测定,指标有屈服强度和抗拉强度,泉州交通职业技术学校,2、硬度:指金属材料抵抗比它更硬的物体压入其表面的能力,也可以说是金属材料抵抗局部变形的能力。硬度可以通过试验来测定,常用的有布氏硬度和洛氏硬度两种。3、塑性:指金属材料在载荷作用下发生塑性变形而不断裂的能力。塑性的大小可以通过拉伸试验来测定,主要的指标有断后伸长率和断面收缩率。,泉州交通职业技术学校,4、韧性:指金属材料抵抗冲击载荷而不被破坏的能力。韧性可以通过冲击
4、试验来测定,用冲击韧度表示。冲击韧度表示试样在冲断时单位面积上所消耗的冲击功。冲击韧度越高,表示材料的韧性越好。5、疲劳强度:金属材料在长时间交变载荷作用下,产生断裂的现象称为金属的疲劳破坏。金属材料在交变载荷作用下,经过相当次数的循环,而不出现疲劳破坏的最大应力作为材料的疲劳强度。,泉州交通职业技术学校,6、弹性:是指金属材料在载荷作用下发生变形,卸除载荷后恢复原状的能力。,泉州交通职业技术学校,三)、金属的工艺性能1、铸造性能:是指液态金属的流动性,冷却凝固过程中收缩和偏析的大小,以及对气体的排除和吸收等性能。2、压力加工性能:是指金属在冷热状态下进行压力加工时,产生变形而不发生破坏的能力
5、,塑性越大,变形抗力越小,压力加工性能越好。,泉州交通职业技术学校,3、焊接性能:是指两块金属材料在局部加热到熔融状态下,能够牢固地焊接在一起的性能。焊接性好,就易于用一般方法和工艺施焊,焊时不易出现裂纹、气孔、夹渣等缺陷,焊接强度能与原材料相近。4、切削加工性能:是指金属材料被切削加工的难易程度。5、热处理性能:是指金属材料适应各种热处理工艺的能力。,泉州交通职业技术学校,二、汽车用黑色金属材料钢铁材料(黑色金属)的主要组成是铁和碳,又称为铁碳合金。;黑色以外的其它金属称为有色金属。钢铁材料主要包括碳素钢、合金钢和铸铁。含碳量小于2.11%的铁碳合金称为钢。含碳量大于2.11%的铁碳合金称为
6、铸铁。钢铁材料是汽车用材的主体,其用量将近汽车用材总量的2/3。,泉州交通职业技术学校,一)钢:1、碳素结构钢:含碳量在0.06%-0.38%之间。应用在制造结构件和要求不高的汽车零件。,泉州交通职业技术学校,2、优质碳素钢:是应用极为广泛的机械制造用钢,常用于制造较为重要的机械零件。按其含锰量不同,分为普通含锰量钢(小于0.8%)和较高含锰量钢(含量为0.7%-1.2%)两类。优质碳素钢的牌号用两位数表示,数字表示钢中含锰量的万分数。如是较高含锰量钢,在其牌号后面标出“MN”。如:45表示含碳量为0.45%的优质碳素钢;15MN表示含碳量为0.15%,含锰量为0.7%-1.2%之间的优质碳素
7、钢。,泉州交通职业技术学校,优质碳素钢在汽车上的应用08、10钢等:因其含碳量较低,塑性好,可冷冲压成型,用于制造轿车车身、油箱等。15、20钢等:冷冲压、焊接性能好,用于制造变速叉、制动杆、传动轴轴管等。30、40、50钢等:综合性能好,用于制造曲轴、凸轮轴、曲轴正时齿轮等。,泉州交通职业技术学校,3、合金结构钢:是指在碳素钢的基础上,冶炼时有目的地加入一些合金元素炼成的钢。1)、特点:优点:在相同的淬火条件下,能获得更深的淬硬层;具有良好的综合力学性能;良好的耐磨性、耐蚀性和耐高温等特殊性能。缺点:冶炼成本高,价格昂贵,焊接和热处理工艺复杂。但合金钢若未经热处理,其机械性能比碳素钢好不了多
8、少,只有经过热处理,才能显著提高其机械性能及特殊性能。,泉州交通职业技术学校,2)、类型:低合金结构钢合金渗碳钢合金调质钢铸钢,泉州交通职业技术学校,二)、铸铁:与钢相比,其强度低,特别是塑性、韧性差,但铸造性能优良,耐磨,切削加工性能良好。可分为:1、白口铸铁:断口呈白色,性能硬而脆,很难进行切削加工,主要用来炼钢。2、灰口铸铁:断口呈灰色,由于生产工艺简单,成本低,在汽车零件上应用较多。3、可锻铸铁:具有一定的可延展性,但不能进行锻造。4、球墨铸铁:兼有铸铁和钢的理化、机械性能和工艺性能,可进行热处理。,泉州交通职业技术学校,三)钢的热处理1、普通热处理 通常是指对整体工件进行的热处理。1
