《汽车应用材料》第二章_3常用金属材料及其应用
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汽车常用材料的很全的课件
铝合金
铸造铝合金
铸造铝合金是一种轻质、高强度的铝合金材料，具有较好的 铸造性和机械加工性能。它广泛应用于汽车发动机气缸体、 变速器壳体等部位。
变形铝合金
变形铝合金是一种经过热轧、冷轧、挤压等工艺处理的铝合 金材料，具有较好的强度和塑性。它广泛应用于汽车车身板 材、加强件等部位。
铜合金
黄铜
黄铜是一种由铜和锌组成的合金 ，具有较好的塑性和加工性能。 它广泛应用于汽车水箱散热器、 连接管等部位。
青铜
青铜是一种由铜和锡组成的合金 ，具有较好的强度和耐腐蚀性。 它广泛应用于汽车轴承、齿轮等 部位。
02
非金属材料
塑料
聚乙烯（PE）
柔韧、无毒、易加工，常用作汽车内部零件和外部装饰件。
聚丙烯（PP）
强度高、耐热性好、比重轻，常用作汽车内部零件和外部装饰件。
聚氯乙烯（PVC）
硬质、耐腐蚀、易加工，常用作汽车外部装饰件。
03
02
抗疲劳性能好
CFRP具有较好的抗疲劳性能，能够 承受交变应力的作用。
生产效率高
CFRP的生产周期短，能够实现快速 生产。
04
金属基复合材料（MMC）
高强度
MMC具有较高的强度和刚度，能够承受较 大的应力和冲击。
良好的导热性
MMC具有较好的导热性，能够满足汽车零 件的散热要求。
耐磨性好
MMC具有较好的耐磨性，能够满足汽车零 件的耐磨要求。
强度高
GFRP具有较高的强度和刚度， 能够承受较大的应力和冲击。
耐腐蚀
GFRP对酸碱盐等化学物质的腐 蚀具有较高的抵抗能力。
热稳定性
GFRP在高温下仍能保持其强度 和稳定性。
碳纤维增强塑料（CFRP）
汽车常用材料的应用
汽车常用材料的应用汽车是现代社会不可或缺的交通工具，其所使用的材料也具有多样性和复杂性。
汽车常用材料的应用范围广泛，涵盖了车身、发动机、内饰以及其他各个部件。
以下是对汽车常用材料应用的介绍。
1. 钢铁材料：钢铁是汽车制造中最常用的材料，广泛应用于车身、底盘框架等结构件。
汽车钢材通常要求具有高强度、优良的可塑性和耐腐蚀性能。
高强度钢可以提高车身的刚性和安全性能；耐腐蚀钢可以延长汽车的使用寿命。
目前，汽车行业正在逐渐发展高强、高塑性的先进钢材，如高强度钢板、双相钢、热成形钢板等。
2. 铝合金材料：铝合金在汽车制造中被广泛使用，用于车身结构件、发动机零部件和悬挂系统等。
铝合金具有重量轻、强度高、良好的导热性和耐腐蚀性等特点，可以有效降低汽车整体重量，提高燃油经济性和减少尾气排放。
3. 塑料材料：塑料在汽车制造中扮演着越来越重要的角色，用于内饰、外饰、车灯及其他各种构件。
塑料具有重量轻、成型性能好、耐腐蚀、绝缘等特点，而且价格相对较低。
目前，汽车行业使用最广泛的塑料材料有聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯酰胺(PA)等。
4. 橡胶材料：汽车橡胶主要用于轮胎、密封件、悬挂系统等部件。
橡胶具有良好的弹性和缓冲性能，可以提高车辆的舒适性和操控性能。
常见的橡胶材料有天然橡胶、丁腈橡胶、丙烯酸橡胶等。
5. 玻璃材料：汽车玻璃主要用于车窗、后视镜等部件。
汽车玻璃要求透明度高、强度大、耐热、耐腐蚀等特点。
现代汽车玻璃主要分为安全玻璃和夹层玻璃，安全玻璃具有抗冲击、不易破碎的特点，夹层玻璃则可以有效隔音和抵御紫外线。
6. 合成材料：合成材料在汽车制造中应用广泛，如碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料等。
碳纤维具有重量轻、强度高、刚性好等特点，广泛应用于跑车、赛车等高端汽车中。
玻璃纤维在汽车零部件中用于增强和增加刚性。
除了以上常用材料，汽车制造中还会使用到各种金属合金、陶瓷材料和复合材料等。
随着汽车制造技术的发展和环保要求的提高，对材料的性能和品质提出了更高的要求，同时也推动了新材料的研发和应用。
项目二 汽车常用金属材料和非金属材料
提高燃油经济性和加速性能。
金属材料的强度和刚度对汽车的动力性能至关重要。 高强度的材料能够支撑复杂的动力系统和传动系统，
确保发动机、变速器和底盘的性能。
非金属材料如塑料和复合材料的阻尼和减震性能有助 于吸收振动和噪音，提高驾驶的平稳性和舒适性，间
接影响动力性能。
