汽车机械基础第3章 汽车典型零件材料的选择
汽车零件生产中的材料选择要点
汽车零件生产中的材料选择要点在汽车零件生产中，材料选择是一个至关重要的环节。
材料的选择直接影响着零件的质量、性能和寿命，同时也关系到汽车的安全性和可靠性。
因此，为了生产出高质量的汽车零件，需要注意以下几个材料选择的要点。
1. 材料的强度和硬度要适中。
汽车零件在使用过程中，经常面临大的冲击力和振动力，因此材料的强度和硬度需要具备一定的抗冲击和抗振动能力。
然而，如果材料过于坚硬和强度过高，可能会导致零件脆性增加，容易发生断裂。
因此，需要根据具体的零件功能和受力情况选择合适的材料。
2. 材料的耐腐蚀性要优良。
汽车零件常常暴露在恶劣的环境中，如高温、湿度、酸碱等，因此具备良好的耐腐蚀性能是必要的。
对于零件接触油、水或者其他化学物质的情况，需要选择具有优异耐腐蚀性的材料，以保证零件的使用寿命和性能。
3. 材料的可加工性要好。
汽车零件通常需要进行切削、焊接、冲压等加工工艺，因此要选择具有良好可加工性的材料。
良好的可加工性可以保证零件加工过程中的工艺性能，并且可以降低生产成本。
4. 材料的成本要合理。
材料成本是零件生产过程中重要的考虑因素之一。
高性能材料通常价格昂贵，而低成本材料可能性能不足。
因此，在材料选择时，需要在性能和成本之间进行权衡，选择符合预算限制的材料。
5. 对环境友好的材料选择。
随着环保意识的提高，对环境友好材料的需求也越来越高。
在汽车零件生产中，应该优先选择对环境影响较小的材料，如可回收材料和低污染材料等，以减少对环境的负面影响。
综上所述，汽车零件生产中的材料选择要点包括：强度和硬度适中、耐腐蚀性良好、可加工性好、成本合理、环境友好。
通过合理选择材料，可以生产出高质量、高性能、安全可靠的汽车零件，为汽车行业的发展做出贡献。
机械工程典型零件的选材原则
机械工程典型零件的选材原则一、典型零件的选材1．轴类轴类零件主要依据载荷的性质、大小及转速凹凸，精度和表面粗糙度要求，轴的尺寸大小以及有无冲击、轴承种类等来选材。
(1)主要承受弯矩、扭矩的轴，如机床主轴、曲轴、汽轮机主轴、变速箱传动轴、卷扬机轴等，常选45、40Cr、40MnB 和45Mn2等，先经调质处理，再在轴颈处进行高、中频淬火及低温回火。
(2)同时承受弯矩、扭矩及拉、压应力的轴，如锤杆、船用推进器等，常选用30CrMnSi、40MnB、40CrNiMo等。
一般也是先经调质处理，然后再进行高频淬火、低温回火。
(3)要求轴颈处耐磨的轴，常选中碳钢经高频淬火，将硬度提高到52HRC以上。
(4)承受较大冲击载荷，又要求较高耐磨性的外形复杂的轴，如汽车、拖拉机的变速轴等，可选低碳合金钢（18Cr2NiWA、20Cr、20CrMnTi等），经渗碳淬火、低温回火处理。
(5)要求有较好的力学性能和很高的耐磨性，而且在热处理时变形量要小，长期使用过程中要保证尺寸稳定，如高精度磨床主轴，选用渗氮钢38CrMoAIA，进行氮化处理，使表面硬度达到1100-1200HV(69-72HRC)，心部硬度230-280HBS。
2．齿轮齿轮选材的主要依据是齿轮的工作条件、性能要求、失效形式等。
(1)硬度和耐磨性要求不很高，对冲击韧度要求一般的中，低速和载荷不大的中、小型传动齿轮，如车床、钻床等变速齿轮，可选用中碳钢或中碳合金钢，并经调质处理。
(2)运动速度高、重载、冲击较大的重要齿轮，如汽车、拖拉机变速箱齿轮、驱动桥齿轮等，可选用20CrMnTi、20Cr、20CrMo等，调质后渗氮。
(3)外形复杂、难以锻造的大型齿轮，如起重机齿轮，可选用ZG270-150、ZC310-570、ZG340-640、ZG40Cr等。
(4)仪器、仪表及在腐蚀性介质中工作的轻载齿轮，可选用黄铜、铝青铜、锡青铜等。
二、箱体、底座箱体、底座类零件是机械中的重要零件之一，其外形不规则、内外结构都比较复杂，工作条件相差也很大。
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。
汽车零件的选材
（3）工艺路线 热轧钢板冲裁下料→压力成型→淬火→中 温回火→喷丸强化 喷丸强化也是表面强化的手段，目的是提 高零件的疲劳强度。
（一）汽车结构零件用材 1）发动机缸体和缸套材料 缸体常用的材料有灰铸铁和铝合金两 种。铝合金的密度小，但刚度差、强度低、 价格贵。所以，除了某些发动机为减轻重 量而采用铝合金外，一般缸体材料均采用 灰铸铁。
中
中
好
好
好
好
4～10
50～500
-100～300
差
差
好
中
差
好
（三）复合材料
