汽车机械基础1-金属材料的性能(00001)课件.ppt

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1、汽车汽车机械基础机械基础汽车机械基础汽车机械基础 652890汽车汽车机械基础机械基础课程概述教材学时课程地位考试类型汽车汽车机械基础机械基础1.为专业课打基础2.为更好就业做铺垫3.提高自身专业素养课程开设目的汽车汽车机械基础机械基础课程安排汽车常用材料 12学时互换性 6学时机械制图 26学时力学知识 32学时机械基础 36学时液压传动基础知识 6学时 汽车汽车机械基础机械基础汽车曲轴、活塞、齿轮汽车曲轴、活塞、齿轮汽车汽车机械基础机械基础一一 金属材料的使用性能金属材料的使用性能1 1 金属金属具有良好的导电性和导热性，具有良好的导电性和导热性，有一定的强度和塑性，有一定的强度和塑性，并

2、具有金属光泽的物质并具有金属光泽的物质2 2 金属材料金属材料:金属元素金属元素/金属元素为主金属元素为主1.11.1 金属材料的性能金属材料的性能汽车汽车机械基础机械基础汽车汽车机械基础机械基础工艺性能工艺性能金属材料的性能金属材料的性能力力学学性性能能铸铸造造性性可可焊焊性性切切削削加加工工性性化化学学性性能能使用性能使用性能可可锻锻性性物物理理性性能能汽车汽车机械基础机械基础二、物理性能二、物理性能密度；密度；熔点；熔点；导热性；导热性；导电性；导电性；热膨胀性。热膨胀性。磁性磁性金属的金属的物理性能物理性能是指金属固有的属性。是指金属固有的属性。物物 理理 性性 能能汽车汽车机械基础机

3、械基础汽车汽车机械基础机械基础三、化学性能三、化学性能喷涂油漆喷涂油漆镀层镀层喷塑喷塑 涂油脂涂油脂发蓝处理发蓝处理搪瓷搪瓷 1 1覆覆盖盖法法防防腐腐汽车汽车机械基础机械基础汽车汽车机械基础机械基础 材料的材料的力学性能力学性能是指金属材料在外力的作用是指金属材料在外力的作用下表现出来的特性。下表现出来的特性。力力 学学 性性 能能强度强度硬度硬度疲劳极限疲劳极限塑性塑性冲击韧度冲击韧度四、金属材料的力学性能四、金属材料的力学性能汽车汽车机械基础机械基础 强度强度是指金属材料在是指金属材料在外载荷外载荷作用下抵抗作用下抵抗塑性变形塑性变形和和断裂断裂的能力。的能力。1、强度、强度（1 1）变

4、形）变形:金属材料受金属材料受载荷载荷作用而发生的几何形状和作用而发生的几何形状和尺寸的变化称为变形。尺寸的变化称为变形。分类分类:弹性变形、塑性变形弹性变形、塑性变形汽车汽车机械基础机械基础汽车汽车机械基础机械基础 在拉伸试验中具在拉伸试验中具有有屈服现象屈服现象的金属材的金属材料称为料称为塑性材料塑性材料，而，而工程上使用的金属材工程上使用的金属材料，大多数料，大多数没有明显没有明显的屈服现象的屈服现象，这类金，这类金属材料称为属材料称为脆性材料脆性材料。有些脆性材料，不仅有些脆性材料，不仅没有屈服现象，而且没有屈服现象，而且也也不产生缩颈不产生缩颈。铸铁的拉伸曲线铸铁的拉伸曲线 汽车汽车

5、机械基础机械基础强度强度是根据是根据拉伸试验拉伸试验测定出来的。测定出来的。圆形试样圆形试样长试样长试样L L0 010d10d0 0，短试样短试样L L0 05d5d0 0。其中：其中：L0为为试样标距试样标距，d0为为试样直径试样直径（2 2）强度指标）强度指标1、强度、强度汽车汽车机械基础机械基础2、塑性、塑性（1 1）断后伸长率）断后伸长率 5%5%，塑性材料；，塑性材料；5%5%，脆性材料。，脆性材料。断裂前材料发生断裂前材料发生不可逆永久变形不可逆永久变形的能力称为的能力称为塑性塑性。长试样：长试样：1010简写为简写为；短试样：短试样：5 5。试样拉断后，标距伸长量和原始标距的百

6、分比。试样拉断后，标距伸长量和原始标距的百分比。=（L L1 1LL0 0）/L/L0 0100100 式中式中:L:L0 0 试样原始标距长度试样原始标距长度(mm)(mm)；L L1 1 试样拉断后的标距长度试样拉断后的标距长度(mm)(mm)。汽车汽车机械基础机械基础 试样拉断后，缩颈处横截面积的试样拉断后，缩颈处横截面积的缩减量缩减量与原始横截与原始横截面积的百分比。面积的百分比。=（A A0 0AA1 1）/A/AO O 100 100式中：式中：A A0 0 试样的原始横截面积试样的原始横截面积(mm(mm2 2)；A A1 1 试样断裂后缩颈处的横截面积试样断裂后缩颈处的横截面积