材料对汽车经济性能的影响
01
金属和非金属材料的耐腐蚀性和抗老化性能直接影响汽车的使用寿命和维修成 本。耐腐蚀和抗老化的材料能够减少维修和更换部件的需求，降低总体拥有成 本。
项目二 汽车常用金属材料和非金 属材料
contents
目录
• 汽车常用金属材料 • 汽车常用非金属材料 • 金属与非金属材料的选用 • 汽车材料的发展趋势 • 材料对汽车性能的影响
01 汽车常用金属材料
钢铁材料
01
钢铁材料是汽车制造中应用最广泛的金属材料之一，主要用于制造汽 车车身、底盘、发动机等重要部件。
玻璃具有透明度高、化学稳定 性好、机械强度高等优点，能 够有效地保护乘员安全。
现代汽车玻璃材料主要包括钢 化玻璃和夹层玻璃，它们具有 良好的抗冲击性和安全性。
其他非金属材料
01
其他非金属材料包括陶瓷、复合 材料等，它们在汽车中也有广泛 的应用，如发动机部件、刹车片 等。
02
这些材料具有优异的性能，如高 强度、高耐磨性、高耐热性等， 能够提高汽车的安全性和可靠性 。
非金属材料的阻燃性和烟雾毒性也是汽车安全性能的重要考虑因素。阻燃材料能够降低火灾风险，而低 毒性的材料能够减少事故发生时对乘客和行人的健康危害。
金属和非金属材料的疲劳耐久性和耐腐蚀性对汽车的安全性能也有影响。疲劳耐久性差的材料容易在重 复应力下断裂，而耐腐蚀性差的材料容易生锈或剥落，影响结构的完整性和安全性。
金属材料的强度和刚度对汽车的动力性能至关重要。 高强度的材料能够支撑复杂的动力系统和传动系统，
确保发动机、变速器和底盘的性能。
非金属材料如塑料和复合材料的阻尼和减震性能有助 于吸收振动和噪音，提高驾驶的平稳性和舒适性，间
接影响动力性能。
材料对汽车经济性能的影响
01
金属和非金属材料的耐腐蚀性和抗老化性能直接影响汽车的使用寿命和维修成 本。耐腐蚀和抗老化的材料能够减少维修和更换部件的需求，降低总体拥有成 本。
项目二 汽车常用金属材料和非金 属材料
contents
目录
• 汽车常用金属材料 • 汽车常用非金属材料 • 金属与非金属材料的选用 • 汽车材料的发展趋势 • 材料对汽车性能的影响
01 汽车常用金属材料
钢铁材料
01
钢铁材料是汽车制造中应用最广泛的金属材料之一，主要用于制造汽 车车身、底盘、发动机等重要部件。
玻璃具有透明度高、化学稳定 性好、机械强度高等优点，能 够有效地保护乘员安全。
现代汽车玻璃材料主要包括钢 化玻璃和夹层玻璃，它们具有 良好的抗冲击性和安全性。
其他非金属材料
01
其他非金属材料包括陶瓷、复合 材料等，它们在汽车中也有广泛 的应用，如发动机部件、刹车片 等。
02
这些材料具有优异的性能，如高 强度、高耐磨性、高耐热性等， 能够提高汽车的安全性和可靠性 。
非金属材料的阻燃性和烟雾毒性也是汽车安全性能的重要考虑因素。阻燃材料能够降低火灾风险，而低 毒性的材料能够减少事故发生时对乘客和行人的健康危害。
金属和非金属材料的疲劳耐久性和耐腐蚀性对汽车的安全性能也有影响。疲劳耐久性差的材料容易在重 复应力下断裂，而耐腐蚀性差的材料容易生锈或剥落，影响结构的完整性和安全性。
金属材料在汽车上的应用
汽车应用材料 第二章
（二）汽车冷冲压零件用材 在汽车零件中，冷冲压零件种类繁多，约占 总零件数的50%～60%。汽车冷冲压零件的材料有 钢板和钢带，其中主要是钢板，包括热轧钢板和 冷轧钢板，如08、20、25和Q345等。
汽车应用材料 第二章
热轧钢板主要用来制造一些承受一定载荷的 结构件，如保险杠、刹车盘、纵梁等。这些零件 不仅要求钢板具有一定刚度、强度，而且还要具 有良好的冲压成型性能。冷轧钢板主要用来制造 一些形状复杂，受力不大的机器外壳、驾驶室、 轿车的车身等覆盖零件。这些零件对钢板的强度 要求不高，但却要求具有优良的表面质量和冲压 性能，以保证高的成品合格率。
汽车应用材料 第二章
3．活塞组 活塞、活塞销和活塞环等零件组成活塞组。 常用的活塞材料是铝硅合金，其性能特点是导热 性好、密度小、膨胀系数减小，耐磨性、耐蚀性、 硬度、刚度和强度提高。
汽车应用材料 第二章
汽车应用材料 第二章
活塞销材料一般用20、20Cr、20CrMnTi等低 碳、低碳合金钢，表面进行渗碳或碳氮共渗处理， 以满足材料外表面硬而耐磨、内部韧而耐冲击的 要求。
半轴 汽车半轴通常选用调质钢制造。中、小型汽 车的半轴一般用45钢、40Cr，而重型汽车则用 40MnB 、40CrNi或40CrMnMo等淬透性较高的合金钢 制造。半轴加工中常采用喷丸处理强化方法。
