1 汽車(chē)材料基礎(chǔ)知識(shí)

1、1. 了解汽車(chē)材料的分類(lèi)方法。2. 簡(jiǎn)單了解各類(lèi)汽車(chē)材料在汽車(chē)上的應(yīng)用情況。3. 了解汽車(chē)材料技術(shù)的開(kāi)展對(duì)汽車(chē)工業(yè)的影響。材料：指能為人類(lèi)制造有用器件的物質(zhì)?，F(xiàn)代工程材料按用途大致可分為結(jié)構(gòu)材料和功能材料兩大類(lèi)。汽車(chē)材料：指汽車(chē)生產(chǎn)制造以及汽車(chē)運(yùn)行中所用到的材料，通常分為汽車(chē)零部件材料和汽車(chē)運(yùn)行材料兩大類(lèi)。根本概念汽車(chē)零部件常用材料的分類(lèi)工程上，通常把用于制造汽車(chē)的工程材料統(tǒng)稱(chēng)為汽車(chē)零部件材料。20世紀(jì)70年代以來(lái)，汽車(chē)工業(yè)遇到了三大課題污染、平安、節(jié)能。為適應(yīng)平安、節(jié)能的要求，在汽車(chē)中特別是轎車(chē)中開(kāi)始大量應(yīng)用非金屬材料，所以在汽車(chē)制造中鋼鐵的用量有所下降，而有色金屬、非金屬材料和復(fù)合材料等新

2、材料的用量正在上升。國(guó)產(chǎn)中型載貨汽車(chē)的材料構(gòu)成比國(guó)產(chǎn)轎車(chē)的材料構(gòu)成比轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)材料應(yīng)用實(shí)例 轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)及其零件組成：轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)材料應(yīng)用轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)材料應(yīng)用隨著對(duì)車(chē)輛經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性要求的不斷提高，非金屬件在汽車(chē)上的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。塑料件在汽車(chē)上的應(yīng)用汽車(chē)使用的燃料、潤(rùn)滑劑、工作液等統(tǒng)稱(chēng)為汽車(chē)運(yùn)行材料。汽車(chē)運(yùn)行材料的分類(lèi)目前汽油和柴油仍是汽車(chē)的主要燃料。目前已應(yīng)用的石油替代燃料主要有天然氣、液化石油氣、醇類(lèi)燃料甲醇汽油、乙醇汽油和電能等汽車(chē)新能源。使用液化石油氣轎車(chē)給車(chē)輛加注乙醇汽油常用的潤(rùn)滑材料有發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油、齒輪油和潤(rùn)滑脂等。發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油主要是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸、連桿、活塞、氣缸壁、凸輪軸、氣門(mén)等

3、摩擦零件進(jìn)行潤(rùn)滑。齒輪油主要用于變速器、后橋齒輪等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)摩擦處的潤(rùn)滑。潤(rùn)滑脂主要用于汽車(chē)傳動(dòng)軸十字軸軸承、滑動(dòng)叉、輪轂軸承、鋼板彈簧銷(xiāo)、轉(zhuǎn)向節(jié)銷(xiāo)、萬(wàn)向節(jié)銷(xiāo)等部位的潤(rùn)滑。汽車(chē)的各個(gè)工作系統(tǒng)需使用各種工作介質(zhì)用以保障汽車(chē)的正常工作和平安行駛。例如，液壓制動(dòng)系統(tǒng)需使用的制動(dòng)液，冷卻系需使用的防凍液等工作介質(zhì)，這些材料統(tǒng)稱(chēng)為汽車(chē)工作液。發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油的添加防凍液的添加總之，汽車(chē)材料種類(lèi)繁多，性能各異，它們是汽車(chē)制造、運(yùn)行和維護(hù)的根底。汽車(chē)的各項(xiàng)使用性能和使用壽命都離不開(kāi)所用材料的性能的保證。因此，只有了解汽車(chē)材料的性能及其應(yīng)用，才能正確、合理地選用材料，使汽車(chē)充分發(fā)揮其良好的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性能。1. 了解

4、金屬的物理性能、化學(xué)性能、力學(xué)性能和工藝性能。2掌握材料強(qiáng)度、塑性、硬度、韌性、疲勞強(qiáng)度的概念、應(yīng)用。3.掌握各種有色金屬材料在汽車(chē)上的應(yīng)用。4.能正確對(duì)汽車(chē)上使用的金屬材料進(jìn)行識(shí)別。 金屬的物理性能是金屬材料的固有性能。金屬的物理性能密度熔點(diǎn)導(dǎo)電性導(dǎo)熱性熱膨脹性磁性密度是指物質(zhì)單位體積的質(zhì)量，用符號(hào)表示，單位為kg/m3。密度大于5103kg/m3的金屬稱(chēng)為重金屬，密度小5103kg/m3的金屬稱(chēng)為輕金屬。在汽車(chē)工業(yè)中，為了增加有效裝載質(zhì)量，應(yīng)盡量使用輕質(zhì)材料。鋁合金活塞1. 密度2. 熔點(diǎn)熔點(diǎn)金屬材料從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)的溫度稱(chēng)為熔點(diǎn)，以攝氏度C表示。各種金屬都有其固定的熔點(diǎn)，常用金屬中鎢、鉻