7、(mm(mm2 2)。（2 2）断面收缩率）断面收缩率汽车汽车机械基础机械基础 硬度硬度是指材料表面抵抗局部塑性变形、压痕和划是指材料表面抵抗局部塑性变形、压痕和划痕的能力。痕的能力。3、硬度、硬度 压入法压入法 划痕法划痕法 回跳法回跳法布氏硬度布氏硬度HB HB 洛氏硬度洛氏硬度HR HR 维氏硬度维氏硬度HVHV压入法压入法硬度试验方法：硬度试验方法：汽车汽车机械基础机械基础汽车汽车机械基础机械基础布布氏氏硬硬度度计计汽车汽车机械基础机械基础（1 1）布氏硬度）布氏硬度HBHB表示方法表示方法;硬度数值硬度数值+布氏硬度符号布氏硬度符号HBW+HBW+压头球体直径压头球体直径/试验力试验

8、力/压力保持时间。压力保持时间。压头球体直径压头球体直径:1;2.5;5;10:1;2.5;5;10压力保持时间压力保持时间:1015s:1015s例例;600HBW1/30/20600HBW1/30/20 350HBW2.5/30/15 350HBW2.5/30/15汽车汽车机械基础机械基础优点：优点：测量误差小（因压痕大），数据稳定，重复性强。缺点：缺点：压痕面积较大，测量费时，不能用于太薄件、成品件及比压头还硬的材料。应用：应用：常用于测量较软材料、灰铸铁、有色金属、退火正火钢材的硬度。不适于测量成品零件或薄件的硬度。汽车汽车机械基础机械基础汽车汽车机械基础机械基础洛洛氏氏硬硬度度计计汽

9、车汽车机械基础机械基础（2 2）洛氏硬度）洛氏硬度HRHR表示方法表示方法;硬度数值硬度数值+洛氏硬度符号洛氏硬度符号HR+HR+使用的标尺使用的标尺硬度符号硬度符号 压头类型压头类型总试验力总试验力应用举例应用举例HRA金刚石圆锥金刚石圆锥60硬质合金、表面淬火、硬质合金、表面淬火、渗碳钢等渗碳钢等HRB直径为直径为1.5875mm球球100有色金属、退火、正有色金属、退火、正火钢等火钢等HRC金刚石圆锥金刚石圆锥150淬火钢、调质钢等淬火钢、调质钢等汽车汽车机械基础机械基础汽车汽车机械基础机械基础（3 3）维氏硬度）维氏硬度HVHV 与布氏硬度试验原理基本相同。只是压头改用金与布氏硬度试验

10、原理基本相同。只是压头改用金刚石四棱锥体。刚石四棱锥体。特点：特点：可测较薄的硬化层以及很软、很硬的材料。可测较薄的硬化层以及很软、很硬的材料。汽车汽车机械基础机械基础维维氏氏硬硬度度计计汽车汽车机械基础机械基础（3 3）布氏硬度）布氏硬度HVHV表示方法表示方法;硬度数值硬度数值+布氏硬度符号布氏硬度符号HV+HV+试验力试验力/压力保持时间（压力保持时间（10151015不标注）。不标注）。例例;640HV30640HV30 600HV35 600HV35汽车汽车机械基础机械基础优点：优点：试验载荷小，压痕浅，直接比较，尺寸范围大，软硬度范围大缺点：缺点：式样表面要求高，硬度值的测定比较麻

11、烦，工作效率比洛氏硬度低应用：应用：常用于零件表面淬硬层及化学而处理的表层 金属镀层，薄片材料，化学热处理后 的表面汽车汽车机械基础机械基础4、冲击韧度（韧性）、冲击韧度（韧性）金属材料抵抗金属材料抵抗冲击载荷冲击载荷作用而不破坏的能力称为作用而不破坏的能力称为冲击韧度。冲击韧度。汽车汽车机械基础机械基础 冲击韧度冲击韧度是指冲击试样缺是指冲击试样缺口处单位横截面面积上的口处单位横截面面积上的冲击冲击吸收功吸收功，其计算公式为，其计算公式为:K K=A=AK K/S/SN N式中：式中：K K 冲击韧度（冲击韧度（J/cmJ/cm2 2)；A AK K 冲击吸收功（冲击吸收功（J J）；）；S

12、 SN N 试样缺口处横截面面试样缺口处横截面面 积（积（cmcm2 2）。）。A AK K=Wh=Wh1 1-Wh-Wh2 2=W=W（h h1 1-h-h2 2）式中：式中：A AK K冲击吸收功（冲击吸收功（J J）；）；WhWh1 1摆锤初始势能；摆锤初始势能；WhWh2 2摆锤剩余势能；摆锤剩余势能；W W 摆锤重力（摆锤重力（N N）；）；h h1 1摆锤初始高度（摆锤初始高度（m m）；）；h h2 2冲断试样后，摆锤回升高度（冲断试样后，摆锤回升高度（m m）。）。汽车汽车机械基础机械基础 冲击韧度，用K表示其取决于塑性和硬度。温度对其取决于塑性和硬度。温度对 K K影响较大。