复合材料 由两种或两种以上性质不同的物质，经人工组合而成 的多相固体材料，称为复合材料。 1）复合材料的分类 • 按基体不同，分为两类：非金属基复合材料和金属基 复合材料。 • 按增强相的种类和形状不同，分为三类：颗粒复合材 料、层叠复合材料和纤维增强复合材料。 • 按性能，分为结构复合材料、功能复合材料等。
中
好
中
差
差
好
轮胎、胶板、胶布、 胶带、胶管 轮胎、v带、耐寒 运输带、绝缘 件 电线(缆)包皮，耐 燃胶带、胶管， 汽车门窗嵌条， 油罐衬里 耐油密封圈、输油 管、油槽衬 耐磨件、实心轮胎、 胶辊 高级密封件，高耐 蚀件，高真空 橡胶件 耐高、低温制品和 绝缘件
18～25
450～800
-70～120
2）常用橡胶类零件
种类 名称 （代号） σb/MPa δ /% 使用温度 t/℃ 回弹性 耐磨性 耐碱性 耐酸性 耐油性 耐老化 用 途 举 例
天然橡胶 （NR） 丁苯橡胶 （SBR） 顺丁橡胶 （BR）
17～35
650～900
-70～110
好
中
汽车零件的选材课件
玻璃钢
玻璃纤维增强塑料（GFRP）
具有轻质、高强、耐腐蚀等特 点，广泛用于制造汽车车身覆 盖件和结构件
碳纤维复合材料与玻璃钢的比 较
碳纤维复合材料具有更高的强 度和刚性，而玻璃钢在成本和 易于加工方面具有优势，二者 在汽车制造中各有优劣
03
汽车发动机材料的选择
铝合金
轻量化
铝合金具有较低的密度，适用 于制造轻量化要求较高的汽车
零件。
良好的导热性
铝合金具有优良的导热性能， 有助于发动机散热。
易于加工
铝合金具有良好的塑性和切削 加工性能，便于制造各种复杂 形状的零件。
耐腐蚀性
铝合金表面容易形成致密的氧 化膜，具有良好的耐腐蚀性。
铸铁
强度高
铸铁具有较高的强度和耐磨性，适用于制造 承受高负荷的汽车零件。
成本低
铸铁制造成本相对较低，广泛用于汽车制造 。
常用的抗电磁干扰材料包括金属屏蔽材料、导电橡胶 、导电涂料等，选择时需根据具体应用场景和性能需
求进行选择。
07
汽车轻量化材料的选择
高强度钢
01
强度高、延性好，具有优良的加 工性能和焊接性能，广泛用于汽 车车身、底盘、悬架等结构件
02
成本低，易于实现工业化生产， 是传统汽车用钢的主要材质之一
重量大，不利于汽车轻量化
结构件
通过塑性加工获得各种形状和尺寸的铝合金，用于制 造车身覆盖件、结构件和加强件
铸造铝合金 变形铝合金
碳纤维复合材料
高强度碳纤维
具有高强度、高刚性和抗疲劳性 能，用于制造汽车结构件和安全
件
01
03
02 04
碳纤维复合材料
将碳纤维与树脂、金属或陶瓷等 基体结合，获得轻质、高强、耐 腐蚀等优异性能，用于制造车身 覆盖件和结构件
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。
汽车机械基础-汽车典型零件材料的选择
层深 /mm
硬度 /HRC
2.5～5 —
45～58 —
5～7 3～6
54～58 49～62
4～7 4～7
52～58 52～63
— 37～44
—
— ≥247
—
—
7～10 8～10 6.5～7
—
50～55 53～60 54～57
渗碳淬火
层深 硬度 /mm /HRC
—
— 1.5～ 1.8
— — 1.2～ 1.6 —
1．轿车身结构简介 现代的轿车车身大都采用承载式车身，车身零件种类繁多，结 构复杂。按照车身零件的安装位置和功用，可分为车身覆盖件 和车身构架。车身覆盖件是汽车车身的主要零件，影响着汽车 的美观程度，因此质量要求比较高。车身构架包括底板总成和 安全结构件
3.2.2 轿车车身常用材料
3．轿车身常用钢材
3.2 汽车典型零件的选材
3.2.1 发动机和变速器典型零件材料的选择 4、发动机连杆的选材 连杆的工作条件要求连杆既有较高的强度和抗疲劳性 能；又有足够的刚性和韧性。此外还应尽量减小连杆 自身的质量，以减小惯性力的作用。连杆的主要损坏 形式是疲劳断裂和过量变形，因此要求连杆材料必须 具备优良的综合力学性能及高的抗疲劳强度。 根据连杆的工作条件和失效形式，连杆通常采用中碳 钢和合金钢模锻或辊锻而成，常用的材料有40、45、 50、45Mn2、40Cr、35CrMo、42CrMo等
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能力训练与拓展
