汽车材料的性能与选择共46页文档
汽车工程材料 第一章 材料的性能
零件选材的原则
使用性能 工艺性能 经济性
用所选材料制造的零件应满足 使用要求 用所选材料制造的零件应便于 加工
在满足使用性能和工艺性 能的前提下，具有较低的 成本 使用性能与工艺性能表现在哪些 方面？由哪些指标来衡量？
第一章 材料的性能
使用性能 力学性能 物理性能：材料的固有属性 化学性能：材料抵抗周围介质侵略的能力 铸造性能 锻造性能 焊接性能 切削加工性能 热处理性能
10
备注
1. 压痕中心 距试样边缘 不应小于压 痕平均直径 的2.5倍； 2. 两相邻压 痕中心距试 样边缘不应 小于压痕平 均直径的4 倍； 3. 试样厚度 至少为压痕 深度的10倍。 试验后试样 支撑面应无 可见变形痕 迹。
钢 、 铸 铁
≥140
10
5 2.5
30
﹤140
10 5 2.5
非 铁 金 属 材 料
压缩载荷 拉伸载荷 扭转载荷 剪切载荷 弯曲载荷
变形
材料在受到载荷的作用下，发生几 何和形状的变化
弹性变形 变形 塑性变形
材料在受到载荷的作用下，发生变 形，载荷卸除后恢复原状的变形
材料在受到载荷的作用下，发生变 形，载荷卸除后不 能恢复原状的变 形，也叫永久变形
第三节 金属材料的力学性能
金属材料的力学性能的优劣是用什么来衡量呢？ 力学性能指标： 用来表征材料力学性能的各种 临界值或规定值 强度 塑性 硬度 冲击韧性 疲劳强度 蠕变强度 断裂韧度
e
Fe A0
弹性极限σe表示保持弹性变形而不产生永久变 形的最大应力
工程中常根据σe确定弹性零件的工作应力
（3）屈服强度（σs、σ0.2）
汽车材料模块三：汽车材料的性能
伸长gf。
二、强度的指标
强度指材料抵抗塑性变形和断裂的能力 。
1、屈服点
σs = Fs/S0
符号：
σs 材料产生屈服现象时的最小应力
σs
Fs：试样屈服时所承受的拉伸力（N）
பைடு நூலகம்
S0 ：试样原始横截面积（mm）
2.抗拉强度：试样在断裂前所能承受的最大应力。用符号：b表示
4、测量范围 用于测量淬火钢、硬质合金等材料.
五、韧性 (1)冲击韧度αK 材料抵抗大能量一次冲击的能力 原理:
冲击试验机
冲击试样和冲击试验示意图
六、疲劳强度
疲劳概念：承受交变应力的零件，在工作应力低于材 料的屈服强度的情况下长时间工作时，会产生裂纹或 突然断裂，这种现象称为疲劳失效（破坏）。
四、硬度
1、定义：指材料局部表面抵抗塑性变形和破坏的 能力。它是衡量材料软硬程度的指标，其物理含义 与试验方法有关。 2、硬度的测试方法 （1）布氏硬度 （2）洛氏硬度 （3）维氏硬度 （4）肖氏硬度
(1)布氏硬度 HB ( Brinell-hardness )
布氏硬度计
适用范围: ❖ ＜450HBS; ❖ ＜650HBW;
模块三 汽车材料的性能
课题一 金属材料的性能
课题一 金属材料的性能
1.对制造汽车所使用的金属材料的性 能有所了解，特别是金属材料的力学 任务目标 性； 2.了解金属材料性能的表示方法
金属材料是主要的汽车零件材料，汽 车中约60%的零件是用金属材料制成的。 由于用于制造汽车零件的金属材料种类很 多，性能各异，只有充分了解金属材料的 性能及用途，才能正确、合理地选用材料。
汽车零件选材原则
汽车零件选材原则
汽车零件的选材原则主要包括以下几个方面：
1. 材料的机械性能：汽车零件需要承受各种力、压力和振动，因此选材时要考虑材料的强度、硬度、韧性和耐疲劳性等机械性能。
2. 材料的耐腐蚀性：汽车在使用过程中会接触到各种化学物质、湿气和盐雾等腐蚀性环境，因此需要选用具有良好耐腐蚀性的材料，以延长零件的使用寿命。
3. 材料的重量和密度：汽车需要在行驶过程中具有较低的油耗和较高的燃油效率，因此选材时要考虑材料的重量和密度，选择轻量化材料可以减轻整车重量，提高燃油经济性。
4. 材料的成本和可供性：汽车制造需要大量的零件，因此选材时要考虑材料的成本和可供性，选择成本低廉且容易获得的材料可以降低制造成本和零件供应风险。
5. 材料的可加工性：汽车零件需要经过加工和制造过程，因此选材时要考虑材料的可加工性，即材料是否易于加工和成型，是否能够满足零件的复杂形状和尺寸要求。