13、温度影响较大。温度下降时韧性下降，韧性向脆性转变的温度叫韧脆下降时韧性下降，韧性向脆性转变的温度叫韧脆转变温度。转变温度。脆性材料韧性小，韧性材料断裂前有明显的塑性变形。汽车汽车机械基础机械基础疲劳极限疲劳极限-1-1 是表示材料以无数次交变载荷作用而不引是表示材料以无数次交变载荷作用而不引起破坏的起破坏的最大应力最大应力，其大小与应力变化的，其大小与应力变化的次数次数有关。有关。5、疲劳极限、疲劳极限（1 1）疲劳和疲劳极限）疲劳和疲劳极限 零件在循环应力的作用，即使工作时承受的应力低于材料的零件在循环应力的作用，即使工作时承受的应力低于材料的屈服点或规定残余伸长应力，在经受一定的应力循环后

14、也会屈服点或规定残余伸长应力，在经受一定的应力循环后也会发生突然断裂，这种现象称为发生突然断裂，这种现象称为疲劳疲劳。对于对于黑色金属黑色金属规定循环次数为规定循环次数为10107 7次，次，有色金属有色金属循环次数循环次数为为10108 8次。次。汽车汽车机械基础机械基础5、疲劳极限、疲劳极限（2 2）特征）特征断裂应力低于材料的屈服强度，甚至低于材料的弹性断裂应力低于材料的屈服强度，甚至低于材料的弹性极限极限断裂前，零件没有明显塑性变形（断裂前，零件没有明显塑性变形（AZAZ）对材料的表面和内部缺陷敏感（表面缺口、脱碳层、对材料的表面和内部缺陷敏感（表面缺口、脱碳层、夹渣物、碳化物及空洞）

15、夹渣物、碳化物及空洞）（3 3）提高疲劳强度的途径）提高疲劳强度的途径合理选材、合理设计、提高表面加工质量、表面处理合理选材、合理设计、提高表面加工质量、表面处理汽车汽车机械基础机械基础TitanicTitanic沉没原因：沉没原因：Titanic-Titanic-含硫高的钢含硫高的钢板，韧性很差，特别是在低温板，韧性很差，特别是在低温呈脆性，冲击试样是典型的呈脆性，冲击试样是典型的脆脆性断口性断口，近代船用钢板的冲击，近代船用钢板的冲击试样则具有相当好的试样则具有相当好的韧性韧性。Titanic 号钢板（左图）和近代船用钢板（右图）的冲击试验结果号钢板（左图）和近代船用钢板（右图）的冲击试验

16、结果汽车汽车机械基础机械基础1 1、拉伸试验时，试样拉断前所能够承受的最大应力称为材料、拉伸试验时，试样拉断前所能够承受的最大应力称为材料的（的（）。）。A A、弹性极限、弹性极限B B、抗拉强度、抗拉强度C C、屈服点、屈服点 2 2、用拉伸试验可测定材料的（、用拉伸试验可测定材料的（）性能指标。）性能指标。A A、强度、强度B B、韧性、韧性C C、硬度、硬度1 1、洛氏硬度中、洛氏硬度中HRAHRA和和HRCHRC采用同样的金刚石压头，因而他们的值有采用同样的金刚石压头，因而他们的值有可比性。（可比性。（）洛氏硬度值是没有单位的。（洛氏硬度值是没有单位的。（）2 2、布氏硬度测量法不适合

17、于测量成品及较薄的零件。（、布氏硬度测量法不适合于测量成品及较薄的零件。（）3 3、所有金属材料在拉伸试验时都会出现显著的屈服现象。（、所有金属材料在拉伸试验时都会出现显著的屈服现象。（）一、选择题一、选择题二、判断题二、判断题复习题复习题汽车汽车机械基础机械基础 1 1、金属材料的使用性能包括、金属材料的使用性能包括、和和等；等；2 2、材料的力学性能包括、材料的力学性能包括 、和和 等。等。3 3、强度是指金属材料在、强度是指金属材料在作用下，抵抗作用下，抵抗和和的能力。的能力。4 4、断裂前金属材料发生、断裂前金属材料发生的能力称为塑性。金属材料的的能力称为塑性。金属材料的和和的数值越大，表示材料的塑性越好。的数值越大，表示材料的塑性越好。5 5、金属材料抵抗、金属材料抵抗作用而不破坏的能力，称为冲击韧度。作用而不破坏的能力，称为冲击韧度。三、填空题三、填空题汽车汽车机械基础机械基础bbssHRCHRCakak-1-1屈服点屈服点 抗拉强度抗拉强度 冲击韧度冲击韧度 断后伸长率断后伸长率 断面收缩率断面收缩率疲劳极限疲劳极限 洛氏硬度洛氏硬度C C标尺标尺 四、连出下列力学性能指标的符号。四、连出下列力学性能指标的符号。