第一章 汽车材料基础知识 (课堂PPT)
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011汽车工程材料基础PPT课件
• 动载荷——力的大小和方向随时间而发生改变。 如冲击载荷、交变载荷、]循环载荷等。
基本概念
• 应力：材料在任一时刻所受的力除以横截面积之商。 用“σ”表示。
• 变形：金属在外力的作用下尺寸和形状的变化， “弹性变形”和“塑性变形”
弹性变形——去除外力后，物体能完全恢复原状的 变形。
塑性变形——当外力取消后，物体的变形不能完全 恢复，而产生的永久变形。
金属材料的特性有：强度较高、塑性 较好、导电性高、导热性好、有金属光泽 等。
第2节 汽车工程材料的性能
1.2.1 金属材料的性能
为了合理地使用和加工金属材料，必须了解其使 用性能和工艺性能。
使用性能：指各个零件或构件在正常工作时金属 材料应具备的性能，它决定了金属材料的应用范围、 使用的可靠性和寿命。包括力学性能、物理性能、化 学性能。
3）抗拉强度。 当负荷继续增加超过s点后，变形量随着负 荷的增加而急剧增加，当负荷超过b点，变形集中在试样的
某一部位上，试样在该部位出现缩颈现象，拉伸变形集中
在缩颈处。继续施加负荷，试样在k点断裂。材料断裂前所
承受的最大应力，即为抗拉强度（强度极限），它也是试
样能够保持均匀塑性变形的最大应力 b 。
• 力学性能：是指在力的作用下所显示的与弹性和非 弹性反应相关或涉及应力—应变关系的性能，通俗 地讲是指材料抵抗外力引起的变形和破坏的能力。
基本概念
• 强度（strength）：材料在力的作用下抵抗塑性变 形和断裂的能力。分为抗拉、抗压、抗弯、抗剪 强度等
• 塑性（plasticity）：塑性是金属在外力作用下能稳 定地改变自己的形状和尺寸，而各质点间的联系 不被破坏的性能
• 按用途分类：结构材料（如机械零件、工程构 件）、工具材料（如量具、刃具、模具）、功能 材料（如磁性材料、超导材料等）
基本概念
• 应力：材料在任一时刻所受的力除以横截面积之商。 用“σ”表示。
• 变形：金属在外力的作用下尺寸和形状的变化， “弹性变形”和“塑性变形”
弹性变形——去除外力后，物体能完全恢复原状的 变形。
塑性变形——当外力取消后，物体的变形不能完全 恢复，而产生的永久变形。
金属材料的特性有：强度较高、塑性 较好、导电性高、导热性好、有金属光泽 等。
第2节 汽车工程材料的性能
1.2.1 金属材料的性能
为了合理地使用和加工金属材料，必须了解其使 用性能和工艺性能。
使用性能：指各个零件或构件在正常工作时金属 材料应具备的性能，它决定了金属材料的应用范围、 使用的可靠性和寿命。包括力学性能、物理性能、化 学性能。
3）抗拉强度。 当负荷继续增加超过s点后，变形量随着负 荷的增加而急剧增加，当负荷超过b点，变形集中在试样的
某一部位上，试样在该部位出现缩颈现象，拉伸变形集中
在缩颈处。继续施加负荷，试样在k点断裂。材料断裂前所
承受的最大应力，即为抗拉强度（强度极限），它也是试
样能够保持均匀塑性变形的最大应力 b 。
• 力学性能：是指在力的作用下所显示的与弹性和非 弹性反应相关或涉及应力—应变关系的性能，通俗 地讲是指材料抵抗外力引起的变形和破坏的能力。
基本概念
• 强度（strength）：材料在力的作用下抵抗塑性变 形和断裂的能力。分为抗拉、抗压、抗弯、抗剪 强度等
• 塑性（plasticity）：塑性是金属在外力作用下能稳 定地改变自己的形状和尺寸，而各质点间的联系 不被破坏的性能
• 按用途分类：结构材料（如机械零件、工程构 件）、工具材料（如量具、刃具、模具）、功能 材料（如磁性材料、超导材料等）
汽车材料课件
（2）加强金属材料的综合利用与 开发已经得到世界各国的高度重视。
金属材料从外观颜色和组成元 素来分类，可分为钢铁材料
（3）加强非金属材料的研究和开
（或黑色金属）和非铁金属
发。
（或有色金属）两大类。
二、金属材料概述 1．金属材料的概念
合金是指由两种或两种以上的 金属与非金属经一定方法所合 成的具有金属特性的物质。例
吸收能量K对温度非常敏感，通 过一系列温度下的冲击试验可 测出金属材料的脆化趋势和韧 脆转变温度。
金属材料的吸收能量K与温度T 之间的关系曲线一般包括高冲 击吸收能区、过渡区和低冲击 吸收能区三部分。
当温度降至某一数值时， 吸收能量急剧下降，金 属材料由韧性断裂变转 为脆性断裂，这种现象 称为冷脆转变。
同一种金属材料的试样缺 口愈深、愈尖锐，吸收能 量愈小，金属材料表现脆 性愈显著。
第一章 金属材料的性能 第一节 金属材料的力学性能能
吸收能量K对组织缺陷非常敏感， 它可灵敏地反映出金属材料的 质量、宏观缺口和显微组织的 差异，能有效地检验金属材料 在冶炼、成形加工、热处理工 艺等方面的质量。