汽车应用材料 第二章
螺栓、铆钉等冷镦零件 常用的螺栓材料有10、15（木螺栓，铆钉）、 35(普通螺栓)、40Cr和15MnVB(重要螺栓)等。
汽车应用材料 第二章
4Cr10Si2Mo
碳 硅 锰 硫 磷 铬 镍 钼
C ：0.35～0.45 Si：1.90～2.60 Mn：≤0.70 S ：≤0.030 P ：0.035 Cr：9.00～10.50 Ni：≤0.60 Mo：0.70～0.90
汽车常用金属材料
项目二 汽车常用工程材料
活动二 汽车常用金属材料
3. 常用碳钢的牌号、性能及主要用途 1）碳素结构钢。这类钢的牌号由代表屈服点的字母“Q”、屈服点值（单位 MPa）、质量等级（分为A、B、C、D四级，A级质量最低，D级质量最高）、脱氧 方法符号（F为沸腾钢，Z为镇静钢，B为半镇静钢）按顺序排列组成。例如Q235— AF，表示屈服强度为235MPa的A级质量的碳素结构钢，属于沸腾钢。
影响。
项目二 汽车常用工程材料
任务二 汽车常用金属材料
硫
磷
锰
硅
项目二 汽车常用工程材料
任务二 汽车常用金属材料
2. 碳钢的分类
1）按碳含量分类： ① 低碳钢 含碳量wc＜0.25％ ② 中碳钢 含碳量wc＝0.25％～0.6％ ③ 高碳钢 含碳量wc＞0.6％
2）按质量分类（主要根据有害杂质硫、磷的含量分类）： ① 普通碳素钢 含硫量wS≤0.05％，含磷量wP≤0.045％。 ② 优质碳素钢 含硫量wS、含磷量wP均≤0.035％。 ③ 高级优质碳素钢 含硫量wS≤0.02％，含磷量wP≤0.03％。
图2-2-8）。
球墨铸铁的牌号由球铁“QT”加两组数字表示，两组数字分别表示最低抗拉强度(MPa)和最小
伸长率，如QT400—18表示最低抗位强度为400MPa和最小伸长率18％的球墨铸铁。
球墨铸铁的牌号、性能、用途如表2-2-6所示
表2-2-6 球墨铸铁的牌号、性能及用途
项目二 汽车常用工程材料
1．表面淬火
钢的表面淬火是通过快速加热，将钢件表面层迅速加热到淬火温度，不等热量传到工件内层 就予以快速冷却下来的热处理工艺。
1) 火焰加热表面淬火 其工艺方法是利用可燃气体(如乙炔)的火焰将工件表面快速加热到淬火温度，然 后立即用水喷射冷却，通过控制火焰喷嘴的移动速度可获得不同厚度的淬硬层。此 法适用于单件或小批量零件的表面淬火。 2) 感应加热表面淬火
第二章_3金属材料在汽车上应用
近年开发的加工性能良好、强度（屈服强度 和抗拉强度）高的薄钢板——高强度钢板，由于 其可降低汽车自重、提高燃油经济性而在汽车上 获得应用，如已用于制造车身外面板（包括车顶、 前脸、后围、发动机罩、车门、行李箱等）、车 身内蒙保险杠、横梁、边梁、支架、发动机框架 等。
3．活塞组 活塞、活塞销和活塞环等零件组成活塞组。 常用的活塞材料是铝硅合金，其性能特点是导热 性好、密度小、膨胀系数减小，耐磨性、耐蚀性、 硬度、刚度和强度提高。铝硅合金活塞需进行固 溶处理及人工时效处理，以提高表面硬度。
活塞销材料一般用20、20Cr、20CrMnTi等低 碳、低碳合金钢，表面进行渗碳或碳氮共渗处理， 以满足材料外表面硬而耐磨、内部韧而耐冲击的 要求。
（２）齿轮常见的失效形式:
e.塑性变形：重载且摩擦力很大时，齿面较软的轮齿表面就 会沿摩擦力方向产生塑性变形。
（3）对汽车齿轮的性能要求
1）高的弯曲疲劳强度，特别是齿根处要有足 够的强度； 2）高的齿面硬度和耐磨性； 3) 较高的心部强度和冲击韧性； 4) 较好的热处理性能，热处理变形小。
（4）典型汽车齿轮选材 汽车齿轮用材是合金渗碳钢20Cr或 20CrMnTi，并经渗碳、淬火和低温回火。 渗碳、淬火、回火后，还可采用喷丸处 理，增大表面应压力，有利于提高疲劳 强度，并清除氧化皮。
连杆材料一般采用45钢、40Cr或40MnB等调质 钢。合金钢虽具有很高强度，但对应力集中很敏 感。
气门
进气门一般可用40Cr、35CrSi、 38CrSi、 42Mn2V等合金钢制造；而排气门则要求用高铬耐 热钢制造，采用4Cr10Si2Mo作为气门材料时工作 温度可达550~650 ℃ 。
螺栓、铆钉等冷镦零件 常用的螺栓材料有10、15（木螺栓，铆钉）、 35(普通螺栓)、40Cr和15MnVB(重要螺栓)等。
汽车应用材料---课件