2．常用热处理工艺简述 退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的“四把火” 热处理工艺一般包括加热、保温和冷却三个过程，有时只有加热 和冷却两个过程。这些过程互相衔接，不可间断。 ④ 回火：指钢件经淬硬后，再加热到710℃以下的某一温度，保 温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。，其中的淬火与回 火关系密切，常常配合使用，缺一不可。 ⑤ 固溶处理：指使合金中各种相充分溶解，强化固溶体并提高 韧性及抗蚀性能，消除应力与软化，以便继续加工成型的工艺。 ⑥ 时效处理和时效：工件经过固溶热处理或淬火后在室温放置 或稍高于室温的适当温度保持，以达到沉淀硬化的目的。在室温 下称为自然时效，在高于室温下进行的称人工时效。
3-4汽车机械基础
（a）外螺纹
（b）内螺纹 （c）内外螺纹连接 图3－4－1 螺纹
项目3 汽车常用机械零件认识与选用
任务四 一、螺纹连接 常用连接件的认识与选用
1．螺纹基本知识 （1）螺纹形成及加工方法 常见的螺纹加工方法为车削和丝锥加工。
（a）车削外螺纹
（b）车削内螺纹
（c）丝锥加工螺纹
图3－4－2螺纹加工方法及工具
项目3 汽车常用机械零件认识与选用
任务四 一、螺纹连接 常用连接件的认识与选用
1．螺纹基本知识 （1）螺纹形成及加工方法 一个平面图形（如三角形，梯形，锯齿形等）沿圆柱或圆 锥表面上的螺旋线运动形成的具有相同断面的连续凸起和沟 槽的结构称为螺纹。 凸起部分的顶端称为牙顶，沟槽部分的底部称为牙底。 螺纹分内螺纹和外螺纹两种，内外螺纹一般成对使用。
（a）圆柱销
（b） 圆锥销 图3－4－31常用销
（c）开口销
项目3 汽车常用机械零件认识与选用
任务四 常用连接件的认识与选用
三、 销连接 2．常用销的简图和标记（见表3－4－5 ） 3．汽车专用销 （1）活塞销 活塞销是装在活塞裙部的圆柱形销子， 它的中部穿过连杆小头孔，用来连接 活塞和连杆，把活塞承受的气体作用 图3－4－32发动机活塞销 力传给连杆。
任务四 常用连接件的认识与选用
三、 销连接 1．常用销 圆柱销主要用于定位，也可用于连接，只能传递不大的载荷 ； 圆锥销有1︰50的锥度，其小端直径为标准值。圆锥销主要 用于定位，也可固定零件，传递动力。装拆比圆柱销方便 ； 开口销是一种防松零件，常用来防止螺母松动或固定其他零 件，与六角开槽螺母配合使用
任务四 一、螺纹连接
（２）螺纹连接的防松 摩擦防松：
常用连接件的认识与选用
汽车机械基础(第3版)项目三 汽车常用机械零部件
任务一 轴 任务二 轴承 任务三 联轴器、离合器、制动器与弹簧 任务四 连接与连接件
【任务引入】
手动变速器中有输入轴、输出轴和中间轴。汽车手动变速 器靠这些轴和齿轮等零部件相配合，实现汽车变速。那么，手 动变速器的输入轴是哪种类型的轴？
【任务分析】
轴是机械中的重要零件，主要功用是支承回转零件（如齿 轮、带轮、链轮、联轴器等），并传递动力和运动。机器的工 作能力和工作质量，在很大程度上与轴有关。
调心滚子轴承
深沟球轴承（非调心）
（4）按滚动体的列数分类 单列轴承—具有一列滚动体的轴承。 双列轴承—具有两列滚动体的轴承。 多列轴承—具有多于两列滚动体的轴承。
单列圆柱滚子轴承
双列圆锥滚子轴承
多列圆柱滚子轴承
（5）按主要用途分类 通用轴承—应用于通用机械或一般用途的轴承是通用轴承。
专用轴承—专门用于或主要用于特定主机或特殊工况的轴 承是专用轴承。
向心轴承主要用于承受径向载荷，其公称接触角 0 ≤ ≤45 ； 推力轴承主要用于承受轴向载荷，其公称接触角为 45 ≤90 。
径向接触轴承 = 0
角接触推力轴承 45 90
向心轴承
推力轴承
角接触向心轴承 0 ≤球 轴 承--滚动体为球的轴承。 滚子轴承--滚动体为滚子的轴承。
轴承（滚动轴承）。
工作时，轴承和轴颈的支承面
滚动轴承是标准件，具有摩擦阻
间形成直接或间接滑动摩擦的轴承， 力小、机械效率高、具有互换性、结
称为滑动轴承。滑动轴承主要应用 构紧凑、重量轻、磨损小、使用寿命
于高速、重载、高精度、结构上需 长等一系列优点，但也具有噪音大、
要剖分和低速受冲击与振动载荷作 结构比较复杂、成本较高等缺点。滚
汽车零件制造中的材料选择指南
汽车零件制造中的材料选择指南材料在汽车零件制造中起着至关重要的作用。
正确选择合适的材料能够保证零件的质量、性能和寿命，并且能够满足不同工况下的需求。
本文将介绍汽车零件制造中的材料选择指南，包括材料的物理性质、机械性能、耐久性以及成本等因素。
一、材料的物理性质物理性质是选择材料时需要考虑的最基本因素之一。
首先要考虑材料的密度和比重，这直接影响零件的重量。
对于车辆来说，轻量化是一个重要的目标，因为它可以提高燃油效率和减少排放。
其次需要考虑材料的热导率和热膨胀系数。
