钢铁材料在汽车上的应用及特点
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铝合金的优点
• 铝是轻量化首选材料。在高张力 钢板、铝、塑料与一种称为FRP 的轻量化材料中，铝起了特别重 要的作用。由于铝的比重只有铁 的1/3，由铁向铝转换也比较容易， 所以把活塞、进气支管、气缸盖、 盘轮等都采用了重量轻的铝合金。 在美国和欧洲，保险杠、油箱也 将钢板改用为铝合金。保险杠用 的新铝合金也多次被开发。
为降低零件制造所消耗的能源而采用非调质钢， 为提高加工能力，也有采用易切削钢。因非调质 钢添加了钒，控制了热锻后的冷却速度，省去了 淬火、回火的热处理，故确保了强度。它可在汽 车的曲轴、连接件、FF车的车轮等部分使用，其 用途可望得到进一步扩大。另外，对于易切削且 强度降低少而用于齿轮的低铅、易切削钢是一种 新的易切削钢材。它可用于小型车的变速器，并 具有降低制造成本的效果。
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钢铁在汽车上的应用
• 长期以来，钢铁一直是构成汽车 的主要材料，在汽车用钢中，合 金钢比例较高。国外不少汽车采 用含Cr、Ni、Mo等元素的结构钢 和含Co量很高的永磁材料，而这 些元素的资源都较稀缺，节约合 金资源成为指导汽车材料开发和 应用的方针之一。 构成汽车的零 件约有两万多个，在这些零件中， 使用了各种各样的材料(见图)。其 中约86%是金属材料，而在金属 材料中，钢铁材料占了80%。
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• 汽车的车体钢板，以前使用的是容易成 型的软质钢材。为适应轻量化的需求， 以后开发了高张力钢板。这种钢板具有 成型性好、强度高，并可使板厚减薄的 优点。高张力钢板是在原有钢板基础上 添加固溶强化型元素(硅、锰等)和析出 强化型元素(铌、钛等)，并在钢铁厂退 火炉内连续退火而得到。它有着屈服点 低的、复合成分多的特点。
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泡沫铝应用
制造从泡沫塑料在建筑中广泛使用中得到启发， 科学家们考虑在汽车业中使用“泡沫金属”。 目前汽车工业是消耗金属最多的工业之一，金 属制造业虽然能生产2500多种性能各异的钢材 和千百种有色金属，但仍然满足不了汽车制造 业的特殊需要。如果“泡沫金属”能研制出来， 它将成为未来汽车的最佳材料，这种泡沫金属 零件的结构是:外表用薄钢制成，中心则用泡沫 金属填充。 报载欧洲目前已经研制出--种新型 钢质结构材料，它比普通钢质材料轻10％。主 要是靠粘结钢质零件和采用减震材料新结构而 制成。同时还研制出“精确钢坯”组合新结构， 能使所有部件相互巧妙配合。这样，在汽车制 造中，就可以机动而广泛地选用应力强度恰好 合适的组合部件，如在车门铰链部位，其零件 除外形合理、美观外，还需具备结构稳定性。
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含铌合金应用的优点
• 轻量化的最主要手段就是轻质材料的 大量应用，其中含铌钢是一种非常先 进的材料 。
铌加进去以后，会给钢的性能带来很多优化，比如可 以降低钢的碳。现在的汽车钢尤其是用在商用车上的 钢都需要大热量的焊接，所以具有良好的焊接性就非 常的重要。加入铌以后就可以降低钢材的含碳量从而 提高焊接性能。而且铌在改善钢材力学性的同时还可 以改善加工性能。这样使汽车在使用材料方面更方便。 目前从汽车用钢来讲，实际上80%的钢都可以加铌。 但是还是在发展阶段 。 它主要应用在商用车的框架和大梁、纵梁、横梁。其 他比如驾驶舱，也可以用一些铌铁。因为商用车主要 还是在用热轧钢板，这种钢板比较厚。冷轧板比热轧 板要薄一些，用冷轧板可以减轻厚度。这里面有很多 都必须要含铌。所以汽车用钢的80%都可以加入铌。 现在高强钢加铌是一种趋势。
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目前德国科学家已经成功地研制出 “泡沫铝”--将铝粉和钛氧化合 物粉末相混成，填放到钢皮制成 的模型中，然后再把这充满混合 物的模型加热到铝的熔点，这时， 氢气会从氢化合物中分解而逸出， 从而使熔化的铝产生泡沫，当钢 皮模型完全冷却后，便形成了固 体“泡沫铝”。这种“泡沫铝” 具有整体结构，其质量轻而均匀， 强度比铝更高，其外覆的钢皮模 型更增强了部件的强度和刚度。 为了提高汽车的安全性和可靠性， 需要从设计上、制造上，特别是 材料方面考虑。例如，提高汽车 结构材料的强度和韧性，使之更 坚固可靠，一旦发生撞车、翻车 等交通事故时，能最大限度地减 轻损伤程度，保证人员的乘车安 全。