淬火温度 1) 亚共析钢 Ac3 + 30～50 ℃ 2) 过共析钢 Ac1 + 30～50 ℃，
→ M + Fe3CII + A' ，硬度大。
A中C%↓→ M 脆性↓ ，残余A%↓ 淬火温度低 → M细小，淬火应力 汽车应用材料 第二章 小。
冷却介质
冷却速度： 盐水 ＞ 水 ＞ 盐浴 淬火方法 ＞ 油
汽车应用材料 第二章
1.钢的渗 C —— 气体、固体渗 C
低C钢在高C介质中加热到900～ 950℃、保温 → 高碳表层（约 1.0%） 目的：表面硬度，耐磨性↑ ，心 部保持一定的强度和塑韧性。
汽车应用材料 第二章
渗 C
汽车应用材料 第二章
渗碳后的的热处理
淬火
直接淬火 —— 晶粒粗大，残余A多，耐磨性低，变形大。 一次淬火 —— 加热温度Ac3以上（心部性能↑ ）或 Ac1以上（表面性 能↑ ） 二次淬火 —— Ac3以上（心部性能↑ ）+ Ac1以上（表面性能↑ ）
低温回火, 150～200℃，
消除淬火应力，提高韧性。
汽车应用材料 第二章
2.钢的氮化
工件表面渗入N原子，以提高硬度、耐磨性，疲劳强度 和耐蚀性。 氮化温度低(500～600℃)，时间长（20～50h），渗层 薄。 氮化前调质处理、氮化后无须淬火。
汽车应用材料 第二章
汽车应用材料 第二章
汽车应用材料 第二章
Mf
100 0
Mf
M+A'
-100
0
1
10
10 10 时间/s
2
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→ M + Fe3CII + A' ，硬度大。
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冷却介质
冷却速度： 盐水 ＞ 水 ＞ 盐浴 淬火方法 ＞ 油
汽车应用材料 第二章
1.钢的渗 C —— 气体、固体渗 C
低C钢在高C介质中加热到900～ 950℃、保温 → 高碳表层（约 1.0%） 目的：表面硬度，耐磨性↑ ，心 部保持一定的强度和塑韧性。
汽车应用材料 第二章
渗 C
汽车应用材料 第二章
渗碳后的的热处理
淬火
直接淬火 —— 晶粒粗大，残余A多，耐磨性低，变形大。 一次淬火 —— 加热温度Ac3以上（心部性能↑ ）或 Ac1以上（表面性 能↑ ） 二次淬火 —— Ac3以上（心部性能↑ ）+ Ac1以上（表面性能↑ ）
低温回火, 150～200℃，
消除淬火应力，提高韧性。
汽车应用材料 第二章
2.钢的氮化
工件表面渗入N原子，以提高硬度、耐磨性，疲劳强度 和耐蚀性。 氮化温度低(500～600℃)，时间长（20～50h），渗层 薄。 氮化前调质处理、氮化后无须淬火。
汽车应用材料 第二章
汽车应用材料 第二章
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《汽车用金属材料》PPT课件
各个阶段的析出对钢板性能有着多种影响。浇注液体中析出的大尺寸TiN对晶粒 细化和析出强化不产生影响。铸坯凝固后TiN和 Ti4C2S2可以在一定程度上细化晶 粒，但仅有很小的析出强化作用。在较低温度时，铁素体中TiC的相间析出和过饱和 析出都有显著的析出强化作用，是Ti微合金钢强度增加的主要来源。
工艺参数波动可能导致析出行为的变化，最终会导致产品性能的波动。现在已成 功研发Ti微合金钢薄板的浇注和轧制生产工艺和屈服强度为MPa –700MPa的高强 度和超高强度Ti微合金技术。
高强度IF钢
使钢材在保证良好塑性和冲压性能的同时，拥有较高的强度，满足复杂 形状轿车冲压件性能要求。主要用于车身外板。
与IF钢一样，参加微合金化的Ti或Nb的根底上，通过固溶强化元素〔P 、Mn、B等〕强度可以强化到440Mpa,其延伸率到达35%~40%
三、高强度钢的简介
2、〔IS〕冷轧各向同性钢
＞210Mpa ≤550
Mpa
普通高强度钢板〔高强度IF钢、BH钢、含磷钢和IS钢等〕 ＞210Mpa ≤550 Mpa
先进高强度钢板〔AHSS〕等。
＞550Mpa
高强度钢板是汽车钢板 材料开展的主题之一
一、汽车钢板材料的种类
2、汽车用钢板强度与成形性
一、汽车钢板材料的种类
3、高强钢强化分类
强化 机制
4%
钢板 钢带
35%
特钢长材
钢管 6%
8% 3% 1%
25%
55%
碳结钢 30% 合结钢
弹簧钢 冷镦钢 易切削钢 耐热钢
33%
一、汽车钢板材料的种类
1、汽车钢板材料的种类
