汽车车身材料剖析.ppt

汽车车身材料 第一节 金属材料性能 一.性能的分类 1.使用性能 反映金属材料在使用过程中所表现的特性,如机械性能、物理性能和其他特性。他决定者金属材料的应用范围、安全可靠性和零件的使用寿命。 2.工艺性能 反映金属材料在加工制造过程中所表现出来的特性，如冲压性能、焊接性能、切削性能热处理性能等，他决定零件加工制造的难易程度。 二.机械性能 金属材料在外力作用下所表现出来的承载性能。 1.强度 强度是金属材料在外力作用下抵抗变形的能力，金属材料的强度越大，表明承受的外力越大。 （1）抗拉强度 抵抗拉力作用而不致断裂的能力。测量抗拉强度一般采用拉伸试验。 2.塑性 塑性是指金属在外力作用下产生永久性变形而不破坏的能力。 例如：汽车驾驶室的外壳，表面覆盖件油箱等都是冷冲压成型的。冲压要求材料必须具有很好的塑性，否则材料在冲压时会开裂。 3.冲击韧性 材料抗击冲击载荷的能力叫冲击韧性。 例如：汽车悬挂机构，汽车起步、制动时会受到很大冲击；发动机活塞、连杆、活塞销做功时冲击很大。 4.硬度 金属材料抗击比他更硬的物体压入表面的能力，也可以说是材料抗击局部变形的能力。测量方法主要有压入法、划痕法。 5.疲劳强度 许多汽车零件在往复交变的力作用下工作，如传动轴、连杆、弹簧等。 在往复交变的力作用下，使金属材料在远低于金属的屈服强度即发生断裂。 三.金属的工艺性能 各种冷热加工对材料性能的要求。如冲压性能、焊接性能、铸造性能、切削性能、热处理性能等。 1.金属材料冲压性能 金属在冷或热的状态时，在压力作用下，进行塑性变形的能力。 常用塑性和变形抗力来衡量，塑性越大则变形抗力越小，其压力加工性能越好。 2.焊接性能 金属材料对焊接加工的适应性。 金属材料焊接性 能越好，则说明金属材料易于用一般焊接方法与工艺焊接，而且焊接时不易出现裂纹、气孔、夹渣等缺陷，其接头强度可与木材相近。 第二节钢及热处理 一 钢 碳素钢：碳的质量分数在0.0218%-2.11%范围内的铁碳合金。 碳的质量分数大于2.11%的铁碳合金成为铸铁。碳的质量分数小于0.0218%的铁碳合金称为工业纯铁。 1.钢的分类 二.钢的热处理 钢的热处理：将钢在固态下加热到一定温度，进行必要的保温，然后以不同的速度冷却下来，从而改变钢内部组织，获得所需要的性能的一种工艺。 金属材料经过不同的热处理可以获得不同的金属性能。 热处理可按如下分类 1.退火 将钢件加热到一定温度后保温一定时间，随之缓慢冷却 下来的一种工艺操作。 目的在于：降低刚的硬度，提高钢的塑性，改善加工性能，细化晶粒，改善组织，消除应力，为以后热处理做准备。 退火的方法：完全退火、球化退火和去应力退火。 2.正火 将钢加热到转变温度以上30-50 ℃，经保温一定时间后在空气中冷却的一种操作方法。 低碳钢正火可以细化晶粒，均匀组织，改善切削加工性能。 中碳钢正火可以提高强度和硬度。 3.淬火 将钢加热到临界温度以上30-50 ℃，经保温一定时间后在水或盐水或油中快速冷却，以获得高硬度组织的一种热处理工艺。 淬火的关键是冷却，冷却效果直接决定钢淬火的组织和性能。 4.回火 把淬火后的钢重新加热到某一温度，保温一段时间后置于空气或水中冷却的工艺。 目的在于：降低淬火钢的脆性，消除或减少内应力，提高综合机械性能，稳定工作尺寸。 （4）低合金高强度钢 为汽车车身轻量化开拓新途径 ①高强度低合金钢（HLSA）0.25％ 0.60% 在低碳钢中加入磷来提高钢的强度，具有低碳钢类似的加工特性，提高抗拉强度。 ②高抗拉强度钢（HHS） 增加了硅、锰和碳，提高了抗拉强度。用来制造与悬架装置有关的构件和车身。 HLSA和HHS适合采用气体保护焊接，不能采用氧乙炔焊接法来焊接。 （5）绝缘钢板 主要用于车身乘客室周围构件的加工与成型，用以隔绝来自外部的振动、噪声、温度等对乘客的影响。 （6）表面处理钢板 加入锌、铝、锡等金属或Zn-Gr、Zn-Mg、Zn-Al等合金。都用在汽车上易发生腐蚀的部位。如车门槛、车轮护罩、车身下护围等。 （7）不锈钢 不锈钢主要由铁、铬及含量不同的碳元素合金组成。强度质量比高及非凡的抗腐蚀能力，决定它被广泛用于机械加工及冷成形车身零件。如车身、车轮、防盗组。 2.轻金属及合金在汽车上应用 铝合金通过热处理，使抗拉强度、硬度和耐腐蚀