6. 材料的环境友好性：随着环保意识的提高，汽车制造越来越注重材料的环境友好性，选材时要考虑材料的可回收性、可再利用性和生命周期环境影响等因素。
汽车材料的性能与选择
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7
内饰件
材料要求：
装饰性 耐划伤 耐气候性 有机挥发物低 安全性：燃烧性能，破碎性能
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8
发动机周围件
前端组件：风扇，框架 发动机罩盖 进气歧管 空调组件：风机壳体，通风管道 容器：防冻液，刹车液，清洗液 燃油系统：油箱，油管
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9
发动机周围件材料要求
>19
强度
40
15-30(23℃) 韧性
1500-2500 刚性
>25
>105
耐热性能
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19
软质仪表板制作过程
注塑
GMT,木粉压制
搪塑成型 吸塑成型
骨架 表皮
浇注 PU发 泡层 骨架 表皮 结合
仪表板
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20
仪表板骨架
热固性材料－木粉板，SMC/BMC
VW车型，卡车，大中型客车
热塑性材料－PC-GF，SMA-GF，PPO
仪表板附件
杂物盒
PP，或者ABS
副仪表板
PP+EPDM+TALC
出风口－耐冷热交变
ABS, PC/ABS
饰框－电镀，仿木处理
ABS, PC/ABS
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23
仪表板特殊要求
HDT温度高（1.8MPa） ≥100℃
可冷凝挥发物含量低(SAE J1756) ≤2mg
低光泽
光泽度≤4 （60°）
汽车材料的性能与选择
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1
第一部分
汽车塑料件综述
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2
前罩装饰件
前立柱
前端组件
散热器格栅
中立柱
后立柱
车辆制造中的材料选择如何选择适合汽车零件的材料
车辆制造中的材料选择如何选择适合汽车零件的材料在车辆制造过程中，材料的选择是至关重要的。
汽车零件的材料选择涉及到车辆性能、安全性、经济性等方面的考虑。
本文将就车辆制造中的材料选择问题展开论述。
一、车辆材料选择的要求车辆零件材料的选择需要满足以下要求：首先，材料必须具备足够的强度和刚度，以保证零件在使用过程中能够承受各种力学负荷。
其次，材料应具备良好的耐腐蚀性和抗磨损性，以应对各种外界环境的侵蚀和零件间的摩擦磨损。
此外，材料还应具备较高的熔点和热稳定性，以确保零件在高温条件下能够保持稳定性能。
最后，材料的选择还要考虑到成本和可持续性等方面的因素。
二、常用的车辆零件材料1. 钢铁材料钢铁材料是车辆制造中最常用的材料之一。
不同种类的钢铁具备不同的性能特点，可以满足车辆制造中的各种需求。
普通碳钢具有良好的强度和刚度，适用于大多数车辆零件的制造。
高强度钢和耐腐蚀钢则可用于对强度和耐腐蚀性要求较高的零件制造。
此外，热处理后的钢材可提高其硬度和抗磨损性能。
2. 铝合金材料铝合金具有较低的密度和良好的耐腐蚀性，因此在车辆轻量化设计中得到广泛应用。
铝合金具备良好的成形性和可加工性，适用于车身、底盘和发动机等部位的制造。
与钢铁相比，铝合金在密度和强度之间取得了较好的平衡，能够减轻车辆自重，提升燃油经济性。
3. 高分子材料高分子材料主要包括塑料和橡胶等。
塑料材料具有良好的成形性、低密度和抗腐蚀性，可用于制造车身和内饰等部件。
橡胶材料则广泛应用于制动系统、悬挂系统等零件中，以提供良好的减震和减振效果。
4. 复合材料复合材料由两种或两种以上的材料组合而成，常见的复合材料包括碳纤维复合材料和玻璃纤维复合材料等。