汽车用钢板从生产工艺特点划分为热轧钢板、冷轧钢板和涂镀层钢板
工艺参数波动可能导致析出行为的变化，最终会导致产品性能的波动。现在已成 功研发Ti微合金钢薄板的浇注和轧制生产工艺和屈服强度为MPa –700MPa的高强 度和超高强度Ti微合金技术。
高强度IF钢
使钢材在保证良好塑性和冲压性能的同时，拥有较高的强度，满足复杂 形状轿车冲压件性能要求。主要用于车身外板。
与IF钢一样，参加微合金化的Ti或Nb的根底上，通过固溶强化元素〔P 、Mn、B等〕强度可以强化到440Mpa,其延伸率到达35%~40%
三、高强度钢的简介
2、〔IS〕冷轧各向同性钢
＞210Mpa ≤550
Mpa
普通高强度钢板〔高强度IF钢、BH钢、含磷钢和IS钢等〕 ＞210Mpa ≤550 Mpa
先进高强度钢板〔AHSS〕等。
＞550Mpa
高强度钢板是汽车钢板 材料开展的主题之一
一、汽车钢板材料的种类
2、汽车用钢板强度与成形性
一、汽车钢板材料的种类
3、高强钢强化分类
强化 机制
4%
钢板 钢带
35%
特钢长材
钢管 6%
8% 3% 1%
25%
55%
碳结钢 30% 合结钢
弹簧钢 冷镦钢 易切削钢 耐热钢
33%
一、汽车钢板材料的种类
1、汽车钢板材料的种类
汽车用钢板从生产工艺特点划分为热轧钢板、冷轧钢板和涂镀层钢板
汽车应用材料 常用金属材料及其应用共108页
汽车应用材料 常用金属材料及其应用
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信பைடு நூலகம்人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
END
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信பைடு நூலகம்人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
END
第2章钢铁材料及其在汽车上的应用 ppt课件
汽车材料与金属加工
第2章 钢铁材料及其在汽车上的应用
ppt课件
1
教学目的和要求
掌握金属的结晶过程，了解金属的晶体结构； 熟悉铁碳合金的基本相和组织，理解铁碳合金相图的含义； 熟悉常用碳素钢的性能、牌号和用途； 掌握热处理工艺的原理，以及各种热处理的工艺过程和用途； 了解合金元素在钢中的主要作用，熟悉合金钢的性能、牌号和用途； 了解粉末冶金工艺、特点及其应用。
硅、锰、硫、磷和其他
ppt课件
22
2.3.2 碳素钢的分类
几种常用碳钢的分类方法有： 按照碳钢中的含碳量 分为低碳钢（含碳量WC低于0.25%）、中碳钢（含碳量WC 0.25%～ 0.60%）和高碳钢（含碳量WC高于0.60%）。 按照钢的用途
分为碳素结构钢（主要用于制造桥梁、船舶、建筑物等各类工程构件， 及齿轮、螺钉、螺母、连杆等各种机器零件，一般属于低碳钢和中碳钢） 和碳素工具钢（主要用于制造各种刃具、量具和模具等，一般属于高碳 钢）。
相是指合金中具有同一的聚集状态、同一的结构和性质的均匀组 成部分。
组织是指用肉眼或借助显微镜观察到材料具有独特微观形貌特征
的部分。组织反映材料的相组成、相形态、大小和分布状况，它
是决定材料最终性能的关键p。pt课件
14
固态合金的相结构
合金在熔点以上时各组元都能互相溶解，形成均匀液溶体。固态时由于各 组分之间相互作用不同，可能出现两种基本相：固溶体和金属化合物。
冲头、压缩空气工具、木工工具
T8Mn、 T8MnA
承受冲击、硬度较高、淬透性 冲头、压缩空气工具、木工工具、
较大
断面较大的工具
T9、T9A、 韧性较好、硬度较高 T10、T10A
冲头、木工工具、凿岩工具
第2章 钢铁材料及其在汽车上的应用
ppt课件
1
教学目的和要求
掌握金属的结晶过程，了解金属的晶体结构； 熟悉铁碳合金的基本相和组织，理解铁碳合金相图的含义； 熟悉常用碳素钢的性能、牌号和用途； 掌握热处理工艺的原理，以及各种热处理的工艺过程和用途； 了解合金元素在钢中的主要作用，熟悉合金钢的性能、牌号和用途； 了解粉末冶金工艺、特点及其应用。
硅、锰、硫、磷和其他
ppt课件
22
2.3.2 碳素钢的分类
几种常用碳钢的分类方法有： 按照碳钢中的含碳量 分为低碳钢（含碳量WC低于0.25%）、中碳钢（含碳量WC 0.25%～ 0.60%）和高碳钢（含碳量WC高于0.60%）。 按照钢的用途
