常用汽车材料-PPT课件-PPT课件

符车号 HBW表示，适用于测量硬度不超过650的材料。
材
料
2.洛氏硬度
洛氏硬度采用直接测量压痕深度来确定度值
常
的。试验原理如图1-9Ａ＆1 - 9Ｂ所示。
用 汽
我国常用的是HRA、HRB、HRC三种，试
车
验条件及应用范围见表1-2。
材 料
洛氏硬度值的表示方法规定为：硬度符
号前面注明硬度值，例如52HRC、70HRA。
普通碳素结构钢
常
牌号：屈服点字母+屈服点数值+炼钢品质等级+脱氧程
用
度
汽 车
常用碳素钢的牌号及含义举例如下
材
Q235-AF碳素结构钢。其中Q235代表屈服强度值,A
料
代表质量等级(A含硫磷最多、D含硫磷最少),F代表沸
腾钢(冶炼时钢脱氧不完全)
45Mn优质碳素结构钢。其中45代表钢的平均含碳量 为0.45%,Mn的含量为 0.7%～1%
疲劳断裂：零件在交变载荷下经过长时间工作而发生低
常
应力断裂的现象成为疲劳断裂。
用
疲劳断裂过程：裂纹萌生、疲劳裂纹扩展、最后断裂。
汽 车 材
疲劳抗力指标：疲劳极限，又称疲劳强度，用σ－1表 示。材料经过无限次应力循环不发生断裂的最大应力， 即疲劳曲线上水平部分对应的应力值。
料
疲劳断裂的原因：一般认为是，由于材料表面与内部的
一、碳素结构钢的分类
碳素钢简称碳钢，它的分类有很多种：
常
按含碳量来分的方法 ：
用
汽
≤0.02%的铁碳合金纯铁；0.02%—0.25%低碳
车
钢； 0.25%—0.6%中碳钢 ； 0.6%—2.11%高碳
材
钢；大于2.11%的是铸铁。
料
按钢的杂质多少来分：
普通钢 S ≤0.05% P ≤0.045% ；
不同的材料加工制造。从汽车的设计、选
车 材、加工制造，到汽车的使用、维修和养
材 料
护无一不涉及到材料。
现代汽车要满足: 安全、舒适、自重轻、污染排放低、能耗小、价
格低等要求.材料是首要考虑方面。
1.汽车工程材料的分类
常 ● 金属材料（纯金属及合金） 用 ◆ 黑色金属（钢铁) 汽 ◆ 有色金属 (Cu、Al、Ti、Mg …) 车 材 ● 非金属材料 料 ◆ 有机高分子材料（主要成分是Ｃ、Ｈ）——塑料、橡胶、合
成纤维等。
◆ 无机材料——玻璃、水泥、陶瓷等
● 复合材料——玻璃纤维增强塑料等
2、金属的力学性能
1、刚度
常
定义：工程上，指构件或零件在受力时抵抗弹性
用 汽
变形的能力。
车
计算：等于材料弹性模量E与零构件截面积A的乘
材 料
积。
弹性模量E：材料在弹性变形范围内，应力与应
变成正比，其比值为弹性模量E=σ/ε（MPa）。
齿轮
钢的热处理
钢件的热处理是利用加热、保温和冷却的操
常 用
作方法,来改变钢的组织结构,使钢件获得所
汽 需性能的加工工艺。
车 材
钢的热处理根据加热和冷却的方法不同,大
料 体有以下几类
钢的热处理
退火
常
退火是将钢件加热到一定温度,保温一段时间,然后随炉
用
慢慢冷却到室温的热处理工艺。
汽
目的是降低材料硬度,改善切削加工性能,提高塑性和韧
用
冷却介质中快速冷却的热处理工艺
软硬程度的一种性能。通常材料的强度越高，硬度也越高，
耐磨性也越好。
常 用 汽 车 材 料
硬度指标：与试验方法有关。生产上，常用静载压入法， 常用方法有：布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
布氏硬度HBS：淬火钢球压头，压痕大，不能测太硬度的 材料，适用于测量退火和正火钢、铸铁、有色金属等材料 的硬度。
洛氏硬度HRC：锥角为120°的金刚石圆锥体压头，适用
于调质钢、淬火钢、渗碳钢等硬度的测量。
1．布氏硬度
常
测试原理：用一定大小的荷载F，把直径为D的硬
用 汽
质合金球压入被测试样表面，保持规定时间后卸除荷
车
载，移去压头，用读数显微镜测出压痕平均直径d。
材 用荷载F除以压痕的表面积所得的商，即为被测材料
料 的布氏硬度值。
常
用 汽
用硬质合金球作为压头所测得的布氏硬度用
汽车是一个复杂的机械系统。通常，一辆
汽车由约3万个零部件组装而成。 汽车零件按用途来分类: 通用零件： 在各种机器中经常使用的零件。 如：螺栓、螺母。 专用零件： 仅在特定类型机器中使用的零件，如：活塞， 曲轴。
汽车上每个零部件的生产制造都涉及到 材料问题。
常
据统计，汽车上的零部件采用了4千余种
用 汽
它表示的是材料抵抗弹性变形的能力，反映了材
料发生弹性变形的难易程度。
常 用 汽 车 材 料
1．强度
定义：在外力作用下，材料抵抗变形或断裂的能力。
物理意义：材料在每个变形阶段的应力极限值。
常 用 汽 车 材 料
（1）弹性极限σe
材料在外力作用下发生纯弹性变形的最大应力值为弹性极 限σe，即A点对应的应力值，表征材料发生微量塑性变形 的抗力。
汽
常用牌号和用途
车
牌号：ZG200-400 ZG200-400 ZG270-500
材
ZG310-570
料
牌号解释： ZG200-400表示屈服强度不小于
200MPa,抗拉强度不小于400MPa 的铸造碳钢.