复合材料具有高强度、低密度和良好的耐腐蚀性，可用于制造车身和部分结构零件。
然而，复合材料的成本较高，制造工艺也更为复杂。
三、材料选择的案例分析在实际的车辆制造中，材料选择往往需要根据具体要求做出合理的决策。
以发动机缸体材料选择为例，根据零件的特性，可以选择铸铁、铝合金或镁合金等材料。
汽车材料课件
钢铁材料的种类繁多，包括碳素 钢、合金钢、不锈钢等，根据不 同的使用场合选择合适的材料。
轻金属材料
轻金属材料在汽车制造中逐渐 得到广泛应用，如铝合金、镁 合金等。
轻金属材料具有密度小、强度 高、耐腐蚀性好、加工性能优 良等特点。
铝合金在汽车车身、底盘、发 动机等部件中应用广泛，镁合 金则主要用于制造汽车座椅、 仪表盘等部件。
材料抵抗自然环境侵蚀的能力，对于汽车来说， 耐候性影响汽车的使用寿命和外观质量。
04
汽车材料的发展趋势与挑战
新材料的应用
高强度轻质材料
如铝合金、镁合金和碳纤维复合材料等，用于减轻车身重量，提 高车辆燃油经济性和动力性能。
智能材料
如形状记忆合金、液晶聚合物等，用于自适应控制和调节汽车零部 件的功能。
轻量化材料
选用高强度钢、铝合金、镁合金等轻质材料，降低汽车重量，提 高燃油经济性。
耐腐蚀材料
选用耐腐蚀材料，如镀锌钢板、不锈钢等，提高汽车耐腐蚀性能。
隔热材料
选用隔热材料，如玻璃纤维、聚氨酯泡沫等，提高汽车隔热性能。
材料优化与改进
材料表面处理
采用表面处理技术，如 电镀、喷涂等，提高材 料表面硬度和耐腐蚀性 能。
玻璃材料
具有透明度高、耐腐蚀、 安全性好等优点，用于制 造汽车风挡玻璃、天窗玻 璃等部件。
复合材料
1 2 3
纤维增强塑料复合材料
通过将纤维增强材料与塑料基体结合，提高材料 的强度和刚度，用于制造汽车车身、底盘等部件 。
金属基复合材料
通过将金属基体与增强材料结合，提高材料的强 度和刚度，用于制造汽车发动机部件、刹车片等 部件。
其他复合材料
如碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料等，具有 轻量化、高强度、耐腐蚀等优点，用于制造高性 能汽车部件。
汽车车身材料的选择与应用
汽车车身材料的选择与应用在汽车工业的发展历程中，车身材料的选择一直是一个至关重要的环节。
它不仅关系到汽车的性能、安全性、耐久性，还对生产成本、环保要求等方面产生着深远的影响。
随着科技的不断进步和消费者需求的日益多样化，汽车车身材料的种类也越来越丰富，为汽车制造商提供了更多的选择。
汽车车身材料的种类繁多，常见的包括钢材、铝合金、镁合金、碳纤维复合材料等。
每种材料都有其独特的性能特点，适用于不同的车型和应用场景。
钢材是汽车车身制造中应用最为广泛的材料之一。
它具有良好的强度和韧性，成本相对较低，加工工艺成熟。
高强度钢的出现，更是在保证车身强度的同时，减轻了车身重量。
然而，钢材的密度较大，会增加车辆的整体重量，从而影响燃油经济性和动力性能。
铝合金是一种轻质金属材料，其密度约为钢材的三分之一。
在汽车车身中的应用，可以显著减轻车身重量，提高燃油效率和车辆性能。
铝合金还具有良好的耐腐蚀性和可回收性，符合环保要求。
但铝合金的成本相对较高，加工难度较大，限制了其在一些经济型车辆中的广泛应用。
镁合金是比铝合金更轻的金属材料，但其强度和耐腐蚀性相对较差。
目前，镁合金在汽车车身中的应用还相对较少，主要用于一些高端车型的零部件制造。
碳纤维复合材料具有极高的强度和刚度，同时重量极轻。
它在高性能跑车和赛车中得到了广泛应用，能够显著提升车辆的加速、制动和操控性能。
然而，碳纤维复合材料的成本极高，生产工艺复杂，难以大规模应用于普通量产车型。
在选择汽车车身材料时，需要综合考虑多个因素。
首先是性能要求，包括强度、刚度、耐腐蚀性、碰撞安全性等。
例如，在设计一款高性能跑车时，为了追求极致的性能，可能会选择碳纤维复合材料来打造车身；而对于一款经济型家用轿车，钢材或铝合金可能是更合适的选择。
其次是成本因素。
不同的车身材料价格差异较大，这会直接影响到汽车的生产成本和市场售价。
汽车制造商需要在保证性能的前提下，尽可能控制成本，以提高产品的竞争力。
汽车材料的选材原则