分为碳素结构钢（主要用于制造桥梁、船舶、建筑物等各类工程构件， 及齿轮、螺钉、螺母、连杆等各种机器零件，一般属于低碳钢和中碳钢） 和碳素工具钢（主要用于制造各种刃具、量具和模具等，一般属于高碳 钢）。
相是指合金中具有同一的聚集状态、同一的结构和性质的均匀组 成部分。
组织是指用肉眼或借助显微镜观察到材料具有独特微观形貌特征
的部分。组织反映材料的相组成、相形态、大小和分布状况，它
是决定材料最终性能的关键p。pt课件
14
固态合金的相结构
合金在熔点以上时各组元都能互相溶解，形成均匀液溶体。固态时由于各 组分之间相互作用不同，可能出现两种基本相：固溶体和金属化合物。
冲头、压缩空气工具、木工工具
T8Mn、 T8MnA
承受冲击、硬度较高、淬透性 冲头、压缩空气工具、木工工具、
较大
断面较大的工具
T9、T9A、 韧性较好、硬度较高 T10、T10A
冲头、木工工具、凿岩工具
项目二 汽车常用金属材料和非金属材料
根据玻璃在汽车上的安装位置不同，分为风窗玻璃、后窗玻璃、前角窗玻璃、前门窗玻璃、后门窗玻璃、后角窗玻璃和后侧窗玻璃等。
根据玻璃的和用途分为钢化玻璃、夹层玻璃、防爆、玻璃、中空玻璃、防水玻璃和特种挡风玻璃。 ●钢化玻璃
局部钢化玻璃
钢化玻璃
钢化玻璃在受到冲击破碎后，碎片小而无棱角，不会造成人体伤害。但这种玻璃在破碎前会产生很多裂纹，玻璃会变得模糊不清，会造成驾驶员不能继续驾驶，易造成事故。 钢化玻璃仅作为汽车后窗玻璃和侧窗玻璃。
耐油软管主要有汽油软管、柴油软管、机油软管等；水箱连接软管的主要材料是三元乙丙橡胶；刹车橡胶软管内层为丁腈橡胶，外层胶是氯丁橡胶或三元乙丙橡胶；空调管内胶层一般采用PA，外胶层采用ⅡR 。
3、胶管
三、橡胶在汽车上的应用
A
B
车用胶带主要是V形带。通常V带有三种，即包布V带、切割V带和多楔V带，其中切割V带使用最多。
七、玻璃的种类，特点及主要用途
七、玻璃的种类，特点及主要用途
夹层玻璃
●夹层玻璃 夹层玻璃又称安全玻璃。夹层玻璃在受到破坏时，会产生辐射状或同心圆形裂纹，碎片不易脱落，且不影响透明度。 夹层玻璃常用于汽车的前窗玻璃。
防爆玻璃
防爆玻璃具有较大的抗冲击强度及透光性好、耐寒、耐热等特点，当遇到爆炸或弹击时，子弹亦不易穿透玻璃，玻璃碎片不会脱落伤人。 主要用于重要人物及各国首脑所乘用的防弹车玻璃。
中空玻璃
中空玻璃具有隔音、隔热、保温、不结霜、不产生凝结水以及吸收紫外线的作用。 在高档客车的侧窗上有着十分广泛的应用。
七、玻璃的种类，特点及主要用途
防水汽车玻璃表面上涂覆了一层化学耐久性优异的含氟薄膜。玻璃上落的水滴会在风压的作用下迅速滚落，不会影响驾驶员的视线。
根据玻璃的和用途分为钢化玻璃、夹层玻璃、防爆、玻璃、中空玻璃、防水玻璃和特种挡风玻璃。 ●钢化玻璃
局部钢化玻璃
钢化玻璃
钢化玻璃在受到冲击破碎后，碎片小而无棱角，不会造成人体伤害。但这种玻璃在破碎前会产生很多裂纹，玻璃会变得模糊不清，会造成驾驶员不能继续驾驶，易造成事故。 钢化玻璃仅作为汽车后窗玻璃和侧窗玻璃。
耐油软管主要有汽油软管、柴油软管、机油软管等；水箱连接软管的主要材料是三元乙丙橡胶；刹车橡胶软管内层为丁腈橡胶，外层胶是氯丁橡胶或三元乙丙橡胶；空调管内胶层一般采用PA，外胶层采用ⅡR 。
3、胶管
三、橡胶在汽车上的应用
A
B
车用胶带主要是V形带。通常V带有三种，即包布V带、切割V带和多楔V带，其中切割V带使用最多。
七、玻璃的种类，特点及主要用途
七、玻璃的种类，特点及主要用途
夹层玻璃
●夹层玻璃 夹层玻璃又称安全玻璃。夹层玻璃在受到破坏时，会产生辐射状或同心圆形裂纹，碎片不易脱落，且不影响透明度。 夹层玻璃常用于汽车的前窗玻璃。
防爆玻璃
防爆玻璃具有较大的抗冲击强度及透光性好、耐寒、耐热等特点，当遇到爆炸或弹击时，子弹亦不易穿透玻璃，玻璃碎片不会脱落伤人。 主要用于重要人物及各国首脑所乘用的防弹车玻璃。
中空玻璃
中空玻璃具有隔音、隔热、保温、不结霜、不产生凝结水以及吸收紫外线的作用。 在高档客车的侧窗上有着十分广泛的应用。
七、玻璃的种类，特点及主要用途
防水汽车玻璃表面上涂覆了一层化学耐久性优异的含氟薄膜。玻璃上落的水滴会在风压的作用下迅速滚落，不会影响驾驶员的视线。
【机加工】汽车材料-常用金属材料及其应用
非铁金属—— 铜、铝、钛、锌、…，轴承合金，硬质合金 汽车应用材料 第二章
一.