锥形的压痕，测量压痕两对 角线d的平均长度，可计算出 其硬度值。
主要用于直接检验成品或半成 600HV30/20表示用
品的硬度，特别适合检验经过
30kgf(294.2N)的试验力，保
淬火的零件。
持20s测定的维氏硬度值是
600。
第一章 金属材料的性能 第一节 金属材料的力学性能
维氏硬度适用范围宽，从软材 料到硬材料都可以进行测量， 尤其适用于零件表面层硬度的 测量，如测量经化学热处理零 件的渗层硬度，其测量结果精 确可靠。但测取维氏硬度值时， 需要测量压痕对角线的长度， 然后查表或计算。另外，进行 维氏硬度测试时，对试样表面 的质量要求高，测量效率较低， 因此，维氏硬度没有洛氏硬度
汽车中常用的金属材料ppt课件
三 特殊性能钢
1．不锈钢 2．耐热钢 3．耐磨钢
耐热钢的用途
航空发动机 汽轮机叶片
发动机叶片 汽车阀门
耐磨钢用途
用途：履带、铁道岔道、挖掘机、拖拉机、坦克的履带板等 代表牌号Mn13
四 铸铁
含碳量大于2.11%、并含有较多硅、锰、硫、磷等 杂质元素的铁碳合金称为铸铁。
根据铸铁中石墨形态不同，铸铁可分为：灰铸铁中 的石墨呈片状；可锻铸铁中的石墨呈团絮状；球墨铸铁 中的石墨呈球状，蠕墨铸铁中的石墨呈蠕虫状。
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。
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
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.
1.碳钢的分类
杂质元素对钢性能的影响 1. 有益元素
Si — 有很强的固溶强化作用,能脱氧。 Mn — 脱氧、去硫,提高钢的强度和硬度。 2. 有害元素: P — 有很强的固溶强化作用,低温韧性差 ( 冷脆 )。 S — 能引起钢在热加工时或高温工作下开裂 ( 热裂 )。
2.碳钢的牌号及用途
碳素结构钢 优质碳素结构钢 碳素工具钢
合金结构钢
类型： 合金工具钢
特殊性能钢
合金结构钢的牌号由两位数字＋元素符号（或汉
字）＋数字三个部分组成。前两位数字表示该钢的平 均含碳量的万分数；元素符号（或汉字）表示钢中含 有的主要合金元素，后面的数字表示合金元素的含量。 合金元素含量小于1.5％时不标。
汽车材料 ppt课件
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➢怎么提高我的成绩呢？
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➢不迟到、不早退 ➢积极讨论、认真完成课堂练习 ➢及时完成作业，每次作业10分 ➢上课积极回答问题，每回答一次平时成绩加2分
课程内容
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学点什么哪?
汽车材料讲什么？
第一章汽汽车车是材一料种概工论具P1-P7 第二章汽汽车车是用一燃种料艺术P8-P27 第三章 汽车用润滑材料 P28-P45 第四章汽汽车车是用一工种作文液化P46-P63 第五章汽汽车车是用一金种属精材神料 P64-P105 第六章汽汽车车更用是非一金种属追材求料极P致10的6态- 度
P122
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目录
汽车构成
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汽车材料有哪些
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教 学
性了 质解 和本
的知 目道 的学
明确 有效
的了 主解
的学 要 汽
目
内 课 和 习 习方 内 车 容程 意本 法 容材
标
的 义课
料
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汽车材料
第1单元 概论
要求
❖不迟到、不早退 ❖上课要求 ❖关于玩手机 ❖关于做作业
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考核方式
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➢平时考核：考勤、讨论、作业（50%） ➢作业：3~4次 ➢总结性考核：期末考试（50%） ➢课程总成绩 = 平时成绩考核+期末考核
迟到一次总成绩扣1分，缺席一次扣2分 回答问题加2分
