第1章汽车机械常用应用.ppt

第1章 汽车机械常用材料应用 1.1 金属材料的分类与组织 1.2 汽车机械零件材料 1.3 金属的力学性能和工艺性能 第一节 金属材料的分类与组织 第一节 金属材料的分类与组织 （1）钢 1）板材 2）管材 3）线材 4）其它材料 型材 第一节 金属材料的分类与组织 （2）生铁 生铁（2.11%＜WC＜6.69%）。 生铁是由铁矿石经高温冶炼而得，它是炼钢和铸造的原材料。 2．非铁金属 除黑色金属以外的其它金属，都称为非铁金属，如铜、铝、镁、锌等。 二、钢铁基本组织 1．铁素体 2．奥氏体 3．渗碳体 4．珠光体 5．莱氏体 第一节 金属材料的分类与组织 1．铁素体 铁素体是指α-Fe或其内固溶有一种或数种其它元素所形成的晶体点阵为体心立方的固溶体，常用符号F(或α)表示。 α-Fe碳的质量分数很小，在727?C时碳的质量分数 (WC=0.0218%)最大，随着温度的下降，其碳的质量分数逐渐减少，所以，在室温状态下铁素体的性能几乎和纯铁相同，即强度 和硬度（50～80HBW）都较低，而塑性 和韧性都高。 第一节 金属材料的分类与组织 2．奥氏体 奥氏体是指γ-Fe内固溶有碳和其它元素所形成的晶体点阵为面心立方的固溶体，常用符号A表示。 奥氏体仍保持γ-Fe的面心立方晶格。奥氏体溶碳能力较大，在1148℃时碳的质量分数（WC=2.11％)最大，随着温度下降，碳的质量分数逐渐减少，在727℃时的碳的质量分数为WC=0.77％。 奥氏体具有一定的强度和硬度，塑性好，在机械制造中，钢材大多数要加热至高温奥氏体状态进行压力加工，因塑性好而便于成形。 第一节 金属材料的分类与组织 3．渗碳体 渗碳体的晶格形式与碳和铁都不一样，渗碳体是复杂的晶格类型。 渗碳体碳的质量分数是6.69％，熔点为1227℃,常用符号Fe3C表示。渗碳体的结构较复杂，硬度高，脆性大，塑性与韧性极低。渗碳体是碳在铁碳合金中的主要存在形式，是亚稳定的金属化合物，在一定条件下，渗碳体可分解成铁和石墨，这一过程对于铸铁的生产具有重要意义。 第一节 金属材料的分类与组织 4．珠光体 珠光体是奥氏体从高温缓慢冷却时发生共析转变所形成的，珠光体是铁素体(软)和渗碳体(硬)组成的机械混合物，常用符号P表示。 在珠光体中，铁素体和渗碳体仍保持各自原有晶格类型。珠光体碳的质量分数为0.77％。珠光体的性能介于铁素体和渗碳体之间，有一定的强度和塑性，硬度适中，是一种综合力学性能较好的组织。 第一节 金属材料的分类与组织 5．莱氏体 莱氏体是指高碳的铁基合金在凝固过程中发生共晶转变所形成的奥氏体和碳化物渗碳体所组成的共晶体。 莱氏体碳的质量分数为4.3％，当碳的质量分数WC2.11％的铁碳合金从液态缓冷至1148℃时，将同时从液体中结晶出奥氏体和渗碳体的机械混合物，即莱氏体，常用符号Ld表示。由于奥氏体在727℃时转变为珠光体，所以在室温时莱氏体由珠光体和渗碳体所组成。为了区别起见，将727℃以上的莱氏体称为高温莱氏体Ld，在727℃以下的莱氏体称为低温莱氏体Ld′，或称变态莱氏体。莱氏体的性能和渗碳体相似，硬度很高，塑性很差。 第一节 金属材料的分类与组织 三、钢中常存杂质元素的影响 １．硫 ２．磷 第一节 金属材料的分类与组织 １．硫 硫（S）是由生铁和燃料带入的杂质，炼钢时难以除尽。在固态下硫不溶于铁，在钢中是有害元素。当钢在1000 ~ 1200℃压力加工时，由于低熔点共晶体熔化，显着减弱晶粒之间的联系，使钢材在压力加工时沿晶界开裂，这种现象为热脆。因此，钢中硫的质量分数必须严格控制。 第一节 金属材料的分类与组织 ２．磷 磷（P）是由生铁和燃料带入的杂质，炼钢时难以除尽。磷能全部熔于铁素体，提高了铁素体的强度、硬度；但在室温下钢的塑性、韧性急剧下降，变脆，这种现象称为冷脆。所以，磷是一种有害杂质元素，因此要严格控制磷在钢中的含量。 小结 1金属材料分类 2钢铁基本组织 3钢中常存杂质元素的影响 第二节 汽车机械零件材料 一、非合金钢 二、合金钢 三、铸钢 四、铸铁 五、有色金属及其合金 第二节 汽车机械零件材料 一、非合金钢 1．按质量分类 1．按质量分类 1）普通钢 普通钢是指对生产过程中控制质量无特殊规定的一般用途的非合金钢，应用时不规定热处理。 质量等级分A级钢和B级钢两种。 硫、磷含量均≤0.050%。 牌号用Q字打头，Q表示屈服极限，如Q235表示σs=235MPa GB\T700-2006 。 2）优质钢 优质钢是指在生产过程中需要特别控制硫、磷的含量。 硫、磷含量均应≤0.040%。 牌号用碳的质量分数的万分数表示 如10号钢、20号钢、35号钢、45号钢等。如20表示碳的质