(一 ) (二 )
碳钢
碳钢的成分和分类 碳钢的牌号及用途
汽车应用材料 第二章
(一) 碳钢的成分和分类
１.成分 —— w(C) ≤2.11% Mn →脱氧,固溶强化 ,提高强度和硬度 w(Mn) =0.25 % ~0.8% Si →脱氧,固溶强化 ,提高强度和硬度 镇静钢w(Si) =0.1 % ~0.4% 沸腾钢w(Si) =0.03 % ~0.07% S → 热脆(有害) P → 冷脆 (有害) O、N、H → 强度、塑性、韧性↓ 汽车应用材料 第二章
化学成分，% 钢号 C 08F 10 20 35 40 45 50 60 65 0.05-0.11 0.07-0.13 0.17-0.23 0.32-0.39 0.37-0.44 0.42-0.50 0.47-0.55 0.57-0.65 0.62-0.70 Mn 0.25-0.50 0.35-0.65 0.35-0.65 0.50-0.80 0.50-0.80 0.50-0.80 0.50-0.80 0.50-0.80 0.50-0.80 Si 0.03 0.17-0.37 0.17-0.37 0.17-0.37 0.17-0.37 0.17-0.37 0.17-0.37 0.17-0.37 0.17-0.37 S <0.035 <0.035 <0.035 <0.035 <0.035 <0.035 <0.035 <0.035 <0.035 P <0.035 <0.035 <0.035 <0.035 <0.035 <0.035 <0.035 <0.035 <0.035
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(摘自GB/T1298-1986) 汽车应用材料 第二章
汽车应用材料 第二章
（二）合金钢的分类及编号
２. 合金钢的编号 结构钢 —— 如 60Si2Mn ，w(C)=0.6% ，
w(Si)=2% ，w(Mn)＜1.5% 工具钢、特殊性能钢 —— 如 9SiCr ，w(C)=0.9%
，w(Si)、w(Cr) 均＜1.5% , 而 CrWMn 中，w(C)＞ 1.0%
T7 T8 T8Mn T9 T10Mn T10 T12 T13
0.65-0.74 0.75-0.84 0.80-0.90 0.85-0.94 0.95-1.04 0.95-1.04 1.15-1.24 1.25-1.35
0.40 0.40 0.40-0.60 0.40 0.40-0.60 0.40 0.40 0.40
第二章 金属材料
第三节 常用金属材料及其应用
金属材料是现代机械制造应用的最主要材料， 种类很多，应用广泛，分为钢铁材料（如碳素钢、 合金钢、铸铁）及有色金属及其合金等 。
汽车应用材料 第二章
第三节 常用金属材料及其应用
一. 碳钢 二. 合金钢 三. 铸铁 四. 有色金属及其合金 五. 金属材料在工程上的应用
B Q02.17不25-0小.2于0 0.30-0.70MPa 0.30
不0.0小45于C5 0.045 F,b,不Z 小于
C
0.18
0.35-0.80 0.30
0.040
0.040 Z
Q195 － D 195 －0.17 － 0－.35-0.83015-3900.3033 －0.035－ －0.035 － TZ －
Rel，MPa
≥ 175 205 245 315 335 355 375 400 420
用途
较重要的零件，如 齿轮、轴、连杆、弹簧 等。 热处理：
渗碳、淬火、回火等。
汽车应用材料 第二章
上海桑塔纳发动机曲轴就是采用优质50号 中碳素钢锻制而成，先正火后半精加工， 最后经中频淬火后再精加工
汽车曲轴
汽车应用材料 第二章
3．碳素工具钢
牌号 —— 如 T12A 钢，含C量为 12 / 1000 = 1.2 % ，
A表示高级优质，w(S) 0.020 % ，w(P) 0.030 % 。 表2-16 碳素工具钢的化学成分和性能（淬火后HRC≥62)
钢号
C, %
Mn, %
Si, %
S, % P, %
专用钢 —— 如，滚动轴承钢 GCr15， w(C)=1.0% ， w(Cr)=1.5%
高级优质钢 —汽—车如应，用2材0C料r2N第i4二A 章
(三) 合金结构钢
1．低合金结构钢 2．渗碳钢 3．调质钢 4．弹簧钢 5．滚动轴承钢
汽车应用材料 第二章
表2-18 常用低合金结构钢的牌号、性能及用途
合金钢 ：在碳钢中加入某些合金元素,改善组织 与性能.(硅、锰、铬、镍、钼、钨、钒、钛、 硼、铝、锆)
汽车应用材料 第二章
常见的合金元素及作用
Ti Zr Nb V W Mo Cr Mn Fe
强碳化物形成元素
弱碳化物 形成元素
与C的亲和力：强
弱
合金元素对基本相的影响：
Co Ni Cu Si Al 非碳化物形成元素
240.05022
201.045－0/-/2200 Z －/27
Q255 A/B 255 235 21汽5 车20应5 用41材0-5料10 2第4 二2章2 20 19 －/20 －/27
用途
钢板、钢筋、型钢等，作桥梁、建筑等构件。
热处理： 热轧空冷
组织：S＋F
多边型角钢
钢桥梁 钢筋、螺纹钢
建筑构件 螺钉、铆钉
退火后 HBS,