热导率决定了材料的导热性能，对于发动机和排气系统等高温部件来说尤为重要。
而热膨胀系数则决定了材料在温度变化时的膨胀程度，对于冷热循环频繁的零件来说必须注意此项指标。
二、材料的机械性能材料的机械性能直接影响到汽车零件的强度和刚度。
选择合适的机械性能有助于确保零件能够承受各种负载和振动环境，并保持其结构的完整性。
常见的机械性能指标包括抗拉强度、屈服强度、硬度和冲击韧性等。
抗拉强度是材料抵抗拉力的能力，通常用于要求高强度的零件制造。
屈服强度则是材料开始产生塑性变形时所需的应力，它决定了材料的可塑性。
硬度代表了材料的耐磨性，对于发动机零件和机械传动系统来说尤为重要。
冲击韧性则反映了材料在冲击载荷下的抵抗能力，对于保证零件的可靠性非常关键。
三、材料的耐久性耐久性是衡量材料在长期应用中能否保持其性能和寿命的关键指标。
当汽车在各种环境条件下运行时，材料可能会受到高温、湿度、腐蚀等因素的影响。
因此，需要选择耐高温、耐腐蚀和耐磨损的材料。
对于排气系统和制动系统等高温环境下的零件，耐高温材料是必需的。
而对于车身和车架等处于恶劣外部环境下的零件，耐腐蚀性非常重要。
此外，零件的摩擦和磨损是不可忽视的问题，选择抗磨材料能够延长零件的使用寿命。
四、成本考虑除了上述因素外，成本也是材料选择的一个重要考虑因素。
不同材料的成本差异很大，具体取决于原材料的供应和加工工艺的复杂程度。
汽车零件选材原则
汽车零件选材原则随着汽车产业的不断发展，汽车零件的选材也越来越重要。
选用合适的材料可以提高汽车的性能和可靠性，延长零件的使用寿命。
本文将介绍一些汽车零件选材的原则，帮助读者更好地了解汽车零件的选材过程。
一、耐磨性和耐腐蚀性对于汽车零件来说，耐磨性和耐腐蚀性是两个非常重要的性能指标。
汽车在行驶过程中，各个零部件都会经受摩擦和腐蚀的考验。
因此，选材时应选择具有良好耐磨性和耐腐蚀性的材料。
例如，发动机缸体常选用铸铁材料，因为铸铁具有较高的耐磨性和耐腐蚀性。
二、强度和刚度强度和刚度是衡量一个材料机械性能的重要指标。
汽车零件需要承受各种力的作用，因此必须选用具有足够强度和刚度的材料。
例如，车身结构常采用高强度钢材，以确保车身的刚性和安全性。
三、重量和密度汽车零件的重量直接影响车辆的燃油消耗和行驶性能。
因此，在选材时需要考虑材料的重量和密度。
轻量化是当前汽车行业的发展趋势，选用轻量高强度材料可以减轻车辆的整体重量，提高燃油经济性和操控性能。
铝合金是一种常用的轻量材料，被广泛应用于车身和发动机零部件中。
四、导热性和导电性汽车零件中的一些部件需要具有良好的导热性和导电性。
例如，发动机散热器需要能够快速将热量传递到空气中，以保持发动机的正常运行温度。
因此，在选材时需要选择具有良好导热性和导电性的材料，如铜和铝合金。
五、可塑性和可加工性汽车零件的制造过程通常需要进行冷加工、热加工或塑性加工。
因此，在选材时需要考虑材料的可塑性和可加工性。
可塑性好的材料能够在制造过程中更容易地改变形状，而可加工性好的材料则可以更方便地进行各种加工操作。
常见的可塑性和可加工性好的材料包括铝合金和塑料。
六、环保性随着环保意识的增强，汽车零件的选材也要考虑材料的环保性。
选择符合环保标准的材料，可以降低汽车的环境污染和对人体健康的危害。
例如，选择可回收利用的材料，如再生塑料，可以减少废弃物的产生，降低对环境的影响。
汽车零件的选材原则涉及多个方面，包括耐磨性、耐腐蚀性、强度、刚度、重量、密度、导热性、导电性、可塑性、可加工性和环保性等。
汽车主要零部件材料的选用方法分析
AUTO PARTS | 汽车零部件汽车主要零部件材料的选用方法分析朱晓华北京北汽模塑科技有限公司 北京市 102606摘 要： 材料的不断革新是汽车制造业技术进步中最为显著的一项内容，尤其是汽车零部件的选择，直接关系着汽车的耐用性和安全性。
本文对汽车零部件材料的选择方法进行分析，并对汽车齿轮类和轴类零件材料的选择方法进行较为详细论述，通过零部件的具体性能选择合适的材料有助于提升汽车可靠性能。
关键词：零部件；选用；汽车汽车制造、汽车运行和汽车美容都离不开材料。
材料是汽车工业发展的重要基础。
据统计，世界上每年钢材产量的1/4，橡胶产量的1/2，以及石油产量的1/2均被用于汽车及相关工业[1]。
在进行汽车零件的材料选择时，只有做到合理选择，在工作时最大化发挥使其效能，保证汽车的耐用性能，零件的加工工艺性能和经济性会更优越，并保障环境不被污染。
本文将对汽车主要零部件的材料选择的方法、步骤，以实例方式具体的分析了汽车主要零部件材料的选用方面内容。