9、)、退火:是指将工件加热到一定温度,保温一定时间后随炉缓慢冷却的热处理工艺。其目的是:消除内应力以防止变形和开裂;降低硬度,改善切削加工性能。2)、正火:是将钢件加热到一定温度,保温一定时间后在空气中冷却的热处理工艺。其目的与退火基本相同,只是冷却速度稍快,使钢的强度与硬度要比退火处理高。,泉州交通职业技术学校,3)、淬火:是指将钢件加热到一定温度,保温一定时间后在冷却介质中快速冷却的热处理工艺。其目的是:提高强度和硬度。4)、回火:是将淬火后的钢件加热到一定温度,保温一定时间后冷却的热处理工艺。其目的是减少和消除淬火是产生的内应力;调整硬度提高钢件的塑性和韧性;稳定钢件组织,以保证在使用中形
10、状和尺寸不发生变化。一般来说,几乎所有的淬火零件都需要进行回火处理。,泉州交通职业技术学校,根据工件性能要求的不同,回火主要有低温回火、中温回火和高温回火三种。低温回火(150-250):消除淬火时产生的内应力,保持淬火钢的高硬度和高耐磨性,同时提高其韧性。主要用于刀具、工量具、模具和其他耐磨零件。中温回火(350-450):提高钢件的弹性和强度,并具有一定的韧性,如各类弹簧等。高温回火(500-650):淬火后再高温回火称为调质处理,主要用于各种重要零件的处理,如半轴、齿轮等。,泉州交通职业技术学校,2、表面热处理表面热处理的目的是满足零件表面具有高硬度和高耐磨性,而心部又需具有一定的强度和
11、硬度。按要求和工艺不同,有表面淬火和表面化学热处理两种方法。1)、表面淬火:就是仅对工件表面进行处理的热处理工艺。其方法是将工件表面迅速加热至淬火温度,当热量不未传到心部时就马上冷却。,泉州交通职业技术学校,(1)、火焰加热表面淬火:利用氧乙炔火焰对工件表面进行加热,使其表面迅速达到淬火温度,随即喷水冷却的过程。要求操作技术水平高,不利于批量生产,淬火质量不稳定。(2)、感应加热表面热处理:利用感应电流通过工件时产生的热效应,使工件迅速达到淬火温度,随即快速喷水冷却的过程。也称高频淬火。淬火质量好,淬硬层深度易于控制,工件变形小,适合批量生产,但对大型或形状复杂的零件处理困难。,泉州交通职业技
12、术学校,2)、化学热处理表面热处理是通过一定的工艺方法,将一种或几种元素渗入钢件表面,以改变其化学成分和组织结构,从而获得所需性能的热处理工艺。根据渗入元素的不同,化学热处理有渗碳、渗氮、和碳氮共渗等几种。(1)、渗碳:将钢件放在含碳介质中加热并保温,使活性碳原子渗入表层,以增加表面含碳量的热处理工艺。主要用于含碳量为0.15%-0.25%的低碳钢或低合金钢。有固体、液体和气体渗碳等。如活塞销、十字轴、齿轮、气缸等。,泉州交通职业技术学校,(2)、渗氮:是将活性氮原子渗入钢件表面的热处理工艺,也称氮化处理,目前常用的是气体渗氮。特点:提高硬度和耐磨性,并能提高工件的耐蚀性,渗氮后不用淬火,变形
13、小。但周期长、成本高。主要用于要求硬度高、耐磨、耐蚀的零件,如排气门,精密丝杆等。(3)、碳氮共渗:也称氰化处理。是向钢件表面同时渗入碳和氮的热处理。一般以碳为主,需进行淬火和回火处理。,泉州交通职业技术学校,经过碳氮共渗的钢件表面具有很高的硬度、耐磨性和疲劳强度,并具有一定的耐蚀性。碳氮共渗的适用范围广,低碳钢、中碳钢和合金钢均可进行,常用于汽车的齿轮、蜗杆和轴类零件的表面热处理。,泉州交通职业技术学校,三、汽车用有色金属材料一)、铝及铝合金1、纯铝:呈银白色,密度仅为2.7g/cm3。1)、性质:(工业纯铝)良好的塑性;导电性仅次于银铜金;导热性是铁的三倍;良好的耐腐蚀性能。但是纯铝的强度
14、、硬度和熔点低,焊接性能差。2)、代号:L1、2、3、4、5、6等,顺序号越大,纯度越低。3)、应用:在汽车上主要用来制造垫片、内外装饰件和铭牌等。工业上主要用来制造导线、电缆、电器元件和器皿等。,泉州交通职业技术学校,2、铝合金铝合金是指在纯铝中加入硅、铜、镁、锌、锰等合金元素而形成的合金。目的是提高其硬度和强度,且又能保持其原有的优点,便于制造重量轻、强度要求较高的零件。目前,铝合金在汽车上得到广泛应用。发动机零件:气缸体、缸盖、进排气歧管、活塞、连杆、飞轮壳等。底盘:轮毂、离合器壳、变速器壳、转向器壳等。车架:全铝车身,泉州交通职业技术学校,根据化学成分和生产工艺的不同,铝合金可分为以下