5、等的熔點(diǎn)較高。錫、鉛等的熔點(diǎn)較低。通常熔點(diǎn)低的金屬材料加工時(shí)易于進(jìn)行鑄造和焊接。金屬傳導(dǎo)電流的性能稱(chēng)為導(dǎo)電性。衡量材料導(dǎo)電性的指標(biāo)是電阻率，電阻率用符號(hào)表示，單位為m即歐姆米。電阻率越小，金屬的導(dǎo)電性越好。常用金屬中銀、銅、鋁等的導(dǎo)電性較好，。導(dǎo)電性差的合金，如鎳-鉻合金、鐵-鉻-鋁合金。材料傳導(dǎo)熱量的性能稱(chēng)為導(dǎo)熱性。通常用熱導(dǎo)率來(lái)衡量金屬的導(dǎo)熱性，熱導(dǎo)率用符號(hào)表示，其單位為W/mK，即瓦特/米開(kāi)爾文。導(dǎo)熱性好的金屬散熱性能好，常采用導(dǎo)熱性好的鋁、銅等金屬材料制造汽車(chē)散熱器。汽車(chē)散熱器金屬材料隨溫度變化而膨脹、收縮的特性稱(chēng)為熱膨脹性。常用線膨脹系數(shù)和體脹系數(shù)來(lái)衡量金屬的熱膨脹性，線膨脹系數(shù)用符

6、號(hào)表示，其單位為1/。線膨脹系數(shù)越大，金屬的熱膨脹性也越大。金屬導(dǎo)磁的性能稱(chēng)為磁性。通常用磁導(dǎo)率來(lái)衡量金屬的磁性，一般用符號(hào)表示，其單位為H/m即亨利/米。磁導(dǎo)率越高，金屬的磁性越好。金屬材料可分為鐵磁性材料、順磁性材料和抗磁性材料三類(lèi)。化學(xué)性能是指在室溫或高溫條件下金屬抵抗各種化學(xué)腐蝕的能力。金屬的化學(xué)性能耐腐蝕性抗氧化性化學(xué)穩(wěn)定性金屬材料在常溫下抵抗氧、水蒸氣及化學(xué)介質(zhì)腐蝕破壞作用等各種腐蝕的能力稱(chēng)為耐腐蝕性。改變金屬材料成分和外表處理的方法如油漆、電鍍等提高金屬的耐腐蝕性。金屬材料在加熱時(shí)抵抗氧化作用的能力稱(chēng)為抗氧化性。材料的氧化隨溫度升高而加速，例如在鑄造、鍛造、熱處理、焊接等熱加工作

7、業(yè)時(shí)，會(huì)造成材料過(guò)量的損耗和形成各種缺陷。因此，在高溫下工作的零部件，如發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門(mén)、活塞等零件，必須采用抗氧化性好的材料制造?；瘜W(xué)穩(wěn)定性是金屬材料的耐腐蝕性和抗氧化性的總稱(chēng)。材料在高溫下的化學(xué)穩(wěn)定性稱(chēng)為熱穩(wěn)定性。在高溫條件下的零件，如發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞、活塞環(huán)工作在高溫高壓的環(huán)境中，需要選擇熱穩(wěn)定性好的材料制造。機(jī)械零件在使用過(guò)程中受到各種載荷的作用所反映出來(lái)的性能，稱(chēng)為材料的力學(xué)性能。金屬材料在加工和使用過(guò)程中，都會(huì)受到外力的作用，這種外力通常稱(chēng)為載荷。1載荷按作用性質(zhì)不同，可分為靜載荷、沖擊載荷和交變載荷三類(lèi)。2載荷按作用方式不同，可分為拉伸、壓縮、彎曲、剪切和扭轉(zhuǎn)五種根本形式。載荷的作用形式

8、a拉伸 b壓縮 c彎曲 d剪切 e扭轉(zhuǎn)金屬材料在載荷作用下，形狀和尺寸的變化稱(chēng)為變形。變形一般分為彈性變形和塑性變形。1金屬材料在外力作用下而發(fā)生變形，當(dāng)外力去除后，能夠消失的變形稱(chēng)為彈性變形。2不能消失的變形稱(chēng)為塑性變形，也稱(chēng)為剩余變形或永久變形。 金屬材料的選用離不開(kāi)對(duì)金屬力學(xué)性能的分析。橋梁鋼纜汽車(chē)輪胎螺栓材料的力學(xué)性能是影響材料選用的至關(guān)重要的因素。金屬的力學(xué)性能強(qiáng)度塑性硬度韌性疲勞強(qiáng)度強(qiáng)度是指在外力載荷作用下，金屬材料抵抗永久變形和斷裂的能力，強(qiáng)度通常用應(yīng)力表示。應(yīng)力是指材料單位橫截面積上所產(chǎn)生的抵抗力，用符號(hào)表示，單位為Pa即N/m2。金屬材料有多種強(qiáng)度，通常用屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度作