汽车材料的选材原则1. 引言汽车作为现代交通工具之一，其结构设计与材料选用对于其性能、安全性以及推广普及具有重要的意义。
汽车材料的选择有其固定的原则，在实际设计当中应当遵循材料选取的基本原则，以期最大化地发挥汽车性能。
2. 强度和刚度当设计汽车时，强度和刚度是最主要的指标之一。
应选择这两种方面表现相对良好的材料。
比如，钢材是相对较为常用的材料之一，因为其强度和刚度都比较高。
除此之外，现在也有各种新兴材料可选，如铝合金、镁合金、钛合金等，它们拥有各自独特的特性。
3. 密度选择时，还应考虑汽车的重量。
车身重量对于汽车的安全性和燃油消耗都有较大的影响。
因此，应选择重量较轻的材料，如铝合金、碳纤维等，以便减少汽车的整体重量。
4. 耐腐蚀性汽车在使用过程中，会很容易受到环境的影响而发生腐蚀、损坏等问题。
因此，在材料选择时，应考虑材料的耐腐蚀性，以保证汽车寿命和长期使用性能。
5. 经济性汽车材料的选用也应当兼顾材料的成本和性能。
在材料的选择过程中，需要考虑到成本和性能之间的平衡，选择能够在性能和成本上达到完美平衡的材料。
6. 安全性汽车材料选用之后的安全性同样需要被考虑。
在此方面，需要保证材料的使用寿命以及在设计中添加的相关安全装置。
安全性与材料本身是否易损、熔点等有关系。
因此，在选取材料的同时，也要注意材料的安全性，以最大程度地保证汽车乘客的安全。
7. 可持续性随着科技的不断发展和社会的变化，可持续性已经成为越来越重要的一个方面。
在汽车材料的选择过程中，就需要考虑其对环境的影响以及其可持续性。
应该在材料的选择时，尽可能选择对环境友好的可持续材料。
8. 结论汽车材料的选择需要面对多方面的因素，尤其是强度、刚度、密度、耐腐蚀性、经济性、安全性、可持续性等。
材料应选择能够在性能和成本上达到完美平衡的，能够满足车身设计以及出行需求。
同时，在材料的选择过程中，也应兼顾其环保及可持续性。
汽车材料选型设计规程
汽车材料选型设计规程
汽车材料选型的设计规程通常包括以下几个方面：
1. 材料性能要求：根据汽车的使用环境和功能需求，确定材料的性能要求，包括强度、刚度、耐腐蚀性、阻燃性、耐磨性、耐疲劳性等。
2. 材料成本要求：考虑到汽车生产的成本因素，需要在满足性能要求的前提下，选择相对经济的材料。
3. 材料可用性要求：要确保所选材料具有足够的供应量和快速的供货周期，以确保汽车生产不受材料供应的限制。
4. 材料可加工性要求：考虑到汽车零件的复杂形状和加工工艺的要求，选用的材料需要具有良好的可加工性，如可锻性、可冲/压形性、可焊性、可切削性等。
5. 材料环保要求：随着对环境保护意识的提高，汽车材料的环保性逐渐成为选型的重要因素之一。
需要考虑材料的可再生性、可回收性、低污染性等方面。
6. 材料密度要求：为了减轻汽车的自重，降低能耗，需要选择材料的密度尽量小，同时保证性能要求。
7. 材料耐用性要求：汽车是长期使用的耐久品，所选材料需要具有较好的耐久性，以保证汽车在使用寿命内能够正常运行。
8. 材料安全性要求：材料的安全性是制定汽车材料选型设计规程的重要因素之一。
需要考虑材料的毒性、辐射性、易燃性等方面，以保证驾乘人员的安全。
上述规程仅为常见的一些方面，具体的汽车材料选型设计规程还需要根据不同车型、用途和地域等因素进行细化和补充。
汽车材料选型设计规程(4篇)
汽车材料选型设计规程是指在汽车设计和制造过程中，选择合适的材料并进行设计的一套规范和原则。
以下是一些常见的汽车材料选型设计规程：1. 强度要求：根据汽车的使用需求和预期承载的负荷，选择材料的强度和刚度。
常见的材料包括钢铁、铝合金和复合材料等。
2. 轻量化设计：轻量化是现代汽车设计的重要趋势，可以通过选用更轻的材料来减少整车重量，提高燃油效率。
其中，铝合金、高强度钢等轻量材料被广泛应用于汽车制造中。
3. 耐腐蚀性：汽车在不同的环境和气候条件下运行，需要选择材料具有良好的耐腐蚀性能。
一些材料如不锈钢、镀锌钢等具有较好的耐腐蚀性能。
4. 安全性：汽车设计中需要考虑车辆的安全性，特别是在碰撞事故中保护乘客的安全。
选用高强度材料和具有良好韧性的材料可以提高汽车的安全性能。