❖ 用于生产汽车的材料种类很多:有钢铁、有色金属、塑 料、橡胶、玻璃、陶瓷等,据统计, 近几年生产的一辆 普通轿车,其主要材料的重量构成比大致为:钢铁65%～ 70%、有色金属10%～15%、非金属材料20%左右。
汽车车身材料介绍ppt课件
具有优异的机械性能、耐热性、耐候 性和尺寸稳定性，用于制造汽车零件 。如聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚 甲醛(POM)等。
受热固化成型，再次受热不软化。如 酚醛树脂、环氧树脂等。
复合材料的种类与性能
01
玻璃纤维增强复合材料(GFRP)
以玻璃纤维为增强材料，树脂为基体，具有轻质高强、耐腐蚀、可设计
利用胶粘剂将不同材料粘合在一 起，具有连接强度高、密封性好 等优点。
提高车身材料利用率与降低成本措施
材料优化利用
通过合理排版、套裁等手段，提高材料的利用率，减 少浪费。
采用新工艺
如热成型、激光切割等先进工艺，提高生产效率和产 品质量，降低成本。
加强供应链管理
优化采购策略，与供应商建立长期合作关系，降低采 购成本。
03
铝合金材料
铝合金的种类与性能
铝合金种类
包括1系、2系、3系、5系、6系 、7系等，不同种类的铝合金具有 不同的成分和性能特点。
铝合金性能
具有密度小、强度高、耐腐蚀、 易加工成型等优点，同时具有良 好的导电性和导热性。
铝合金车身的应用现状
高端车型应用
铝合金车身在高端车型中得到了广泛 应用，如奥迪A8、捷豹XFL等。
缺点
比强度和比刚度相对较低，耐疲劳性能一般。
应用
广泛应用于中低端汽车的车身、零部件制造以及汽车内饰件。
金属基复合材料
优点
具有高的比强度和比刚 度，良好的耐磨性、耐 疲劳性和高温性能。
缺点
价格较高，加工难度较 大。
应用
主要用于汽车发动机、 刹车系统、传动系统等 关键部件的制造。
新型材料的优缺点及选用原则
新型车身材料
碳纤维增强复合材料
受热固化成型，再次受热不软化。如 酚醛树脂、环氧树脂等。
复合材料的种类与性能
01
玻璃纤维增强复合材料(GFRP)
以玻璃纤维为增强材料，树脂为基体，具有轻质高强、耐腐蚀、可设计
利用胶粘剂将不同材料粘合在一 起，具有连接强度高、密封性好 等优点。
提高车身材料利用率与降低成本措施
材料优化利用
通过合理排版、套裁等手段，提高材料的利用率，减 少浪费。
采用新工艺
如热成型、激光切割等先进工艺，提高生产效率和产 品质量，降低成本。
加强供应链管理
优化采购策略，与供应商建立长期合作关系，降低采 购成本。
03
铝合金材料
铝合金的种类与性能
铝合金种类
包括1系、2系、3系、5系、6系 、7系等，不同种类的铝合金具有 不同的成分和性能特点。
铝合金性能
具有密度小、强度高、耐腐蚀、 易加工成型等优点，同时具有良 好的导电性和导热性。
铝合金车身的应用现状
高端车型应用
铝合金车身在高端车型中得到了广泛 应用，如奥迪A8、捷豹XFL等。
缺点
比强度和比刚度相对较低，耐疲劳性能一般。
应用
广泛应用于中低端汽车的车身、零部件制造以及汽车内饰件。
金属基复合材料
优点
具有高的比强度和比刚 度，良好的耐磨性、耐 疲劳性和高温性能。
缺点
价格较高，加工难度较 大。
应用
主要用于汽车发动机、 刹车系统、传动系统等 关键部件的制造。
新型材料的优缺点及选用原则
新型车身材料
碳纤维增强复合材料
汽车常用材料课件ppt
标记，现从规格标记开始，按顺时针方向
并由内圈向外圈介绍：
模
活动二 汽车常用材料
块
二
三、汽车轮胎
汽 车 主 要 配 件
模
活动二 汽车常用材料
块
二
三、汽车轮胎
汽
（1）31×10. 50R15 LT-轮胎的规格。 “31”是轮胎的
车
直径(in);“10. 50”是轮胎的宽度(in)；“R”代表子午线轮
主
胎；“15”是轮胎的内径(in)；“LT”是轻型载重。
要
（2）6P．R——指该轮胎为6层级。 （3）109M——“109”是载重代号，表示该轮胎可承受1
配
030kg；“M”是速度代号，表示该轮胎的最高时速不能
件
超过130km/h。
（4）TVBELESS——指无内胎轮胎。
（5）TREAD 4PLIESL 2PULYE STER+2STEEL——指
块
二
三、汽车轮胎
汽 车
3、按轮胎结构分类，可分为斜交轮胎和子午线轮 胎两大类。
主
斜交轮胎在我国目前广泛被货车和面包车使
要 用。如北京1041汽车使用的650-16-10轮胎，北
配 旅面包车使用的750-14-8轮胎，都是斜交轮胎。
件 子午线轮胎大多用于轿车，如上海大众厂生产的
桑塔纳轿车使用的185/70R13轮胎。见图
要 命，因此，一定要经常检查气压，并做到每
配 次在长途行车前都要检查气压。同时应注意
件 以下两点：
（1)检查气压应在汽车行驶前而不能在汽车
行驶后。
（2)热胎不能马上充气或放气。
模
活动二 汽车常用材料
块
二
三、汽车轮胎