1 汽车零件材料选择的方法和步骤1.1 按照材料使用性能选择对零件的工作条件进行分析，保证其使用性能可以发挥出来，对零件的工作条件分析后确定零件具体的使用性能。
比如当零件静载的时候，使用性能表现为材料抵抗弹性或塑性变形能力。
如果是交变载荷状态下，使用性能则以疲劳抗力为主。
1.2 通过失效分析来确定零件的使用性能汽车零件应该具有在特定温度下，承受一定载荷状态下保持自身自身几何形态和尺寸的能力，可以使得汽车完成限度之内的机械运动，将力和能量等传递下去。
如果汽车零件超过设计的要求时便会发生失效。
按照汽车零件可以承受的载荷类型及外部各种条件，汽车零件时效可分为3个大类：①零件表面损伤失效；②断裂失效；③过量变形失效。
失效分析的基本步骤是[2-3]：（1）对发生失效的零件及残骸进行统一收集并拍照记录，寻找零件失效发生的部位，在这个部位取样。
（2）对失效零件的资料进行详细整理和分析，如设计图样、实际加工工艺过程及尺寸、使用情况等，对失效零件从设计、加工、使用各方面进行全面分析。
汽车零件生产中的材料选择与应用
汽车零件生产中的材料选择与应用随着汽车产业的不断发展，汽车零件的质量与性能要求也越来越高。
而材料选择与应用在汽车零件生产中起着至关重要的作用，决定着零件的性能、耐久性和安全性。
本文将探讨汽车零件生产中材料选择与应用的相关问题，以及不同零件所采用的常见材料及其特性。
一、背景介绍汽车零件的生产通常会考虑以下几个关键要素：材料性能、生产成本、工艺制造以及环境要求。
材料的选择对于这些要素都有着直接的影响，因此在汽车零件生产中，材料选择是一个需要仔细考虑的关键环节。
二、材料选择与应用的关键因素1. 强度与刚度：汽车零件需要具备足够的强度和刚度以支撑车辆的重量和承受各种道路条件下的冲击和振动。
常见的材料选择包括高强度钢、铝合金以及一些复合材料。
2. 耐热性：汽车零件在运行过程中会受到高温的影响，例如引擎部件以及排气系统。
因此这些零件需要具备良好的耐热性能，常见的选择包括高温合金、陶瓷材料等。
3. 耐腐蚀性：汽车在不同的气候和道路条件下行驶，因此零件需要具备良好的耐腐蚀性能，以避免因外界环境对零件的腐蚀而导致失效。
不锈钢等材料常常被用于具备良好耐腐蚀性能的零件。
4. 轻量化：随着对燃油效率和环境友好性要求的提高，汽车制造商越来越注重降低汽车整车的重量。
因此，材料的轻量化成为一个重要的考虑因素。
铝合金、纤维增强复合材料等被广泛应用于轻量化设计中。
5. 可加工性：材料的可加工性对于零件制造过程来说至关重要。
制造商需要选择那些易于加工和成型的材料，以提高生产效率并降低成本。
三、常见零件的材料选择与应用1. 发动机零件：发动机是汽车的核心部件，承担着提供动力的重要任务。
因此，对于发动机零件的材料要求非常高。
高强度钢、铝合金和高温合金在发动机零件中得到广泛应用，以满足高温、高压和高速工作的要求。
2. 制动系统零件：制动系统对于汽车的安全性至关重要。
由于制动过程中会产生大量热量，制动系统零件需要具备良好的热传导性能和耐热性。
汽车机械基础(第3版)课件：汽车运行材料及选用
4.石油的炼制方法
常用的石油炼制方法有：常压蒸馏、减压蒸 馏、热裂化、催化裂化、加氢裂化、催化重整、 烷基化、延迟焦化等。
石油常压蒸馏过程
常压蒸馏是根据组成石油的各类烃分子 的沸点不同，利用加热、蒸发、冷凝等 步骤对石油进行的直接分馏。常压蒸馏 一般将石油分割成沸点范围为35-200℃ 的汽油馏分，175-300℃的煤油馏分， 200-350℃的柴油馏分，350℃以上的润 滑油或裂化原料馏分等组分。通过石油 炼制方法得到的石油产品大多数为半成 品，其中还含有硫化物、氧化物、氮化 物、胶质以及不饱和烃等杂质，还需对 这些半成品进行精制加工，
6.2车用燃料及选择
车用燃料消耗费用约占汽车运输成本的1／3左 右，直接影响汽车使用的经济性。
车用燃料主要包括车用汽油、车用柴油、车用 替代燃料(如甲醇、乙醇、乳化燃料、天然气、 石油气、氢气)等。
一、车用汽油
车用汽油是从石油中提炼出来的，由碳、氢元素组 成的烃类化合物。它是一种密度小、易于挥发的液 体燃料，自燃点为415～530℃。炼制方法有直馏 法、热裂化法、催化裂化法等。利用催化裂化法可 以从石油中获得更多的优质车用汽油。
闪点是指在规定的试验条件下，加热油品所产生的蒸 汽与周围空气形成的混合气接触火焰发生瞬间闪火的最 低温度，用℃表示。闪点低，轻柴油的蒸发性好；反之， 则蒸发性差。但闪点过低，蒸发性过好，易使发动机产 生工作粗暴现象。