5. 制造成本：材料的选用还需要考虑制造成本的因素，包括材料的价格、可加工性、可再利用性等。
选用成本适中且易于加工的材料可以满足制造的需求。
6. 可持续性：在材料选型和设计中，越来越多的考虑到材料的可持续性，包括材料的再生利用、能源消耗、环境影响等因素。
选用可回收和可再利用的材料，降低环境负荷，是可持续发展的追求。
总之，汽车材料选型设计规程需要综合考虑车辆的功能需求、安全性、经济性、环境影响等方面，选择适合的材料进行设计。
汽车材料选型设计规程（2）汽车材料选型设计是指在汽车设计过程中，根据汽车的性能要求和使用环境，选择合适的材料进行汽车的各个部件的设计。
合理选材可以保证汽车的性能和安全，提高汽车的可靠性和使用寿命。
本文将介绍汽车材料选型设计的规程和步骤，并对常用的汽车材料进行简要介绍。
一、汽车材料选型设计的规程汽车材料选型设计的规程可以分为以下几个步骤：1.明确汽车的性能要求在进行汽车材料选型设计之前，首先需要明确汽车的性能要求。
包括汽车的载重能力、安全性、燃油经济性、舒适性等方面的要求。
同时还需要考虑汽车的使用环境，包括极端温度、湿度、腐蚀性环境等。
汽车材料选型设计规程
汽车材料选型设计规程
是指在汽车设计中，根据不同部件的要求和功能，选择适当的材料进行设计和制造的规范和指导。
以下是一般的汽车材料选型设计规程的一些内容：
1. 材料的机械性能：根据车身、发动机、底盘等部件的工作条件和负荷要求，选择材料的强度、刚度、韧性等机械性能指标。
2. 材料的耐热性和耐腐蚀性：考虑到发动机、排气系统、冷却系统等部件的高温和腐蚀环境，选用具有良好耐热和耐腐蚀性能的材料。
3. 材料的轻量化和节能性：为了降低汽车的整体重量和燃油消耗，选择轻质高强度材料，如高强度钢、铝合金、碳纤维复合材料等。
4. 材料的成本和可获得性：要考虑材料的成本和供应情况，选择价格适中且易获取的材料，以确保汽车的经济性。
5. 材料的生态性能：考虑材料的可回收性、可再利用性和环境友好性，选择对环境影响较小的材料。
此外，还应根据不同部件的要求和特点，选择适当的材料，如用于车身的钢材、铝合金或复合材料，用于座椅的织物或合成材料，用于装饰件的塑料等。
需要注意的是，以上规程仅为一般准则，具体的汽车材料选型设计应根据具体情况和要求进行，还需考虑其它因素，如生产工艺、制造成本、安全性等。
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6
、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
Байду номын сангаас
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
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29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
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30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
46
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
1
0
、
倚
南
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
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26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
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27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
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