汽车机械基础(汽车金属材料).ppt

任务任务1 1 汽车常用金属材料汽车常用金属材料1.1 1.1 金属材料的力学性能金属材料的力学性能 主要包括强度与塑性主要包括强度与塑性 、硬度、冲击韧性和硬度、冲击韧性和疲劳强度等疲劳强度等 1.2 1.2 金属材料的其它性能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 1.3 汽车常用金属材料汽车常用金属材料汽汽车常常用用金金属属材材料料铁基基金金属属材材料料非非铁基基金金属属材材料料非非合合金金钢合合金金钢（碳碳素素钢）普通碳素普通碳素钢优质碳素碳素钢低碳低碳钢中碳中碳钢高碳高碳钢低合金低合金结构构钢合金合金结构构钢铸铁灰灰铸铁球磨球磨铸铁可可锻铸铁 铝及其合金及其合金铜及其合金及其合金轴承合金承合金钢1 1、非合金结构钢（碳含量、非合金结构钢（碳含量2.11%2.11%）（1 1）普通碳素结构钢（普通碳素钢）普通碳素结构钢（普通碳素钢）杂质多、塑性、韧性不好杂质多、塑性、韧性不好一般用于制作受力不大的一般用于制作受力不大的某些非重要紧固螺钉、螺母等。某些非重要紧固螺钉、螺母等。甲类（甲类（A类）普通碳素钢保证了类）普通碳素钢保证了力学性能，所以可以制作力学性能，所以可以制作汽车轮辋、轮辐、消音器等汽车轮辋、轮辐、消音器等（page 29）（2 2）优质碳素结构钢（碳含量）优质碳素结构钢（碳含量0.8%0.8%；S S、P P含量少）含量少）1）优质碳素钢的分类及牌号 低碳钢：低碳钢：0808、1010、1515、2020、2525等等 （碳的质量分数小于（碳的质量分数小于0.250.25）中碳钢中碳钢3030、3535、4040、4545、5050、5555 （碳的质量分数（碳的质量分数0.250.250.60.6）高碳钢：高碳钢：6060、6565、7070、7575等等 （碳的质量分数（碳的质量分数0.60.60.80.8）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 中碳钢中碳钢主要性能：有主要性能：有较大的大的强度、硬度、度、硬度、经热处理理后具有良好的塑性、后具有良好的塑性、韧性耐磨性、切削性等。性耐磨性、切削性等。以以45号号钢应用最用最为广泛，汽广泛，汽车中常用来制作中常用来制作曲曲轴正正时齿轮、半、半轴锥齿轮、变速器速器齿轮 各种各种键、气、气门推杆、曲推杆、曲轴、凸、凸轮轴及重要螺栓及重要螺栓螺母等螺母等 高碳钢高碳钢经热处理后有更高的强度、硬度且弹性优良。经热处理后有更高的强度、硬度且弹性优良。如如65Mn 65Mn 钢，可制作离合器压板弹簧，气门弹钢，可制作离合器压板弹簧，气门弹簧，活塞销卡簧等簧，活塞销卡簧等以上以上为碳素碳素结构构钢及其在汽及其在汽车上上应用方面的部分内容用方面的部分内容2.2.合金钢及其在汽车上的应用合金钢及其在汽车上的应用 合金钢的分类合金钢的分类 按用途分：按用途分：a.a.低合金结构钢：低合金结构钢：主要用于制造工程主要用于制造工程结构的型构的型钢和和钢筋。筋。b.b.合金结构钢：合金结构钢：用于制造机械零件和工程构件用于制造机械零件和工程构件*c.c.合金工具钢：合金工具钢：用于制造各种加工工具用于制造各种加工工具 d.d.特殊性能钢：特殊性能钢：具有特殊性能的具有特殊性能的钢，如不，如不锈钢*合金结构钢 定义：定义：在碳素在碳素在碳素在碳素结结构构构构钢钢的基的基的基的基础础上加入合金元素而得上加入合金元素而得上加入合金元素而得上加入合金元素而得到的到的到的到的钢为钢为合金合金合金合金结结构构构构钢钢 牌号：牌号：采用采用采用采用“两位数字两位数字两位数字两位数字+合金元素符号合金元素符号合金元素符号合金元素符号+数字数字数字数字”的格的格的格的格式表示。例如式表示。例如式表示。例如式表示。例如：思考：思考：20CrMnTi 的含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 分类分类（1 1）合金渗碳钢）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 常用合金渗碳常用合金渗碳钢的牌号及汽的牌号及汽车上的上的应用用（2 2）合金调质钢）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，常用合金常用合金调质钢的牌号及在汽的牌号及在汽车上的上的应用用（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 4）滚动轴承钢）滚动轴承钢 其含碳量为其含碳量为0.95%0.95%1.15%1.15%，掺杂元素，掺杂元素CrCr的参入量为的参入量为0.4%1.650.4%1.65，以保证钢有，以保证钢有高的硬度、耐磨性和抗高的硬度、耐磨性和抗疲劳强度。疲劳强度。以以 GCr15GCr15最为常用最为常用 ：（平均铬的质量我分数为：（平均铬的质量我分数为1.51.5的滚动轴承钢）的滚动轴承钢）3.3.铸铁铸铁（碳的质量大于（碳的质量大于2.112.11的铁碳合金）的铁碳合金）铸铁的分类铸铁的分类白口铸铁（BT）灰口铸铁灰口铸铁 （HTHT）可锻铸铁可锻铸铁 （KTHKTH）球墨铸铁球墨铸铁 （QTQT）合金铸铁合金铸铁（1 1）灰铸铁（）灰铸铁（HTHT）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。常用灰常用灰铸铁的牌号及在汽的牌号及在汽车上的上的应用用（2）可锻铸铁（马口铁）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，耐磨损，良好的塑性良好的塑性 、韧性和减震性，较好的强度，能承受强动载荷、韧性和减震性，较好的强度，能承受强动载荷。常用可常用可锻铸铁的牌号及在汽的牌号及在汽车上的上的应用用“”后面的数字表示伸后面的数字表示伸长率，前面数字指抗拉率，前面数字指抗拉强度度（3 3）球墨铸铁）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。常用球墨常用球墨铸铁的牌号及在汽的牌号及在汽车上的上的应用用转向器壳体向器壳体传动轴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 1）铝：）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.铝及其合金散散热器器蒸蒸发器器（2 2）铝合金）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。气缸体气缸体活塞活塞气缸盖气缸盖2.2.铜及其合金铜及其合金（1 1）纯铜：）纯铜：汽车中各种导线线芯、电动机、发动汽车中各种导线线芯、电动机、发动机类线圈均为铜制材料机类线圈均为铜制材料。发动机机起起动机机转子子（2 2）铜合金）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。连杆小杆小头铜套套曲曲轴轴瓦瓦（3 3）轴承合金）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？