汽车材料课件1--汽车材料组成及其概述培训
汽车材料培训课件1-
汽车材料组成及其概述培训
汽车材料组成及其概 述培训
1
目录
0、本章概述： 一、汽车的主要构成 二、汽车材料的组成
2
汽车材料概论
本章概物质，人类社会的发展伴随着各 种材料的不断开发和利用。 目前，世界上已存在的自然材料和人工材 料有近百万种，自然材料仅占1/20，其余均为人工材料。在当前社会， 绝大多数的生产和生活用品是采用人工材料制造的，人工材料在材料科 学的发展中有着极其重要的地位。
44
汽车材料概论
55
汽车材料概论
2.底盘：底盘作用是支撑、安装汽车发动机及其各部件总称，形 成汽车的整体造型，并接受发动机的动力，使汽车产生运动，保证 正 常行驶。底盘由传动系、行驶系、转向系和制动系四部分组成。
66
汽车材料概论
3.车身：车身安装在底盘的车架上，用以驾驶员、旅客乘坐或装载货 物。轿车、客车的车身一般是整体结构，货车车身一般是由驾驶室和货 箱两部分组成。
2.材料是汽车工业的基础。 汽车材料既包括汽车使用过程中使用的 汽车燃料、汽车润滑材料、汽车工作液等汽车运行材料，也包括制造汽 车各种零部件的汽车工程材料以及汽车美容材料。
33
汽车材料概论
汽车工业作为现代社会的一个重要标志，带动了石油、化工、电子、材 料等工业，以及交通运输、旅游业等多个行业的发展，在国民经济中占有 重要的地位。 一、汽车的主要构成
汽车工业发展的方向是汽车轻量化和减少污染，因此汽车材料总的发展 趋势是：结构材料中钢铁材料所占比例将逐步下降，有色金属、陶瓷材料、 复合材料、高分子材料等新型材料的用量有所上升。在性能可靠的条件下， 将尽可能多地采用铝合金、复合材料等轻型、新型材料取代钢铁材料。
根据材料的用途，汽车材料既包括汽车使用过程中使用的汽车燃料、汽 车润滑材料、汽车工作液等汽车运行材料，也包括制造汽车各种零部件的汽 车工程材料以及汽车美容材料。
汽车材料组成及其概述培训
汽车材料组成及其概 述培训
1
目录
0、本章概述： 一、汽车的主要构成 二、汽车材料的组成
2
汽车材料概论
本章概物质，人类社会的发展伴随着各 种材料的不断开发和利用。 目前，世界上已存在的自然材料和人工材 料有近百万种，自然材料仅占1/20，其余均为人工材料。在当前社会， 绝大多数的生产和生活用品是采用人工材料制造的，人工材料在材料科 学的发展中有着极其重要的地位。
44
汽车材料概论
55
汽车材料概论
2.底盘：底盘作用是支撑、安装汽车发动机及其各部件总称，形 成汽车的整体造型，并接受发动机的动力，使汽车产生运动，保证 正 常行驶。底盘由传动系、行驶系、转向系和制动系四部分组成。
66
汽车材料概论
3.车身：车身安装在底盘的车架上，用以驾驶员、旅客乘坐或装载货 物。轿车、客车的车身一般是整体结构，货车车身一般是由驾驶室和货 箱两部分组成。
2.材料是汽车工业的基础。 汽车材料既包括汽车使用过程中使用的 汽车燃料、汽车润滑材料、汽车工作液等汽车运行材料，也包括制造汽 车各种零部件的汽车工程材料以及汽车美容材料。
33
汽车材料概论
汽车工业作为现代社会的一个重要标志，带动了石油、化工、电子、材 料等工业，以及交通运输、旅游业等多个行业的发展，在国民经济中占有 重要的地位。 一、汽车的主要构成
汽车工业发展的方向是汽车轻量化和减少污染，因此汽车材料总的发展 趋势是：结构材料中钢铁材料所占比例将逐步下降，有色金属、陶瓷材料、 复合材料、高分子材料等新型材料的用量有所上升。在性能可靠的条件下， 将尽可能多地采用铝合金、复合材料等轻型、新型材料取代钢铁材料。
根据材料的用途，汽车材料既包括汽车使用过程中使用的汽车燃料、汽 车润滑材料、汽车工作液等汽车运行材料，也包括制造汽车各种零部件的汽 车工程材料以及汽车美容材料。
《汽车材料》全套教学课件(224页)
《汽车材料》全套教学课件(224页)一、汽车材料的概述汽车材料是汽车制造过程中不可或缺的一部分，它们直接影响着汽车的性能、安全性和环保性。
汽车材料主要包括金属材料、非金属材料和复合材料三大类。
2. 非金属材料：非金属材料主要包括塑料、橡胶、玻璃等。
它们具有轻质、耐腐蚀、易加工等特点，广泛应用于汽车内饰、外饰和功能部件。
二、汽车材料的选择与设计汽车材料的选择与设计是汽车制造过程中的重要环节，需要考虑多种因素，如材料的性能、成本、加工工艺和环保要求等。
1. 材料性能：汽车材料应具备高强度、高韧性、耐腐蚀、耐磨等性能，以满足汽车在不同环境下的使用需求。
2. 成本：在满足性能要求的前提下，应尽量选择成本较低的材料，以降低汽车制造成本。
3. 加工工艺：汽车材料的加工工艺应简单、高效，以满足大规模生产的需求。
三、汽车材料的应用与发展趋势汽车材料在汽车制造中的应用广泛，主要包括车身、底盘、发动机、内饰和外饰等部件。
