汽车机械基础 第3版 课件 第4章 汽车常用金属材料.pptx

头脑风暴：观察汽车零部件图，说说你知道的汽车零部件使用的材料？;汽车中应用的部分材料;;;;;;;1.掌握金属材料的分类；

2.掌握金属材料的性能；

;一般的汽车都由一万个以上的零部件组成，这些零部件使用了超过60种不同材料。

制造汽车各种零部件用的材料统称为汽车工程材料，汽车工程材料主要包括金属材料、高分子材料、陶瓷材料、复合材料等。

其中钢﹑铁﹑塑料﹑铝﹑橡胶﹑玻璃等材料占轿车质量的90%，其余10%为其他多种材料，包括有色金属（铜、铅、锌、锡等）以及车中装备的液体（燃油、润滑剂、其他油品和水基液等）。;（1）使用性能原则。采用所选材料制造的零件在使用过程中具有良好的工作性能；

（2）工艺性能原则。所选用材料能够确保零件便于加工；

（3）经济性原则。所选用的材料能使产品具有较低的总成本。

;金属是具有光泽、有良好的导电性、导热性与机械性能，并具有正温度电阻系数的物质，到现在为止，发现的金属有80多种。人们通常把金属分成两大类：黑色金属和有色金属。;最常见的合金钢是锰钢与铬钢，人们把锰与铬也算成是“黑色金属”了。黑色金属除了铁、锰、铬外，还包括这几种金属的合金。

除了铁、锰、铬以外，其他的金属，都算是有色金属。;1、力学性能

力学性能是指金属材料在载荷作用下抵抗破坏的性能。力学性能也称为机械性能。常用的力学性能包括：强度、塑性、硬度、冲击韧性和疲劳强度等。;（2）塑性。塑性是指金属材料在载荷作用下，产生塑性变形（永久变形）而不破坏的能力。常用的塑性指标有伸长率δ和断面收缩率φ。伸长率和断面收缩率越大，其塑性越好；反之塑性越差。;（5）疲劳强度。很多零件在工作过程中所受到的应力都随时间作周期性的变化，这种随时间作周期性变化的应力称为交变应力（也称为循环应力）。在交变应力的作用下，虽然零件所承受的应力低于材料的屈服点，但经过较长时间的工作后产生裂纹或突然发生完全断裂的现象称为金属的疲劳。;2、工艺性能

（1）切削加工性。金属材料的切削加工性是指其被切削加工的难易程度。切削加工性好的材料，切削时消耗的能???少，刀具寿命长，易于保证加工表面的质量，切屑易于折断和脱落。

（2）铸造性能。属材料的铸造性能主要是指流动性、收缩性和产生偏析的倾向。流动性是流体金属充满铸型的能力。流动性好能铸出细薄精致的复杂铸件，能减少缺陷。收缩性是指金属材料在冷却凝固中，体积和尺寸缩小的性能。收缩是使铸件产生缩孔、缩松、内应力、变形、开裂的基本原因。偏析是指金属材料在凝固时造成零件内部化学成分不均匀的现象。常用的金属材料中，铸铁和青铜的铸造性能较好。;（3）锻造性能。金属材料用锻压加工方法成形的能力称为锻造性。塑性越好，变形抗力越小，金属的锻造性越好。

（4）焊接性能。金属材料对焊接加工的适应性称为焊接性。在机械行业中，焊接的主要对象是钢材。碳含量是焊接性能好坏的主要影响因素。碳与合金元素质量分数越高，焊接性能越差。

（5）热处理性能。热处理性能是指金属材料通过热处理后改变或者改善性能的能力。热处理性能包括可淬性、氧化脱碳、变形开裂等几个方面。钢是采用热处理最为广泛的材料。中碳钢的热处理性能较好。;;有色金属包括纯金属及有色合金。有色纯金属分为重金属、轻金属、贵金属、半金属和稀有金属五类。

;类型;铜是人类最早发现和使用的金属材料，铜的熔点低，易合金化。铜及铜合金具有优良的导电、导热、耐蚀性能，易于加工，且外表美观。

在汽车制造业中，铜及铜合金主要用于散热器、制动系统、液压装置、轴承、刹车摩擦片、垫圈以及各种接头、配件等。一般每辆汽车用铜可达10-21公斤，新能源汽车中用铜量更显著增加。纯电动汽车则需要至少83公斤铜，电动巴士的铜使用量更高，介于224到369公斤每辆之间?;1、铜及铜合金分类;

黄铜是以锌为主要合金元素的铜合金，铜锌二元合金称为普通黄铜或简单黄铜。为改善普通黄铜的性能，常添加铝、镍、锰、锡、硅、铅等元素。三元以上的黄铜称为特殊黄铜或复杂黄铜。黄铜具有良好的塑性。

黄铜用“H”表示，后面的数字表示铜的百分含量，如H90、H80等，表示含铜量为90%、80%，含锌量为10%、20%的黄铜。;青铜是铜与除了锌、镍以外的其他元素形成的合金。通常在青铜名字前冠以第一主要添加元素的名，如锡青铜、铅青铜、铝青铜等。

锡青铜的铸造性能、减摩性能和机械性能好，适合于制造轴承、蜗轮、齿轮等。铅青铜是常用的轴承材料。铝青铜强度高，耐磨性和耐蚀性好，用于铸造高载荷的齿轮、轴套。;青铜的颜色：纯铜为紫红色，加入锡或铅颜色为黄色偏红，因埋在土里后颜色因氧化而青灰，称为青铜。青铜中锡占的分量增多，其光泽就会从青铜色转为赤黄色、橙黄色、淡黄色。锡占到30-40%，青铜就会变为灰白色。;1、纯铝