15、几种:1)、形变铝合金:是指适宜于压力加工成型的铝合金。它具有良好的塑性,可加工成锻坯、板材、管材和棒材等。它有可分为:(1)、能热处理强化:硬铝合金(LY)、超硬铝合金(LC)、锻造铝合金(LD)。(2)、不能热处理强化:防锈铝合金(LF)。,泉州交通职业技术学校,2)、铸造铝合金铸造铝合金是指适宜铸造成型的铝合金。它具有良好的铸造性能,但塑性差,不宜进行压力加工。常用的铸铝根据其添加元素的不同分为铝硅合金(1)、铝铜合金(2)、铝镁合金(3)、铝锌合金(4)。铸铝的代号:Zl102表示2号铝硅合金。Zl201表示1号铝铜合金,Zl301表示1号铝镁合金。Zl401表示1号铝锌合金。铸铝的牌
16、号:ZAlSI12CU2Mg1表示含硅量12%含铜量2%含镁量1%的铝硅合金。(ZL108),泉州交通职业技术学校,(1)、铝硅合金:主要添加元素是硅,它具有铸造性能好、密度小、线膨胀系数小、导热性和耐蚀性良好等特点,常用的有Zl102、Zl104、Zl108,用于制造汽车上的活塞、缸体和风扇叶片等。(2)、铝铜合金:主要添加元素是铜,它具有较高的强度和良好的耐热性,常用的有Zl201、Zl203,主要用于制造曲轴箱、支架、飞轮壳等。(3)、铝镁合金:主要添加元素是镁,它具有较高的强度和良好的耐蚀性,常用的有ZL301、ZL303,用于制造腐蚀介质中的零件,如汽车水箱等。,泉州交通职业技术学校
17、,(4)、铝锌合金:它具有较高的强度和良好的铸造性能,常用于制造形状复杂的高强度零件,常用的有Zl401、Zl402等,可以用来制造汽车上的变速器壳体等。3)、压铸铝合金:是指适宜于压力铸造的铝合金,它具有生产效率高、铸件质量好、强度和硬度高等特点。常用的有YZ102、YZ104、YZ108等。汽车上的变速器壳、离合器壳、活塞、气缸体、缸盖和轮毂等常用压铸铝合金制造。,泉州交通职业技术学校,一、纯铜:1、特点:呈紫红色,又称紫铜。它具有优良的导电性和导热性,较好的耐蚀性和塑性,但硬度和强度低。2、代号:T1、T2、T3、T4等四个牌号,顺序号越大,其纯度越低。3、应用:在汽车上主要用来制造电气
18、元件、垫片、轴承衬垫和油管等。,泉州交通职业技术学校,二)铜及铜合金1、纯铜:1)、特点:呈紫红色,又称紫铜。它具有优良的导电性和导热性,较好的耐蚀性和塑性,但硬度和强度低。2)、代号:T1、T2、T3、T4等四个牌号,顺序号越大,其纯度越低。3)、应用:在汽车上主要用来制造电气元件、垫片、轴承衬垫和油管等。,泉州交通职业技术学校,2、黄铜:是以锌为主要添加元素的铜合金。按其化学成分的不同,可分为普通黄铜和特殊黄铜。1)、普通黄铜:是铜、锌组成的合金,机械性能比纯铜好。(1)、性质:其含锌量一般为35-40%,有良好的耐蚀性和压力加工性能,并有一定的塑性和强度。又分为压力加工黄铜和铸造普通黄铜
19、两类。,泉州交通职业技术学校,(2)、代号:H68:表示压力加工普通黄铜,含铜量为68%。ZCUZn38:表示含锌量为38%的铸造黄铜。(3)、应用:普通黄铜在汽车上常用于制造散热器管、油管接头、气缸水套和黄油嘴等。,泉州交通职业技术学校,3、青铜:是指黄铜和白铜(铜镍合金)以外的铜合金。按其化学成分分为锡青铜和特殊青铜两类;按其加工方法的不同,又可分为压力加工青铜和铸造青铜。1)、性能及应用:(1)、锡青铜:是以锡为主要添加元素的铜合金。具有一定的硬度和强度,以及良好的耐磨性、耐蚀性和铸造性能,特别适合铸造形状复杂的铸件。且价高,力学性能不高,在汽车上主要用于制造衬套。,泉州交通职业技术学校
20、,(2)、特殊青铜:又称无锡青铜,是由铝、铅、铍、锰等元素添加而成的铜合金。按其所添加的元素可分为铝青铜、铅青铜、硅青铜、铍青铜和锰青铜。特殊青铜具有较高的强度和耐磨性,以及良好的耐蚀性和工艺性能等,它们是锡青铜的主要替代材料。常用于制造齿轮、蜗轮、轴套和轴瓦等。2)、代号:QSn4-4-2.5表示含锡量为4%、含锌量为4%、含铅量为2.5%。代号中只标出主要添加元素,其它添加元素需查找相关手册。铸造青铜的代号与铸造黄铜同。,泉州交通职业技术学校,铸造青铜代号:ZCUSn10ZN2:表示含锡量为10%、含锌量为2%的铸造青铜。ZCUPb30:表示含铅量为30%的铸造青铜。,泉州交通职业技术学校
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