随着科技的不断发展，汽车材料的应用也在不断拓展，如新能源汽车、智能汽车等。
1. 新能源汽车：新能源汽车对材料的要求更高，需要具备轻质、高能效、耐高温等性能。
因此，新能源汽车的制造过程中，将更多地采用铝合金、镁合金等轻质金属材料，以及复合材料等高性能材料。
汽车材料的选择与设计对汽车的性能、安全性和环保性具有重要影响。
随着科技的不断发展，汽车材料的应用也将不断拓展，为汽车制造带来更多可能性。
《汽车材料》全套教学课件(224页)四、汽车材料的性能测试与质量控制汽车材料的性能测试和质量控制是确保汽车材料满足设计要求的关键环节。
性能测试主要包括力学性能测试、耐环境性能测试和耐久性测试等。
1. 力学性能测试：力学性能测试是评估汽车材料力学性能的重要手段，主要包括拉伸、压缩、弯曲、冲击等测试。
通过力学性能测试，可以了解材料的强度、韧性和刚度等性能指标。
2. 耐环境性能测试：耐环境性能测试是评估汽车材料在不同环境下的稳定性和耐久性的重要手段，主要包括耐腐蚀性测试、耐高温性测试和耐低温性测试等。
汽车工程材料PPT课件
详细描述
轻量化材料如铝合金、高强度钢和碳纤维复合材 料等在汽车制造中广泛应用，能够减轻车身重量 ，提高燃油经济性，减少排放，并提高车辆性能 。
结论
轻量化材料的应用是未来汽车制造的重要趋势， 能够推动汽车工业的可持续发展。
案例二：新型高分子材料在汽车制造中的应用
总结词
新型高分子材料在汽车制造中具有优异性能和加工特性， 能够提高汽车的安全性和舒适性。
表面处理工艺
电镀
通过电解方法在金属表面沉积一层金属或合 金，以提高耐腐蚀性和美观度。
化学镀
通过化学反应在金属表面沉积一层金属或合 金，以提高耐腐蚀性和美观度。
喷涂
使用喷枪将涂料喷涂在金属表面，以提高耐 腐蚀性和美观度。
热处理
通过加热和冷却金属来改变其内部结构，以 提高其机械性能和耐腐蚀性。
05 汽车工程材料的环保要求与可持续发展
06 案例分析
CHAPTER
案例一：轻量化材料在汽车制造中的应用
总结词
轻量化材料在汽车制造中具有重要意义，能够提 高燃油经济性和减少排放。
案例说明
铝合金在汽车制造中广泛应用，如发动机罩、车 门、车顶和底盘等部件，高强度钢也用于制造汽 车结构部件和加强件，碳纤维复合材料则用于制 造高性能汽车的车身和底盘部件。
高分子材料
复合材料
用于制造汽车车身面板、发动机部件和悬挂系统，具有质轻、高强度、抗冲击和 耐腐蚀性能。
陶瓷
用于制造汽车发动机部件、传感器和制动系统部件，具有高硬度、耐高温和绝缘 性能。
03 汽车工程材料的性能要求
CHAPTER
机械性能
抗拉强度
材料在拉伸过程中能承受的最 大拉力，是衡量材料力学性能
材料特性与选择
汽车材料全套ppt课件181p
1.3 材料标准介绍
1.3.1 钢材标准
2)常见的美国标准有SAE(美国汽车工程学会)、AISI（美国钢铁学会）、 ASTM（美国材料与试验学会），其钢号表示方法相同：碳素钢和合金 钢牌号用4位数字表示，间或在前头、中间或末尾加入字母。前两位数字 表示钢种类别（类别号为一位数的，第二位数表示主要合金元素含量）， 后两位数字表示含碳量（以万分之一为单位）。类别号数字：1——碳素 钢；2——Ni钢；3——NiCr钢；4——Mo钢；5——Cr钢；61——CrV钢； 8——低NiCr钢；92——SiMn钢；93、94、97、98——NiCrMo钢。中间 加B——B钢；L——加Pb易切削钢；末尾加H——要求淬透性钢。举例 说明：1045、6150、8620 耐热钢采用AISI系统，由3位数字组成，其中第1位表示钢的类别，第2、 3位为顺序号。类别号：1——沉淀硬化不锈钢；2——CrMnNiN奥氏体钢； 3——CrNi奥氏体钢；4——高Cr马氏体钢和低C高Cr铁素体钢；5——低 C马氏体钢。如302（1Cr18Ni9）、201（1Cr17Mn6Ni5N）
汽 车 材 料
汽车材料
一 二 三 四 五 汽车材料概论 材料的性能 发动机主要零件的材料 底盘主要零件的材料 车身材料
一 汽车材料概论
1 汽车材料的分类
2 汽车材料的应用情况 3 材料专业知识在汽车研发和生产中 的作用
1 汽车材料的分类
1.1 汽车用金属材料
1.2 汽车用非金属材料
1.1 汽车用金属材料
1.3 材料标准介绍
1.3.2 铸铁标准
1)GB5612规定了铸铁牌号的表示方法。 铸铁分为灰口铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁等，分 别以拼音字母HT、QT、KT、RuT表示（蠕墨铸铁尚未纳入GB， 在JB4403-87中有规定），因可锻铸铁有黑心、珠光体和白心之分， 故KT之后分别标有H、Z和B。拼音字母之后用数字标出其抗拉强 度和伸长率（二者之间用“-”分开），因灰口铸铁几乎没有伸长 率，故HT之后只有抗拉强度。如HT250、QT600-3、KTH350-10、 RuT300。
