汽车材料 作者 黄武全 第三单元.ppt

随着汽车工业的不断发展，对汽车轻量化、减少排放污染的要求逐年提高，使非铁金属在汽车上的应用越来越广泛。其中，钛、镁、锌等合金的应用越来越受到重视，它们在汽车上的用量也越来越多。一、钛及钛合金 钛在地球中的储藏量居铝、铁、镁之后占第四位，钛及其合金的主要特点是比强度高、耐腐蚀性好，在航空、化工、电力、医疗等领域得到广泛的应用。 1.工业纯钛 钛是一种银白色金属，熔点为1725℃，密度为4.5×103kg/m3，导热性差。钛具有同素异构转变特性，在882.5℃以下为密排六方晶格的α-Ti相，在该温度以上为体心立方晶格的β-Ti相。 2.钛合金 在钛中加入合金元素，既可提高钛的强度，也会影响到钛的同素异构转变温度。根据钛在室温下的组织，钛合金可以分为α钛合金、β钛合金和(α+β)钛合金。 (1)α钛合金　当钛中加入铝、氧、氮、碳等α相稳定化合金元素时，可以提高钛的同素异构转变温度，扩大α相区，使钛合金在室温时为单相固溶体组织，因而又称为α钛合金。 (2)β钛合金　当钛中加入铬、钼、钒、铁、镍等β稳定化合金元素时，可以降低钛的同素异构转变温度，扩大钛的β相区，因合金在退火或淬火状态下的组织为单相的β固溶体，故又称为β钛合金。 (3)(α+β)钛合金　其室温组织为α固溶体和β固溶体的混合组织，因而又称为(α+β)钛合金。这种合金具有较高的力学性能和优良的高温抗变形能力，并可进行淬火时效强化，是应用最广泛的一种钛合金。 二、镁及镁合金 镁是非铁金属，它比铝轻，其密度为1.74×103kg／m3，只有铝的23、钛的25、钢的14；镁合金比铝合金轻36％、比锌合金轻73％、比钢轻77％。镁还有很多其他优异的物理特性：比铝高30倍的减振性能，有良好的减振阻尼和电磁屏蔽性能、易于加工成形、容易回收等优点，因此被誉为“21世纪绿色工程材料”。但长期以来，由于受价格昂贵和技术方面的限制，镁及镁合金只少量应用于航空、航天及军事工业，因而被称为“贵族金属”。自20世纪90年代以来，镁的需求量不断增加。据报道，西方金属镁的需求量以每年5％的速度递增。镁是继钢铁、铝之后的第三大金属工程材料，被广泛地应用于航空航天、汽车、电子、移动通信、冶金等领域。 三、锌及锌合金 锌的熔点较低，抗大气腐蚀性良好，再结晶温度在室温以下，一般采用普通压力加工方式成形。 铝、铜、镁等为锌的主要合金元素，它们对锌合金产生明显的强化作用。锌合金可分为变形合金和铸造合金两大类。 随着我国汽车工业的迅速发展，镀锌产品和压铸合金产量日益扩大，对金属锌的需求将大幅度上升。据专家预测，在未来的几年时间，我国锌的消费需求将保持6％以上的年平均增长率。目前，应用最广的锌合金是ZZnAl4Cu1Mg，主要用作压铸小尺寸、高强度、高耐蚀性零件，如汽车汽化器、机油泵体、仪器仪表外壳及零件。 课题五　粉末冶金材料简介 一、粉末冶金方法及其应用粉末冶金法是指粉末经压制成形并经烧结而制成零件或毛坯的成形方法。粉末冶金的应用主要有以下几个方面：(1)减摩材料、摩擦材料　含油轴承、离合器片、制动摩擦片。(2)结构材料　它是用碳钢或合金钢的粉末为原料，采用粉末冶金方法制造结构零件。这种制品的精度较高、表面光洁，不需或少需切削加工即为成品零件，如制造液压泵齿轮、电钻齿轮、凸轮等。(3)高熔点材料　一些高熔点的金属和金属化合物如W、Mo、WC、TiC等，用熔炼和铸造方法生产比较困难，可用粉末冶金方法生产。 粉末冶金法的缺点是：由于设备和模具的限制，粉末冶金还只能生产尺寸有限和形状不很复杂的制品，烧结零件的韧性较差，生产效率不高，成本较高。 二、硬质合金 硬质合金是金属陶瓷的一种，它是以金属硬碳化物(如WC、TiC、TaC等)为基体，再加入适量金属粉末(如Co、Ni、Mo等)作粘结剂经制粉、配料、压制成形，再通过高温烧结制成。1.硬质合金的性能特点1)高硬度、高热硬性、耐磨性好；2)抗压强度、弹性模量高；3)耐蚀性和抗氧化性良好，热膨胀系数比钢低；4)抗弯强度低、脆性大、导热性差。硬质合金加工常采用电加工(电火花、线切割)和专门的砂轮磨削。 2.硬质合金的分类、牌号和应用常用硬质合金的牌号、成分和性能见表3-9。 第三单元非铁金属及其合金 在线教务辅导网： 教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网 QQ:349134187 或者直接输入下面地址： 课题一　铝及铝合金 一、铝及铝合金的性能特点1.密度小，熔点低，导电性、导热性好，磁化率低 纯铝