轻柴油的闪点高低除了影响油品的蒸发性外，对柴油 的贮存和使用的安全也有影响，闪点低的柴油不仅会使 蒸发损失增大，而且其产生的大量柴油蒸汽也会造成失 火隐患，易引发火灾。因此，闪点不仅是柴油蒸发性的 评价指标，还是柴油安全性能的评价指标。
汽油抗爆性的评价指标汽油抗爆性的评价指 标是辛烷值和抗爆指数。
汽车机械制造的材料选择与工程材料应用
汽车机械制造的材料选择与工程材料应用随着技术的不断发展，汽车行业在不断地追求更高的性能和更好的安全性。
在汽车机械制造中，材料的选择和工程材料的应用起着至关重要的作用。
本文将探讨汽车机械制造中的材料选择与工程材料应用的相关问题。
一、材料的选择1.1 材料的物理特性在选择材料时，首先需要考虑的是材料的物理特性。
例如，汽车发动机部件需要具备高温抗氧化、高强度和耐磨损等特性；车身骨架需要具备高强度和良好的抗腐蚀性能；悬挂系统需要具备高强度和较低的密度等。
根据具体的应用需求，选用不同种类的材料。
1.2 材料的机械性能在汽车机械制造中，材料的机械性能也是十分关键的因素。
常见的机械性能指标包括强度、韧性、硬度和耐疲劳性等。
根据材料的使用环境和要求，选择适当的材料以满足机械性能方面的要求。
1.3 材料的成本在材料选择中，成本也是一个重要的考虑因素。
高性能材料往往价格昂贵，而低成本材料可能无法满足汽车制造的要求。
因此，需要权衡材料的性能和成本，并选择性价比较为合理的材料。
二、工程材料的应用2.1 高强度钢高强度钢具有良好的强韧性能，并且可以减轻汽车的重量。
在汽车车身骨架和车身零部件上的应用相对较多，可以提高汽车的碰撞安全性和燃油经济性。
2.2 铝合金铝合金具有较低的密度和良好的耐腐蚀性能，被广泛应用于汽车轻量化。
它可用于制造车身、发动机盖、车门等零部件，减轻车身重量，提高燃油经济性和操控性能。
2.3 高温合金高温合金主要应用于汽车发动机和排气系统等部件中。
这些部件需要在高温和高压的环境下工作，因此需要选择能够承受高温和高压的材料，如镍基高温合金。
2.4 复合材料复合材料是由两种或更多种不同材料组成的材料。
它们通常具有较高的强度和刚性，同时具备重量轻、耐腐蚀等优点。
复合材料在汽车制造中的应用包括车身零部件、车轮、刹车系统等。
2.5 聚合物材料聚合物材料在汽车制造中的应用主要体现在内饰和密封件等方面。
聚合物材料具有良好的加工性能和化学稳定性，可以实现复杂的造型和功能需求。
电子教案与课件：《汽车机械基础》 项目二——“汽车典型零件的选材”部分
“汽车典型零件的选材”部分
一、填空题
1. 2.11%、2.11%
2.低碳钢、中碳钢、高碳钢
3. 普通碳素钢、优质碳素钢、高级优质碳素钢
4. 碳素结构钢、碳素工具钢
5. 普通碳素结构钢、质量等级为A级、沸腾钢
6. 1.2%、优质钢、工具钢
7. 中碳钢，优质钢、结构钢
8. S、P、Si、Mn；、Si、Mn；S、P
二、选择题
1. B；
2. B；C；A；D
3. D；
4. A；
5. B；
6. C；
7. D；
8. C
三、说明下列金属材料的牌号的含义
Q195：屈服强度为195Mpa的普通碳素结构钢；
Q420：屈服强度为420Mpa的低合金高强度结构钢；
45：平均含碳量为0.45%的优质碳素结构钢；
20Cr：平均含碳量为0.2%，含Cr量为1%左右的合金渗碳钢；
38CrMoAl：平均含碳量为0.38%，含Cr、Mn、Al量为1%左右的合金调质钢；
T12A：平均含碳量为1.2%的高级优质碳素工具钢；
9SiCr：平均含碳量为0.9%，含Si、Cr量为1%左右的合金工具钢；
W18Cr4V：平均含碳量为1%以上，含Cr量为4%左右，含V量为1%左右的合金工具钢（高速钢）；
HT200：最低抗拉强度为200Mpa的灰口铸铁；
QT450-10：最低抗拉强度为450Mpa，伸长率为10%的球墨铸铁
四、结合汽车常用金属材料，完成下表。
27 汽车材料 教案：汽车典型零件的选材——汽车半轴的选材
《汽车材料》教案任课教师：课程名称：课程代码：上课班级：专业：总学时：周学时：学期：202 ～202 学年第学期汽车材料教案主要教育教学目标一、知识目标1. 能说出汽车零件失效的原因及选材的原则和方法；2. 能概述汽车齿轮工作条件、性能要求及热处理工艺；3. 能概述汽车轴类零件工作条件、性能要求及热处理工艺；4. 能概述汽车弹簧工作条件、性能要求及热处理工艺；5. 能概述汽车箱体类零件工作条件、性能要求及热处理工艺；6. 能概述汽车车身冲压零件工作条件、性能要求及热处理工艺；7. 能概述汽车其他零件工作条件、性能要求及热处理工艺；二、能力目标1. 具有根据使用要求初步选材的能力；2. 具有分析汽车零件在不同工作条件下对性能要求的能力；3. 具有根据汽车零件的工作条件和性能要求，进行选材和分析其加工工艺的能力。
