高职《汽车机械基础》项目二汽车常用金属材料.ppt

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1、汽车机械基础,授课：胡志恒,项目二 汽车常用工程材料,P.23,汽车上应用最多的是金属材料，金属材料的选用主要依据就是其使用性能和工艺性能。,任务一 金属材料的主要性能,任务描述,力学性能是最重要的使用性能，不仅是一般机械零部件在设计、制造时选择材料的主要依据，而且也是验收、鉴定材料性能的重要参数之一。,任务一 金属材料的主要性能,知识准备,金属材料性能,使用性能,工艺性能 铸、锻、焊、切削加工.,物理、化学性能,力学性能,（1）使用性能 金属材料在使用中所表现出来的性能。 包括 物理、化学性能和力学性能。,（2）工艺性能 金属材料在加工制造过程中所表现出来的性能。 包括 铸造性、锻造性、焊接。

2、性、热处理加工性、切削加工性等等。,金属材料性能 金属材料在给定外界条件下的抵抗能力。,任务一 金属材料的主要性能 一、金属材料的力学性能,力学性能 是指材料在不同环境下，承受各种外加载荷时所表现出的力学特征。 主要包括 强度、塑性、硬度和韧性和抗疲劳性等。,金属材料的变形 材料在载荷作用下产生的尺寸和形状的变化.,变形分为: 弹性变形和塑性变形(永久变形),载荷类型,图2-1-1 圆形拉伸试样图,1. 强度 强度是指金属材料在静载荷作用下抵抗永久变形或断裂的能力.,任务一 金属材料的主要性能 一、金属材料的力学性能,拉伸试验: 强度指标获得的方法. 试样、试验机 试验结果：拉伸曲线,2-1-。

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3、2低碳钢的拉伸曲线图,载荷F和伸长量之间的关系曲线，称为拉伸曲线，如图2-1-2所示。,曲线的几个变形阶段：,弹性变形阶段,屈服阶段,强化阶段,明显塑性变形阶段,缩颈阶段,试样发生断裂,1. 强度 拉伸曲线,任务一 金属材料的主要性能 一、金属材料的力学性能,1）弹性极限 材料不产生永久变形时所承受的最大应力，以e 表示，即:,2）屈服极限 表示在外力作用下，材料刚开始产生塑性变形时的最小应力值，以 s 表示，即:,1. 强度 强度指标：由拉伸曲线试验数据确定,任务一 金属材料的主要性能 一、金属材料的力学性能,3）抗拉强度 材料在断裂前所承受的最大拉应力，以b 表示，即,塑性是金属在外力作用。

4、下，断裂前产生永久变形而不被破坏的能力。,1）断后伸长率 试样拉断后标距长度的伸长量与其原始标距之比值的百分率，用符号表示。 即:,2. 塑性 塑性指标：也由拉伸曲线试验数据确定,任务一 金属材料的主要性能 一、金属材料的力学性能,2）断面收缩率 试件拉断后断口处（缩紧处）横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比，用符号 表示。即:,硬度是衡量软硬程度的指标，表示抵抗局部变形和破坏的能力，是重要的力学性能指标之一。 试验方法：汽车制造和维修常用压入法测定硬度。,。,3. 硬度,任务一 金属材料的主要性能 一、金属材料的力学性能,硬度指标分类：洛氏硬度、布氏硬度和维氏硬度，其中应用最广泛的是洛。

5、氏硬度 HRC 和布氏硬度 HB。,汽车上许多零件要受冲击载荷，如在汽车起步、制动或改变速度时，钢板弹簧、钢板吊耳均要受到冲击。 冲击试验,a) 试样安放 b)装置示意图 图2-1-5 冲击实验装置示意图,4.韧度,任务一 金属材料的主要性能 一、金属材料的力学性能,疲劳现象：是指零件在交变应力作用下，过早发生破坏的现象。,5. 疲劳强度,任务一 金属材料的主要性能 一、金属材料的力学性能,交变应力，是指应力的大小、方向或大小和方向都呈周期性变化的应力。,危害性：疲劳破坏事先没有明显的征兆，具有很大的突发性和危险性，往往会造成严重事故，如汽车的轴颈、缸盖、齿轮、弹簧等零件的损坏失效大部分属于疲。

6、劳破坏。,疲劳强度是指材料经受无数次应力循环而不被破坏的最大应力值。 任何材料发生脆断，都是材料中微小裂纹扩展的结果。,1) 设计方面，尽量使零件避免尖角、缺口和截面突变，以避免应力集中及其所引起的疲劳裂纹。 2) 材料方面，减少材料内部存在的夹杂物和由于热加工不当而引起的缺陷，如疏松、气孔和表面氧化等。 3) 机械加工方面，要降低零件表面的表面粗糙度值，表面刀痕、碰伤和划痕都是疲劳裂纹源。 4) 零件表面强度方面，可采用化学热处理、表面淬火、喷丸处理和表面涂层等，在零件表面造成压应力，以抵消或降低表面拉应力引起疲劳裂纹的可能性。,5. 疲劳强度,任务一 金属材料的主要性能 一、金属材料的力学。

7、性能,提高材料的疲劳强度的措施：,1. 冲压性能 冲压加工，用压力机和模具使材料发生塑性变形，获得所零件形状尺寸的方法。,任务一 金属材料的主要性能 二、金属材料的工艺性能,工艺性能 金属材料在加工制造过程中所表现出来的性能。,冲压性好的材料： 黄铜、防锈铝合金、中低碳钢（冷轧薄钢板、热锻）等。,包括 铸造性、冲压（锻造）性、焊接性、热处理加工性、切削加工性等等。,不能冲压的材料：铸铜、铸铝、铸铁、高碳钢等。,2. 焊接性能,任务一 金属材料的主要性能 二、金属材料的工艺性能,焊接性好的材料： 低碳钢板、中碳钢。,不易焊接的材料：铝合金、铸铁、高碳钢等。,焊接加工，用焊机设备对材料进行高温熔合。

8、连接加工的方法。,3. 铸造性能,铸造性好的材料： 铸铁、青铜、铸铝合金。,不易铸造的材料：铸钢等。,铸造加工，将加热熔化的金属浇入砂型或模具中，凝固后得到所需复杂零件毛坯的方法。,切削加工，在机床上用刀具对零件毛坯进行切削加工，获得所零件形状尺寸的方法。包括车、钳、刨、铣、磨等等。,任务一 金属材料的主要性能 二、金属材料的工艺性能,切削加工性好的材料： 铝合金、铜合金、铸铁、低中碳钢等。,不易切削的材料：不锈钢、钛合金。,4. 切削加工性能,钢铁材料是现代汽车工业中应用最为广泛的材料，占汽车用材总量的65%70%，同时为了减重节能，实现汽车轻量化，铝、镁等有色金属合金也得到了广泛的应用。,。