9、為根本強(qiáng)度指標(biāo)。其值可以通過(guò)拉伸試驗(yàn)來(lái)測(cè)定。拉伸試樣金屬材料在載荷作用下發(fā)生塑性變形而不斷裂的能力稱(chēng)為塑性。金屬材料的塑性也可通過(guò)拉伸試驗(yàn)測(cè)定，常用斷后伸長(zhǎng)率和斷面收縮率來(lái)表示。塑性指標(biāo)1斷后伸長(zhǎng)率斷后伸長(zhǎng)率是指試樣標(biāo)距長(zhǎng)度的伸長(zhǎng)量與原始標(biāo)距長(zhǎng)度的百分比，用符號(hào)A表示。2斷面收縮率斷面收縮率是指試樣拉斷處橫截面積的減少量與原始橫截面積的百分比，用符號(hào)Z表示。斷后伸長(zhǎng)率和斷面收縮率的值越大，表示材料的塑性越好。塑性和強(qiáng)度是金屬材料最重要的力學(xué)性能指標(biāo)。硬度是指材料外表抵抗局部塑性變形、壓痕或劃痕的能力，用符號(hào)HB表示。材料硬度越高，其耐磨性越好。常用的有布氏硬度和洛氏硬度兩種。1布氏硬度布氏硬度

10、試驗(yàn)是使用一定直徑的硬質(zhì)合金球體，以規(guī)定試驗(yàn)力壓入試樣外表，保持規(guī)定時(shí)間后卸除試驗(yàn)力，然后用測(cè)得的外表壓痕直徑來(lái)計(jì)算硬度，布氏硬度用符號(hào)HBW表示，如175HBW。數(shù)值越大，表示材料硬度越高。布氏硬度測(cè)定2洛氏硬度洛氏硬度試驗(yàn)采用金剛石圓錐體或淬火鋼球壓頭壓入金屬外表，保持一定時(shí)間后卸除試驗(yàn)力，以測(cè)得的壓痕深度來(lái)計(jì)算洛氏硬度，用符號(hào)HR表示。一般來(lái)說(shuō)，金屬材料的硬度越高，其耐磨性越好。另外，材料的硬度和強(qiáng)度也有一定的關(guān)系，一般硬度高，那么強(qiáng)度也高。洛氏硬度測(cè)定韌性是指材料抵抗沖擊載荷作用而不被破壞的能力。材料的韌性是通過(guò)沖擊試驗(yàn)的方法測(cè)驗(yàn)出來(lái)的，沖擊韌度越高，韌性越好。沖擊試驗(yàn)汽車(chē)工業(yè)中很多機(jī)

11、械零件如軸、齒輪、連桿、彈簧等，在工作過(guò)程中往往會(huì)受到大小、方向隨時(shí)間呈周期性變化的應(yīng)力作用，這種應(yīng)力稱(chēng)為交變應(yīng)力。疲勞強(qiáng)度是指材料在無(wú)數(shù)次交變應(yīng)力作用下而不發(fā)生斷裂的最大應(yīng)力，用符號(hào)-1表示，單位為PaN/m2。金屬材料的各種力學(xué)性能之間有一定聯(lián)系。因此，在選用材料時(shí)要兼顧其各項(xiàng)力學(xué)性能。金屬的工藝性能是指金屬材料適應(yīng)各種加工工藝方法的能力。金屬的工藝性能鑄造性能壓力加工性能焊接性能切削加工性能熱處理性能鑄造性能是指金屬材料是否能用鑄造方法獲得優(yōu)良鑄件的能力，主要有流動(dòng)性、收縮性、吸氣性等。鑄造加工壓力加工性能是指金屬材料在冷、熱狀態(tài)下進(jìn)行壓力加工的難易程度。通常塑性好的材料，壓力加工性能也好。壓力加工冷軋焊接性能是指金屬材料對(duì)焊接加工的適應(yīng)性。一般來(lái)說(shuō)，低碳鋼具有良好的焊接性能，高碳鋼、鑄鐵和鋁合金的焊接性能那么較差。焊接加工切削加工性能是指金屬材料用切削刀具切削加工的難易程度。通常切削性能好的材料加工時(shí)，刀具磨損小，外表質(zhì)量高。切削加工車(chē)削熱處理性能是指金屬材料適應(yīng)各種熱處理方法的能力。各類(lèi)