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最后请欣赏几组汽车图片
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谢谢观看~
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钢铁材料在 汽车上的应 用及特点
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镁合金应用的优点
• 汽车用镁合金零件一是它的质量轻,其密度只有 1. 7kg/m3 ,是铝的2 /3,钢的1 /4,换用镁合金就 能减轻整车重量,也就间接减少了燃油消耗量。 二是它的比强度高于铝合金和钢,比刚度接近铝 合金和钢,能够承受一定的负荷。三是它具有良 好的铸造性和尺寸稳定性,易加工,废品率低,从 而降低生产成本。四是它具有良好的阻尼系数, 减振量大于铝合金和铸铁,用于壳体可以降低噪 声,用于座椅、轮圈可以减少振动,提高汽车的安 全性和舒适性。镁合金虽然有这些优点,但从成 本上看它仍然偏高于铝合金。尽管如此,镁合金 的应用前景仍然看好:福特汽车公司已开始用镁 合金来制造悬架零件、制动盘和制动钳等;而日 本1990年每辆汽车用镁量仅5kg, 2000年增至 210kg,占汽车重量的25% ,仅次于铝材而超过钢 铁的重量。目前,欧洲和美国正在使用和研制的 镁合金零部件多达100多种,汽车用镁量已达6～ 26kg,平均为12kg。镁合金应用于交通工具,除 了减重和降低油耗,还可以提高整车加速、制动 性能,还能降低行驶振动和噪音,提高舒适度,可 以加快散热,使发动机的综合性能提高一个档次, 具有良好的经济效益。
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钢铁材料何去何从
• 高分子汽车材料有很多以往传统 材料没有的优点。主要表现在重 量轻、有良好的外观装饰效果、 有多种实际应用功能、有良好的 理化性能、容易加工成型、节约 能源，可持续利用等各方面。高 分子汽车材料的主要特点如下。 1．重量轻 2.良好的加工性能 3．优良的综合理化性能 4．优秀的装饰效果 5．节能和环保
铝合金的优点
• 铝是轻量化首选材料。在高张力 钢板、铝、塑料与一种称为FRP 的轻量化材料中，铝起了特别重 要的作用。由于铝的比重只有铁 的1/3，由铁向铝转换也比较容易， 所以把活塞、进气支管、气缸盖、 盘轮等都采用了重量轻的铝合金。 在美国和欧洲，保险杠、油箱也 将钢板改用为铝合金。保险杠用 的新铝合金也多次被开发。
为降低零件制造所消耗的能源而采用非调质钢， 为提高加工能力，也有采用易切削钢。因非调质 钢添加了钒，控制了热锻后的冷却速度，省去了 淬火、回火的热处理，故确保了强度。它可在汽 车的曲轴、连接件、FF车的车轮等部分使用，其 用途可望得到进一步扩大。另外，对于易切削且 强度降低少而用于齿轮的低铅、易切削钢是一种 新的易切削钢材。它可用于小型车的变速器，并 具有降低制造成本的效果。
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钢铁在汽车上的应用
• 长期以来，钢铁一直是构成汽车 的主要材料，在汽车用钢中，合 金钢比例较高。国外不少汽车采 用含Cr、Ni、Mo等元素的结构钢 和含Co量很高的永磁材料，而这 些元素的资源都较稀缺，节约合 金资源成为指导汽车材料开发和 应用的方针之一。 构成汽车的零 件约有两万多个，在这些零件中， 使用了各种各样的材料(见图)。其 中约86%是金属材料，而在金属 材料中，钢铁材料占了80%。
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• 汽车的车体钢板，以前使用的是容易成 型的软质钢材。为适应轻量化的需求， 以后开发了高张力钢板。这种钢板具有 成型性好、强度高，并可使板厚减薄的 优点。高张力钢板是在原有钢板基础上 添加固溶强化型元素(硅、锰等)和析出 强化型元素(铌、钛等)，并在钢铁厂退 火炉内连续退火而得到。它有着屈服点 低的、复合成分多的特点。
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泡沫铝应用