铸造碳钢
常 用 汽 车 材 料
机座
铸造碳钢
常 用 汽 车 材 料
连杆
铸造碳钢
常 用 汽 车 材 料
材 料
碳素工具钢
主要用于制作各种工、量、刃具和模具,多属于高碳钢。
铸钢
主要用于制作形状复杂,难于用锻压等方法成形的零件, 如汽车上的桥壳等。
碳素工具钢
常 用 汽 车 材 料
丝锥
碳素工具钢
受力情况：承受较大的磨檫力
常
性能要求：要求高的硬度，耐磨性
用
材料选择：含碳量较高的碳素钢制造
汽
车
材
料
锉刀
碳素结构钢在汽车中的应用
车
性,消除钢中的组织缺陷,消除内应力。
材 料
(2)正火
正火是将钢件加热到临界温度以上50～70℃,充分保温,
然后在空气中冷却的热处理工艺。
目的与退火基本相同,但正火后钢件的强度、硬度比退火 后高。
经过退火的材料
常 用 汽 车 材 料
钢的热处理
淬火
常
淬火是将钢件加热到临界温度以上30～50℃,保温后在
（2）屈服强度σs
试样发生屈服现象时的应力值，屈服点S的应力值称为屈
服强度σS，表征材料开始发生明显的塑性变形。
没有明显的屈服现象发生的材料，用试样标距长度产生 0.2%塑性变形时的应力值作为该材料的屈服强度，用 σ0.2表示，称为条件屈服强度。意义同σS。
（3）抗拉强度σb
常
材料在拉伸载荷作用下所能承受的最大应力值σb称为抗
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。
各种新型材料,如轻金属材料、复合材料、高技术合成 材料等越来越多的用于现代汽车
菜单
常 用 汽 车 材 料
布氏硬度测量
常 用 汽 车 材 料
常 用 汽 车 材 料
常 用 汽 车 材 料
洛氏硬度HRB：Φ1.59mm淬火钢球压头，适用于测量
常
有色金属、铸铁、退火态和正火态钢等。
用 汽 车
维氏硬度HV：锥面角为136 °的金刚石四棱锥体为压头， 适于测定薄件和经表面处理零件的表面层的硬度，如渗 碳层、表面淬硬层、电镀层等，以及微观组织的硬度。
常 用
应用：
汽
（1）评价材料冶金质量和锻造及热处理的缺陷（因其对
车
材料中的缺陷比较敏感），与屈服强度结合用于一般零
材
件抗断裂设计。
料
（2）低温冲击试验，测量材料的韧脆转变温度TK。T 〉
TK 为韧性断裂，不希望材料在TK温度以下工作。
四、疲劳强度—交变载荷
交变载荷：载荷大小和方向随时间发生周期变化的载荷。
常 用
优质钢S ≤0.035% P≤0.035%； 高级优质钢 S ≤0.025% P≤0.025%；
汽
特级质量钢 S ≤0.015% P≤0.025%。
车
C、S、P 、 Mn、 Si是碳钢中五大元素。
材
按钢的用途来分：
料
碳素结构钢 Q195 Q215
碳素工具钢 T08 T10 T13
钢弹簧钢
65Mn
用
拉强度或强度极限，表征材料的断裂抗力。
汽
强度是零件设计和选材的主要依据。
车
2．塑性
材 料
定义：材料在外力作用下，产生塑性变形而不破断的能 力称为塑性。
指标：工程上常用延伸率δ 和断面收缩率ψ 作为材料的塑 性指标。
材料的δ 和ψ 值越大，塑性越好。
3．硬度
定义：指材料表面抵抗局部塑性变形的能力，是表征材料
料 提高材料的疲劳抗力。
3、汽车常用的碳素钢、铸钢及其热处理
钢、铁一类的金属被称为黑色金属。
常
钢铁材料的基本成分是铁和碳,所以又称为铁碳合
用 汽
金。
车
含碳量小于2.11%的铁碳合金是钢,含碳量大于
材 料
2.11%的铁碳合金是铁。
常 用 汽 车 材 料
碳钢的分类
钢是碳含量小于2。11%的铁碳合金。钢具