第一章-汽车材料基础知识.ppt

4．切削加工性能 切削加工性能是指金属材料用切削刀具切削加工的难易程度。通常切削性能好的材料加工时，刀具磨损小，表面质量高。 切削加工——车削 5．热处理性能 热处理性能是指金属材料适应各种热处理方法的能力。各类钢一般都可以通过热处理来改善其性能。零件选材时必须考虑到金属材料的工艺性能。 思考题 1．汽车材料通常分为哪两类材料？ 2．简述汽车零部件材料的应用和发展情况。 3．汽车运行材料主要包括哪几类？它们又分别包含哪些材料？ 4．金属的物理性能和化学性能主要有哪些？请简述它们各自的含义。 5．金属的工艺性能主要有哪些？请简述它们各自的含义。 6．什么叫金属的力学性能？金属主要的力学性能指标有哪些？ 金属材料随温度变化而膨胀、收缩的特性称为热膨胀性。常用线膨胀系数和体胀系数来衡量金属的热膨胀性，线膨胀系数用符号α表示，其单位为1/℃。线膨胀系数越大，金属的热膨胀性也越大。 观看视频 金属导磁的性能称为磁性。通常用磁导率来衡量金属的磁性，一般用符号μ表示，其单位为H/m（即亨利/米）。磁导率越高，金属的磁性越好。 金属材料可分为铁磁性材料、顺磁性材料和抗磁性材料三类。 观看视频 铁磁性材料：可用于制作变压器、电动机、测量仪等 抗磁性材料：用于要求避免电磁场干扰的零件和结构材料如航海罗盘 化学性能是指在室温或高温条件下金属抵抗各种化学腐蚀的能力。 1．耐腐蚀性 金属材料在常温下抵抗氧、水蒸气及化学介质腐蚀破坏作用等各种腐蚀的能力称为耐腐蚀性。 改变金属材料成分和表面处理的方法（如油漆、电镀等）提高金属的耐腐蚀性。 腐蚀对金属材料的危害很大，不仅使金属材料本身受到损失，严重还会使汽车零部件遭到破坏。提高金属材料的耐腐蚀性能，对现实具有很大的经济意义。 金属材料在加热时抵抗氧化作用的能力称为抗氧化性。材料的氧化随温度升高而加速，例如在铸造、锻造、热处理、焊接等热加工作业时，会造成材料过量的损耗和形成各种缺陷。因此，在高温下工作的零部件，如发动机的气门、活塞等零件，必须采用抗氧化性好的材料制造。 3．化学稳定性 化学稳定性是金属材料的耐腐蚀性和抗氧化性的总称。材料在高温下的化学稳定性称为热稳定性。在高温条件下的零件，如发动机的活塞、活塞环工作在高温高压的环境中，需要选择热稳定性好的材料制造。 机械零件在使用过程中受到各种载荷的作用所反映出来的性能，称为材料的力学性能。 汽车零部件在使用过程中，必然会受到各种外力的作用，如发动机上的连杆在工作中不仅受到拉力、压力作用。还要受到冲击力的作用，这就要求材料必须具有一种抵抗外力作用而不至被破坏的能力，这就是材料的力学性能。 金属材料在加工和使用过程中，都会受到外力的作用，这种外力通常称为载荷。 （1）载荷按作用性质不同，可分为静载荷、冲击载荷和交变载荷三类。 （2）载荷按作用方式不同，可分为拉伸、压缩、弯曲、剪切和扭转五种基本形式。 载荷的作用形式 a）拉伸 b）压缩 c）弯曲 d）剪切 e）扭转 金属材料在载荷作用下，形状和尺寸的变化称为变形。变形一般分为弹性变形和塑性变形。 （1）金属材料在外力作用下而发生变形，当外力去除后，能够消失的变形称为弹性变形。 （2）不能消失的变形称为塑性变形，也称为残余变形或永久变形。 金属材料的选用离不开对金属力学性能的分析。 桥梁钢缆 汽车轮胎螺栓 材料的力学性能是影响材料选用的至关重要的因素。 1．强度 强度是指在外力（载荷）作用下，金属材料抵抗永久变形和断裂的能力，强度通常用应力表示。 应力是指材料单位横截面积上所产生的抵抗力，用符号σ表示，单位为Pa（即N/m2）。 金属材料有多种强度，通常用屈服强度和抗拉强度作为基本强度指标。其值可以通过拉伸试验来测定。 拉伸试样 金属材料在载荷作用下发生塑性变形而不断裂的能力称为塑性。金属材料的塑性也可通过拉伸试验测定，常用断后伸长率和断面收缩率来表示。 2．塑性 塑性指标 （1）断后伸长率 断后伸长率是指试样标距长度的伸长量与原始标距长度的百分比，用符号A表示。 （2）断面收缩率 断面收缩率是指试样拉断处横截面积的减少量与原始横截面积的百分比，用符号Z表示。 断后伸长率和断面收缩率的值越大，表示材料的塑性越好。塑性和强度是金属材料最重要的力学性能指标。 3．硬度 硬度是指材料表面抵抗局部塑性变形、压痕或划痕的能力，用符号HB表示。材料硬度越高，其耐磨性越好。常用的有布氏硬度和洛氏硬度两种。 （1）布氏硬度 布氏硬度试验是使用一定直径的硬质合金球体，以规定试验力压入试样表面，保持规定时间后卸除试验力，然后用测得的表面压痕直径来计算硬度，布氏硬度用符号HBW表示，如175HBW。数值越大，表示材料硬度越高。 布氏硬度测定 （2）洛氏硬度 洛氏硬度试验采用金刚石圆锥体或淬火钢球压头压入金属表面，保持一