三、素质目标1. 培养严谨的工作态度、责任心；2. 培养吃苦耐劳的精神；3. 培养能运用所学知识解决实际问题的能力。
教学活动过程一、组织教学二、复习前课知识1、齿轮的工作条件对性能的要求；2、典型齿轮的选材。
三、导入新课汽车典型零件中，齿轮是最为常见也是为重要的零件。
那齿轮如何固定？并通过什么方式把运动和动力传递出去呢？导出：轴是汽车上的最重要零件之一，主要用于支撑传动零件（如齿轮、凸轮等）传递运动和动力。
我们今天要学习的是汽车半轴的选材。
根据半轴所点名，记考勤（1min）教师提问引导学生回答（2 min ）工作的条件，明确其对性能的要求，再根据性能确定加工工艺，最后找对应的材料类型。
四、新授课第三节汽车典型零件的选材——汽车半轴的选材一、轴类零件的要求1.轴的用途轴是汽车上的最重要零件之一，主要用于支撑传动零件（如齿轮、凸轮等）传递运动和动力。
2、对轴类零件的性能要求为：（1）良好的综合力学性能；（2）高的疲劳强度，以防疲劳断裂；（3）足够的淬透性，保证其淬火变形小；（4）良好的切削加工性能，价格便宜。
第3章 汽车典型零件(钢材)
C、15
D、0.015
7、合金渗碳钢渗碳后必须进行 （ ）热处理才能使用。 A、淬火加高温回火 B、淬火加中温回火
C、淬火加低温回火
D、高温回火
8、铸铁中的碳以石墨形态析出的过程称为 （ ） 。 A、石墨化 B、变质处理 C、球化处理 D、结晶
9、选择下列材料的零件：汽车后桥外壳（ ） ，柴油机曲轴 （ ） 。
A、HT200 B、KTH350-10 C、QT500-05 D、RUT420
10、不是工业纯铝的特点的是（ ） 。
A、密度小 B、导电性好 C、强度高 D、抗腐蚀能力高
二、判断题
1、材料的屈服点越低，则允许的工作应力越高。（
2、洛氏硬度值是没有单位的。（ ） ）
）
3、布氏硬度测量法不适合于测量成品及较薄的零件。（
（1）钢的渗碳 将工件置于渗碳 介质中加热并保温，使碳原子渗入工 件表层的化学热处理工艺，如图2-10 所示。 （2）钢的渗氮 是指在一定温度 下，使活性氮原子渗入工件表面的化 学热处理工艺。
第三节 常用金属材料
金属材料可分为钢铁材料和非铁材料（有色金属材料）两大类， 而钢又可分为碳素钢和合金钢，钢铁以外的其他金属称为非铁金属 材料或有色金属材料。
4、如果钢件有严重的碳化物网，应先进行（ ）消除碳化物，然 后再球化退火。 A、去应力退火 B、正火 C、完全退火 D、淬火
5、制造小弹簧宜选用 （ ） ，制造冷压件宜选用 （ ）钢。
A、08F B、45 C、65Mn D、T12A
6、滚动轴承钢GCrl5中的平均含铬量为（ ） 。
A、0.15
B、1.5
1.1.5含碳量对钢材性能的影响
1.1.6 钢的热处理常识
一、钢的热处理原理
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3.2 汽车典型零件的选材
3.2.1 发动机和变速器典型零件材料的选择 6、凸轮轴选材
凸轮轴必须具有良好的接触疲劳强度和抗擦伤性，高硬度和较好
的耐磨性，接触表面具有足够的强度和刚性，可承受气门开启的
周期性冲击载荷的作用。凸轮轴常用材料及热处理工艺如表3-3
所示。
材料
预备热处理
热处理
15、20、15Cr、20Cr钢 调质或正火
工作条件
速度
载荷
低速
中载 重载
中速
中载
材料 45 ZG310-570 45
45 45
40Cr 40MnB
高速
重载
中载，无 猛烈冲击
中载，有 冲击
45
40Cr 40MnB
40Cr 40MnB
20Cr 20Mn2B 20MnVB 20CrMnTi
小齿轮 热处理 正火 调质
整体淬火
硬度 200～250HBS 200～250HBS
3.2 汽车典型零件的选材
3.2.1 发动机和变速器典型零件材料的选择
3、活塞销的选材
具有足够的强度、刚度和韧性，表面耐磨性好、高的抗疲劳 强度，质量尽可能小，同时要求配合面有很高的光洁度、尺 寸精度等。活塞销的主要失效形式为表面磨损和疲劳裂纹。 常见的材料为20、15C、20Cr、20Mn2、20CrMnTi、 20CrMnVB、20CrMnMo等低碳合金钢。
渗碳淬火+低温回火
40、45、50钢
调质或正火
感应淬火+低温回火
稀土—镁球墨铸铁
正火
感应淬火或等温淬火+低温回火
铜钒钼合金铸铁
低温回火
感应淬火+低温回火
3.2 汽车典型零件的选材
3.2.1 发动机和变速器典型零件材料的选择 7、气门弹簧选材