制造从泡沫塑料在建筑中广泛使用中得到启发， 科学家们考虑在汽车业中使用“泡沫金属”。 目前汽车工业是消耗金属最多的工业之一，金 属制造业虽然能生产2500多种性能各异的钢材 和千百种有色金属，但仍然满足不了汽车制造 业的特殊需要。如果“泡沫金属”能研制出来， 它将成为未来汽车的最佳材料，这种泡沫金属 零件的结构是:外表用薄钢制成，中心则用泡沫 金属填充。 报载欧洲目前已经研制出--种新型 钢质结构材料，它比普通钢质材料轻10％。主 要是靠粘结钢质零件和采用减震材料新结构而 制成。同时还研制出“精确钢坯”组合新结构， 能使所有部件相互巧妙配合。这样，在汽车制 造中，就可以机动而广泛地选用应力强度恰好 合适的组合部件，如在车门铰链部位，其零件 除外形合理、美观外，还需具备结构稳定性。
PageHale Waihona Puke Baidu5
含铌合金应用的优点
• 轻量化的最主要手段就是轻质材料的 大量应用，其中含铌钢是一种非常先 进的材料 。
铌加进去以后，会给钢的性能带来很多优化，比如可 以降低钢的碳。现在的汽车钢尤其是用在商用车上的 钢都需要大热量的焊接，所以具有良好的焊接性就非 常的重要。加入铌以后就可以降低钢材的含碳量从而 提高焊接性能。而且铌在改善钢材力学性的同时还可 以改善加工性能。这样使汽车在使用材料方面更方便。 目前从汽车用钢来讲，实际上80%的钢都可以加铌。 但是还是在发展阶段 。 它主要应用在商用车的框架和大梁、纵梁、横梁。其 他比如驾驶舱，也可以用一些铌铁。因为商用车主要 还是在用热轧钢板，这种钢板比较厚。冷轧板比热轧 板要薄一些，用冷轧板可以减轻厚度。这里面有很多 都必须要含铌。所以汽车用钢的80%都可以加入铌。 现在高强钢加铌是一种趋势。
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目前德国科学家已经成功地研制出 “泡沫铝”--将铝粉和钛氧化合 物粉末相混成，填放到钢皮制成 的模型中，然后再把这充满混合 物的模型加热到铝的熔点，这时， 氢气会从氢化合物中分解而逸出， 从而使熔化的铝产生泡沫，当钢 皮模型完全冷却后，便形成了固 体“泡沫铝”。这种“泡沫铝” 具有整体结构，其质量轻而均匀， 强度比铝更高，其外覆的钢皮模 型更增强了部件的强度和刚度。 为了提高汽车的安全性和可靠性， 需要从设计上、制造上，特别是 材料方面考虑。例如，提高汽车 结构材料的强度和韧性，使之更 坚固可靠，一旦发生撞车、翻车 等交通事故时，能最大限度地减 轻损伤程度，保证人员的乘车安 全。
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钢铁材料在 汽车上的应 用及特点
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镁合金应用的优点
• 汽车用镁合金零件一是它的质量轻,其密度只有 1. 7kg/m3 ,是铝的2 /3,钢的1 /4,换用镁合金就 能减轻整车重量,也就间接减少了燃油消耗量。 二是它的比强度高于铝合金和钢,比刚度接近铝 合金和钢,能够承受一定的负荷。三是它具有良 好的铸造性和尺寸稳定性,易加工,废品率低,从 而降低生产成本。四是它具有良好的阻尼系数, 减振量大于铝合金和铸铁,用于壳体可以降低噪 声,用于座椅、轮圈可以减少振动,提高汽车的安 全性和舒适性。镁合金虽然有这些优点,但从成 本上看它仍然偏高于铝合金。尽管如此,镁合金 的应用前景仍然看好:福特汽车公司已开始用镁 合金来制造悬架零件、制动盘和制动钳等;而日 本1990年每辆汽车用镁量仅5kg, 2000年增至 210kg,占汽车重量的25% ,仅次于铝材而超过钢 铁的重量。目前,欧洲和美国正在使用和研制的 镁合金零部件多达100多种,汽车用镁量已达6～ 26kg,平均为12kg。镁合金应用于交通工具,除 了减重和降低油耗,还可以提高整车加速、制动 性能,还能降低行驶振动和噪音,提高舒适度,可 以加快散热,使发动机的综合性能提高一个档次, 具有良好的经济效益。
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钢铁材料何去何从
• 高分子汽车材料有很多以往传统 材料没有的优点。主要表现在重 量轻、有良好的外观装饰效果、 有多种实际应用功能、有良好的 理化性能、容易加工成型、节约 能源，可持续利用等各方面。高 分子汽车材料的主要特点如下。 1．重量轻 2.良好的加工性能 3．优良的综合理化性能 4．优秀的装饰效果 5．节能和环保