187 187 187 192 19 207 207 217
水冷淬火 温度，℃
800-820 780-800 780-800 760-780 760-780 760-780 760-780 760-780
表2-16 碳素工具钢的牌号、性能及用途
牌号
T7 T8 T8Mn T9 T10 T11 T12 T13
２.分类
1）按C含量分 低C钢 w(C) ≤ 0.25% 中C钢 0.25% ＜w(C) ≤ 0.6% 高C钢 w(C) ＞ 0.6%
2）按质量分（S、P含量）—— 普通碳素钢； 优质碳素钢；高级优质碳素钢。
3）按用途分 —— 碳素结构钢、碳素工具钢。 汽车应用材料 第二章
(二) 碳钢的牌号及用途 1．碳素结构钢 2．优质碳素结构钢 3．碳素工具钢
非碳化物形成元素
溶入F
固溶强化
弱碳化物形成元素
形成合金 渗碳体
较硬，耐磨， 比Fe3C更稳定
强碳化物形成元素
形成特殊 碳化物
高熔点，硬， 耐磨，最稳定
汽车应用材料 第二章
（一）合金元素在钢中的作用 1．合金元素可以提高钢的力学性能 2. 合金元素对钢的热处理产生影响 3．合金元素对钢的工艺性能产生影响
QQ21255 A/BA / B215 01.1985-0.21875 01.6450-0.73035-4100.3031 0.20950 / 0.20745 206.045－/20 Z －/27
QQ232575
A/B－ C/D
235
02.2185-0.31895
01.8550-0.83075-4600.3526
钢中元素的作用
基本元素：Fe、C
合金元素：为改善钢的性能而有意加入
杂质元素：无法去除的有害元素
非合残金留钢元中素的：常为存去元除素杂质元素而加入的元素
来源
作用
Si
炼钢时残留
溶入F→ 固溶强化——有益
Mn
炼钢时残留
溶入F→ 固溶强化——有益
S
矿石中
热脆性——有害
P
矿石中
冷脆性——有害
汽车应用材料 第二章
不受剧烈冲击，要求高硬度、高耐磨性的工具， 如车刀、刨刀、丝锥、钻头、手锯条等
同上 不受冲击，要求高硬度、高耐磨性的工具，如锉 刀、刮刀、精车刀、丝锥、量具等
同上。要求更耐磨的工具，如刮刀、剃刀等
汽车应用材料 第二章
用途
冲头、凿子、钻头、锉刀、量规等。 热处理：淬火 + 低温回火 组织：回火M＋ 粒状Fe3C + A'
螺纹量规
汽车应用材料 第二章
4.铸钢 W(c)=0.15~0.6% 应用:结构复杂零件,如曲轴、箱体轴承座. 牌号:如ZG340-640
汽车应用材料 第二章
二. 合金钢
(一) 概论 (二) 合金结构钢 (三) 合金工具钢 ห้องสมุดไป่ตู้四) 特殊性能钢
汽车应用材料 第二章
二. 合金钢
碳钢：价格低，但是，力学性能低，淬透性低， 回火抗力差，耐热、耐低温、耐蚀等特殊性能 差。
汽车应用材料 第二章
金属材料的分类
铸铁 —— 白口铸铁、灰铸铁、可锻铸铁、
球墨铸铁、蠕墨铸铁
钢 铁
非合金钢 （碳钢）
——
碳素结构钢、优质碳素结构钢、 碳素工具钢、易切削钢、铸钢
金 属
钢
合金 结构钢
合 合金
金 钢
工具钢
低合金结构钢、渗碳钢、调
质钢、滚动轴承钢、弹簧钢、
超高强度钢
量具刃具钢 合金模具钢 高速钢
Mn
Si
0.25-0.50 0.03
0.35-0.65 0.17-0.37
0.35-0.65 0.17-0.37
0.50-0.80 0.17-0.37
0.50-0.80 0.17-0.37
0.50-0.80 0.17-0.37
0.50-0.80 0.17-0.37
0.50-0.80 0.17-0.37
汽车应用材料 第二章
3．合金元素对钢的工艺性能产生影响 合金元素的加入使钢的铸造、锻造性能、焊接、
切削加工性能都不同程度的降低；但可以明显的 改善热处理的工艺性能。
汽车应用材料 第二章
（二）合金钢的分类及编号
１. 合金钢的分类（按用途分类） 合金结构钢 —— 低合金结构钢、渗C钢 、调质钢 、 弹簧钢 、轴承钢等。 合金工具钢 —— 刃具 、模具、量具钢。 特殊性能钢 —— 不锈钢、耐热钢、耐磨钢。
冷作模具钢 热作模具钢
特殊性能钢——不锈钢、耐热钢、耐磨钢
非铁金属—— 铜、铝、钛、锌、…，轴承合金，硬质合金 汽车应用材料 第二章
一. 碳钢
(一) 碳钢的成分和分类 (二) 碳钢的牌号及用途
汽车应用材料 第二章
(一) 碳钢的成分和分类
１.成分 —— w(C) ≤2.11% Mn →脱氧,固溶强化 ,提高强度和硬度 w(Mn) =0.25 % ~0.8% Si →脱氧,固溶强化 ,提高强度和硬度 镇静钢w(Si) =0.1 % ~0.4% 沸腾钢w(Si) =0.03 % ~0.07% S → 热脆(有害) P → 冷脆 (有害) O、N、H → 强度汽、车塑应性用、材韧料性↓第二章
汽车应用材料 第二章
常用钢号及其应用
08 、 10钢:强度低,塑性好,具有良好的冲压、拉深及 焊接性能,用于制造冷冲压件,如汽车和拖拉机油箱、仪 表板、汽缸盖衬垫、连杆轴瓦的钢背、曲轴止推片等. 15 、20钢:渗碳,表硬内韧,作凸轮、小齿轮、摩擦片、 活塞销、摇臂等 30~55钢:调质,综合机械性能好,制齿轮连杆轴类等 60~70钢,淬火,中回,制造弹性元件,如汽车气门弹簧.