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3
工程上，通常把用于制造汽车的工程材料统称为汽 车零部件材料。
汽车零部件常用材料的分类
4
20世纪70年代以来，汽车工业遇到了三大课 题——污染、安全、节能。为适应安全、节能 的要求，在汽车中特别是轿车中开始大量应用 非金属材料，所以在汽车制造中钢铁的用量有 所下降，而有色金属、非金属材料和复合材料 等新材料的用量正在上升。
26
金属材料在加热时抵抗氧化作用的能力称为抗氧 化性。材料的氧化随温度升高而加速，例如在铸造、 锻造、热处理、焊接等热加工作业时，会造成材料 过量的损耗和形成各种缺陷。因此，在高温下工作 的零部件，如发动机的气门、活塞等零件，必须采 用抗氧化性好的材料制造。
27
3．化学稳定性
化学稳定性是金属材料的耐腐蚀性和抗氧 化性的总称。材料在高温下的化学稳定性称 为热稳定性。在高温条件下的零件，如发动 机的活塞、活塞环工作在高温高压的环境中， 需要选择热稳定性好的材料制造。
12
汽车的各个工作系统需使用各种工作介质用以保障 汽车的正常工作和安全行驶。例如，液压制动系统需 使用的制动液，冷却系需使用的防冻液等工作介质， 这些材料统称为汽车工作液。
发动机润滑油的添加
防冻液的添加 13
总之，汽车材料种类繁多，性能各异，它 们是汽车制造、运行和维护的基础。汽车的 各项使用性能和使用寿命都离不开所用材料 的性能的保证。因此，只有了解汽车材料的 性能及其应用，才能正确、合理地选用材料， 使汽车充分发挥其良好的技术和经济性能。
1
1. 了解汽车材料的分类方法。 2. 简单了解各类汽车材料在汽车上的应用情况。 3. 了解汽车材料技术的发展对汽车工业的影响。
2
基本概念
材料：指能为人类制造有用器件的物质。现代工 程材料按用途大致可分为结构材料和功能材料两大 类。
汽车材料：指汽车生产制造以及汽车运行中所用 到的材料，通常分为汽车零部件材料和汽车运行材 料两大类。
（1）载荷按作用性质不同，可分为静载荷、冲击载 荷和交变载荷三类。
金属材料在常温下抵抗氧、水蒸气及化学介 质腐蚀破坏作用等各种腐蚀的能力称为耐腐蚀 性。
改变金属材料成分和表面处理的方法（如油 漆、电镀等）提高金属的耐腐蚀性。
25
腐蚀对金属材料的危害很大，不仅使金属材 料本身受到损失，严重还会使汽车零部件遭 到破坏。提高金属材料的耐腐蚀性能，对现 实具有很大的经济意义。
28
机械零件在使用过程中受到各种载荷的作用所反映出 来的性能，称为材料的力学性能。
汽车零部件在使用过程中，必然会受到各种外力的作 用，如发动机上的连杆在工作中不仅受到拉力、压力作 用。还要受到冲击力的作用，这就要求材料必须具有一 种抵抗外力作用而不至被破坏的能力，这就是材料的力 学性能。
29
金属材料在加工和使用过程中，都会受到外力的作 用，这种外力通常称为载荷。
目前汽油和柴油仍是汽车的主要燃料。目前已应用的石 油替代燃料主要有天然气、液化石油气、醇类燃料（甲醇汽 油、乙醇汽油）和电能等汽车新能源。
使用液化石油气轿车
给车辆加注乙醇汽油
11
常用的润滑材料有发动机润滑油、齿轮油和润滑脂等。 发动机润滑油主要是对发动机的曲轴、连杆、活塞、气 缸壁、凸轮轴、气门等摩擦零件进行润滑。齿轮油主要用于 变速器、后桥齿轮等传动机构摩擦处的润滑。润滑脂主要用 于汽车传动轴（十字轴轴承、滑动叉）、轮毂轴承、钢板弹 簧销、转向节销、万向节销等部位的润滑。
18
金属传导电流的性能称为导电性。衡量材料导电性 的 指 标 是 电 阻 率 ， 电 阻 率 用 符 号 ρ 表 示 ， 单 位 为 Ω·m （即欧姆·米）。电阻率越小，金属的导电性越好。
常用金属中银、铜、铝等的导电性较好，。导电性 差的合金，如镍-铬合金、铁-铬-铝合金。
19
材料传导热量的性能称为导热性。通常用热导率 来衡量金属的导热性，热导率用符号λ表示，其单位 为W/（m·K），即瓦特/（米·开尔文）。导热性好的 金属散热性能好，常采用导热性好的铝、铜等金属 材料制造汽车散热器。
14
1. 了解金属的物理性能、化学性能、力学性能 和工艺性能。
2．掌握材料强度、塑性、硬度、韧性、疲劳 强度的概念、应用。
3.掌握各种有色金属材料在汽车上的应用。 4.能正确对汽车上使用的金属材料进行识别。
15
金属的物理性能是金属材料的固有性能。
密度
磁性
熔点
金属的
物理性
能
热膨
导电
胀性
性
导热 性
16
1. 密度
密度是指物质单位体积的质量，用符号ρ表示，单位 为kg/m3。
密 度 大 于 5×103kg/m3 的 金 属 称 为 重 金 属 ， 密 度 小 5×103kg/m3的金属称为轻金属。在汽车工业中，为了增 加有效装载质量，应尽量使用轻质材料。