气门弹簧要求弹性好，屈服强度和疲劳强度高，有一定的耐 热性。气门弹簧也可用冷拔后经油淬及回火后的钢丝制造， 绕制后经300℃～350℃加热消除冷卷簧时产生的内应力。 气门弹簧加工艺路线一般为冷卷成型→淬火→中温回火→喷 丸强化→两端磨平。
3.2 汽车典型零件的选材
5.曲轴的选材3.2.1 发动机和变速器典型零件材料的选择 曲轴必须具有足够的强度、硬度、良好的耐磨性和高 的抗疲劳性能、质量要小、各工作表面要求耐磨、润 滑良好。曲轴的失效形式主要是疲劳断裂和轴颈处磨 损，有时也发生冲击过载断裂，个别情况下发生塑性 变形或腐蚀失效。 根据曲轴的工作条件和失效形式，对于中等吨位的汽 车和轿车，曲轴常用的材料为球墨铸铁和钢。
500 35、ZG270-
500 35 45、50
ZG270-500 35、40
35
45 35、40 45、50 35、40 45、50
ZG310-570
35 20Cr 20MnVB
大齿轮 热处理 正火 调质 整体淬火
调质 整体淬火
调质
整体淬火 调质
整体淬火 表面淬火 整体淬火 表面淬火
正火 调质 渗碳淬火
3.2 汽车典型零件的选材
3.2.1 发动机和变速器典型零件材料的选择 4、发动机连杆的选材 连杆的工作条件要求连杆既有较高的强度和抗疲劳性 能；又有足够的刚性和韧性。此外还应尽量减小连杆 自身的质量，以减小惯性力的作用。连杆的主要损坏 形式是疲劳断裂和过量变形，因此要求连杆材料必须 具备优良的综合力学性能及高的抗疲劳强度。 根据连杆的工作条件和失效形式，连杆通常采用中碳 钢和合金钢模锻或辊锻而成，常用的材料有40、45、 50、45Mn2、40Cr、35CrMo、42CrMo等
硬度 150～180HBS 190～230HBS
35～40HRC
190～230HBS
35～40HRC 220～250HBS 180～230HBS 190～230HBS 35～40HRC 220～250HBS 35～40HRC 45～50HRC 35～40HRC 45～50HRC 160～210HRC 190～230HBS
第1篇 汽车工程材料
第1章
金属材料的力学性能
第2章
常用金属材料
第3章 汽车典型零件材料的选择
第4章
非金属材料
第3章 汽车典型零件材料的选择
3.1 零件材料选择的基本原则及方法
3.2 汽车典型零件的选材
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能力训练与拓展
☺
思考题
3.1零件材料选择的基本原则及方法
机械零件材料的选择一般遵守以下几点。 （1）材料使用性能应满足零件的使用要求。 （2）材料的工艺性应满足加工要求。 （3）选材时还应考虑经济性。在保证产品使用性能的前提下， 尽量采用生产和使用成本较低的材料。 （4）环境与资源原则。选材时，应该充分考虑对环境的影响。 要减少材料使用量、延长零件寿命、材料再利用率高、环境污染 小、废气排放少、材料回收及降解等对环境有益的原则进行选材
56～62HRC
3.2 汽车典型零件的选材
3.2.1 发动机和变速器典型零件材料的选择 2、车辆螺旋弹簧的选材
该类弹簧在长期冲击震动以及交变应力作用下，利用弹性变形 吸收冲击能量来起到缓和冲击力的效果，同时要求承受一定压 力，因此要求具有高的弹性极限，高的强度、足够的韧性等， 根据车辆载重的不同，选用不同的材料。轻型汽车常选用65Mn 、60Si2Mn钢；中型或重型汽车，板簧选用50CrMn, 55SiMnVB 钢；重型载重汽车大截面板簧选用55SiMnMoV， 55SiMnMoVNb钢。
（5）积极推广应用新材料。
3.2 汽车典型零件的选材
3.2.1 发动机和变速器典型零件材料的选择
这里将介绍以下几个部件的主体选材 1、变速器齿轮 2、车辆螺旋弹簧 3、活塞销 4、发动机连杆 5、曲轴 6、凸轮轴 7、气门弹簧 8、汽车半轴
3.2 汽车典型零件的选材
1、变速器
3.2.1 发动机和变速器典型零件材料的选择 齿轮的选材
3.2.1 发动机和变速器典型零件材料的选择
8、汽车半轴选材 半轴的失效形式主要是疲劳断裂（ 包括扭转疲劳和弯曲疲劳断裂）、过量变形、断裂和 表面过度磨损
汽车类型
材料
轿车和越野 车
载货汽车
重型车
40Cr
38～48HRC
调质 整体淬火
220～250HBS 38～48HRC
调质
230～280HBS
整体淬火 表面淬火 整体淬火 表面淬火 整体淬火C 53～42HRC 52～56HRC 35～42HRC 52～56HRC
渗碳淬火
56～62HRC
材料 35
ZG270-500 35、ZG270-