铝合金活塞 17
2. 熔点
金属材料从固态转变为液态的温度称为熔点， 以摄氏度（°C）表示。各种金属都有其固定的熔 点，常用金属中钨、铬等的熔点较高。锡、铅等 的熔点较低。通常熔点低的金属材料加工时易于 进行铸造和焊接。
5
国产中型载货汽 车的轿车发动机及其零件组成：
轿车发动机材料应用实例
7
轿车发动机材料应用
8
随着对车辆经济性和动力性要求的不断提高，非金 属件在汽车上的应用也越来越广泛。
塑料件在汽车上的应用
9
汽车使用的燃料、润滑剂、工作液等统称 为汽车运行材料。
汽车运行材料的分类 10
观看视频
汽车散热器
20
金属材料随温度变化而膨胀、收缩的特性
称为热膨胀性。常用线膨胀系数和体胀系数
来衡量金属的热膨胀性，线膨胀系数用符号α
表示，其单位为1/℃。线膨胀系数越大，金属
的热膨胀性也越大。
观看视频
21
金属导磁的性能称为磁性。通常用磁导率 来衡量金属的磁性，一般用符号μ表示，其单 位为H/m（即亨利/米）。磁导率越高，金属 的磁性越好。
金属材料可分为铁磁性材料、顺磁性材料
和抗磁性材料三类。
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22
铁磁性材料：可用于制作变压 器、电动机、测量仪等
抗磁性材料：用于要求避免电 磁场干扰的零件和结构材料如 航海罗盘
23
化学性能是指在室温或高温条件下金属抵抗各种
化学腐蚀的能力。
耐腐蚀 性
化学稳 定性
金属的 化学性
能
抗氧化 性
24
1．耐腐蚀性
工程上，通常把用于制造汽车的工程材料统称为汽 车零部件材料。
汽车零部件常用材料的分类
4
20世纪70年代以来，汽车工业遇到了三大课 题——污染、安全、节能。为适应安全、节能 的要求，在汽车中特别是轿车中开始大量应用 非金属材料，所以在汽车制造中钢铁的用量有 所下降，而有色金属、非金属材料和复合材料 等新材料的用量正在上升。
26
金属材料在加热时抵抗氧化作用的能力称为抗氧 化性。材料的氧化随温度升高而加速，例如在铸造、 锻造、热处理、焊接等热加工作业时，会造成材料 过量的损耗和形成各种缺陷。因此，在高温下工作 的零部件，如发动机的气门、活塞等零件，必须采 用抗氧化性好的材料制造。
27
3．化学稳定性
化学稳定性是金属材料的耐腐蚀性和抗氧 化性的总称。材料在高温下的化学稳定性称 为热稳定性。在高温条件下的零件，如发动 机的活塞、活塞环工作在高温高压的环境中， 需要选择热稳定性好的材料制造。
12
汽车的各个工作系统需使用各种工作介质用以保障 汽车的正常工作和安全行驶。例如，液压制动系统需 使用的制动液，冷却系需使用的防冻液等工作介质， 这些材料统称为汽车工作液。
发动机润滑油的添加
防冻液的添加 13
总之，汽车材料种类繁多，性能各异，它 们是汽车制造、运行和维护的基础。汽车的 各项使用性能和使用寿命都离不开所用材料 的性能的保证。因此，只有了解汽车材料的 性能及其应用，才能正确、合理地选用材料， 使汽车充分发挥其良好的技术和经济性能。
1
1. 了解汽车材料的分类方法。 2. 简单了解各类汽车材料在汽车上的应用情况。 3. 了解汽车材料技术的发展对汽车工业的影响。
2
基本概念
材料：指能为人类制造有用器件的物质。现代工 程材料按用途大致可分为结构材料和功能材料两大 类。
汽车材料：指汽车生产制造以及汽车运行中所用 到的材料，通常分为汽车零部件材料和汽车运行材 料两大类。
（1）载荷按作用性质不同，可分为静载荷、冲击载 荷和交变载荷三类。
金属材料在常温下抵抗氧、水蒸气及化学介 质腐蚀破坏作用等各种腐蚀的能力称为耐腐蚀 性。
改变金属材料成分和表面处理的方法（如油 漆、电镀等）提高金属的耐腐蚀性。
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腐蚀对金属材料的危害很大，不仅使金属材 料本身受到损失，严重还会使汽车零部件遭 到破坏。提高金属材料的耐腐蚀性能，对现 实具有很大的经济意义。
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机械零件在使用过程中受到各种载荷的作用所反映出 来的性能，称为材料的力学性能。
汽车零部件在使用过程中，必然会受到各种外力的作 用，如发动机上的连杆在工作中不仅受到拉力、压力作 用。还要受到冲击力的作用，这就要求材料必须具有一 种抵抗外力作用而不至被破坏的能力，这就是材料的力 学性能。
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金属材料在加工和使用过程中，都会受到外力的作 用，这种外力通常称为载荷。
目前汽油和柴油仍是汽车的主要燃料。目前已应用的石 油替代燃料主要有天然气、液化石油气、醇类燃料（甲醇汽 油、乙醇汽油）和电能等汽车新能源。
使用液化石油气轿车
给车辆加注乙醇汽油
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常用的润滑材料有发动机润滑油、齿轮油和润滑脂等。 发动机润滑油主要是对发动机的曲轴、连杆、活塞、气 缸壁、凸轮轴、气门等摩擦零件进行润滑。齿轮油主要用于 变速器、后桥齿轮等传动机构摩擦处的润滑。润滑脂主要用 于汽车传动轴（十字轴轴承、滑动叉）、轮毂轴承、钢板弹 簧销、转向节销、万向节销等部位的润滑。
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金属传导电流的性能称为导电性。衡量材料导电性 的 指 标 是 电 阻 率 ， 电 阻 率 用 符 号 ρ 表 示 ， 单 位 为 Ω·m （即欧姆·米）。电阻率越小，金属的导电性越好。
常用金属中银、铜、铝等的导电性较好，。导电性 差的合金，如镍-铬合金、铁-铬-铝合金。
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材料传导热量的性能称为导热性。通常用热导率 来衡量金属的导热性，热导率用符号λ表示，其单位 为W/（m·K），即瓦特/（米·开尔文）。导热性好的 金属散热性能好，常采用导热性好的铝、铜等金属 材料制造汽车散热器。
14
1. 了解金属的物理性能、化学性能、力学性能 和工艺性能。
2．掌握材料强度、塑性、硬度、韧性、疲劳 强度的概念、应用。
3.掌握各种有色金属材料在汽车上的应用。 4.能正确对汽车上使用的金属材料进行识别。
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金属的物理性能是金属材料的固有性能。
密度
磁性
熔点
金属的
物理性
能
热膨
导电
胀性
性
导热 性
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1. 密度
密度是指物质单位体积的质量，用符号ρ表示，单位 为kg/m3。
密 度 大 于 5×103kg/m3 的 金 属 称 为 重 金 属 ， 密 度 小 5×103kg/m3的金属称为轻金属。在汽车工业中，为了增 加有效装载质量，应尽量使用轻质材料。
铝合金活塞 17
2. 熔点
金属材料从固态转变为液态的温度称为熔点， 以摄氏度（°C）表示。各种金属都有其固定的熔 点，常用金属中钨、铬等的熔点较高。锡、铅等 的熔点较低。通常熔点低的金属材料加工时易于 进行铸造和焊接。
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国产中型载货汽 车的轿车发动机及其零件组成：
轿车发动机材料应用实例
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轿车发动机材料应用
8
随着对车辆经济性和动力性要求的不断提高，非金 属件在汽车上的应用也越来越广泛。
塑料件在汽车上的应用
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汽车使用的燃料、润滑剂、工作液等统称 为汽车运行材料。
汽车运行材料的分类 10
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汽车散热器
20
金属材料随温度变化而膨胀、收缩的特性
称为热膨胀性。常用线膨胀系数和体胀系数
来衡量金属的热膨胀性，线膨胀系数用符号α
表示，其单位为1/℃。线膨胀系数越大，金属
的热膨胀性也越大。
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21
金属导磁的性能称为磁性。通常用磁导率 来衡量金属的磁性，一般用符号μ表示，其单 位为H/m（即亨利/米）。磁导率越高，金属 的磁性越好。
金属材料可分为铁磁性材料、顺磁性材料
和抗磁性材料三类。
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22
铁磁性材料：可用于制作变压 器、电动机、测量仪等
抗磁性材料：用于要求避免电 磁场干扰的零件和结构材料如 航海罗盘
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化学性能是指在室温或高温条件下金属抵抗各种
化学腐蚀的能力。
耐腐蚀 性
化学稳 定性
金属的 化学性
能
抗氧化 性
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1．耐腐蚀性