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1、会计学1汽车应用材料汽车应用材料汽车材料概论汽车材料概论概述概述概述概述n n本课程的性质本课程的性质本课程的性质本课程的性质n n重要的专业基础课重要的专业基础课重要的专业基础课重要的专业基础课n n本课程的学习目标本课程的学习目标本课程的学习目标本课程的学习目标 对制造汽车使用的各种金属、非金属材料有对制造汽车使用的各种金属、非金属材料有对制造汽车使用的各种金属、非金属材料有对制造汽车使用的各种金属、非金属材料有一个较全面的、概括性的了解，初步掌握汽车常一个较全面的、概括性的了解，初步掌握汽车常一个较全面的、概括性的了解，初步掌握汽车常一个较全面的、概括性的了解，初步掌握汽车常用材料的性能
2、；对汽车运行时常用的润滑材料、用材料的性能；对汽车运行时常用的润滑材料、用材料的性能；对汽车运行时常用的润滑材料、用材料的性能；对汽车运行时常用的润滑材料、工作液、美容材料等有所了解，初步具备合理选工作液、美容材料等有所了解，初步具备合理选工作液、美容材料等有所了解，初步具备合理选工作液、美容材料等有所了解，初步具备合理选材及应用的能力。材及应用的能力。材及应用的能力。材及应用的能力。n n本课程的学习方法本课程的学习方法本课程的学习方法本课程的学习方法 注意适用性；综合性；注意适用性；综合性；注意适用性；综合性；注意适用性；综合性；第1页/共63页汽车材料概论汽车材料概论概述概述概述概述n
3、n一、汽车的主要构成一、汽车的主要构成一、汽车的主要构成一、汽车的主要构成n n1 1 1 1、发动机：机体组、曲柄连杆机构、配气机构、发动机：机体组、曲柄连杆机构、配气机构、发动机：机体组、曲柄连杆机构、配气机构、发动机：机体组、曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系、起动系、点火系；燃料供给系、润滑系、冷却系、起动系、点火系；燃料供给系、润滑系、冷却系、起动系、点火系；燃料供给系、润滑系、冷却系、起动系、点火系；n n2 2 2 2、底盘：转向系、传动系、行驶系、制动系；、底盘：转向系、传动系、行驶系、制动系；、底盘：转向系、传动系、行驶系、制动系；、底盘：转向系、传动系、行驶
4、系、制动系；n n3 3 3 3、车身：驾驶室、车厢；、车身：驾驶室、车厢；、车身：驾驶室、车厢；、车身：驾驶室、车厢；n n4 4 4 4、电气电子设备、电气电子设备、电气电子设备、电气电子设备：电源；：电源；起动系、点火系起动系、点火系起动系、点火系起动系、点火系；发动机电喷、防抱死制动等发动机电喷、防抱死制动等发动机电喷、防抱死制动等发动机电喷、防抱死制动等第2页/共63页第3页/共63页汽车材料概论汽车材料概论概述概述概述概述 二、二、二、二、汽车材料应用概况（按照重量汽车材料应用概况（按照重量比较）比较）n n钢材占汽车自重的钢材占汽车自重的钢材占汽车自重的钢材占汽车自重的55555
5、55560606060；n n铸铁占铸铁占铸铁占铸铁占5 5 5 5一一一一12121212；n n有色金属占有色金属占有色金属占有色金属占6 6 6 6一一一一10101010；n n塑料占塑料占塑料占塑料占8 8 8 812121212；n n橡胶占橡胶占橡胶占橡胶占4 4 4 4；玻璃占；玻璃占；玻璃占；玻璃占3 3 3 3；n n其他材料其他材料其他材料其他材料(油漆、各种液体等油漆、各种液体等油漆、各种液体等油漆、各种液体等)占占占占6 6 6 612121212。n n结论：目前，汽车是以金属材料为主，塑料、橡胶、结论：目前，汽车是以金属材料为主，塑料、橡胶、结论：目前，汽车是以金
6、属材料为主，塑料、橡胶、结论：目前，汽车是以金属材料为主，塑料、橡胶、陶瓷等非金属材料占有一定的比例。陶瓷等非金属材料占有一定的比例。陶瓷等非金属材料占有一定的比例。陶瓷等非金属材料占有一定的比例。第4页/共63页汽汽车车材材料料概概论论n n汽汽车车材材料料的的分分类类汽车工程材料汽车工程材料汽车运行材料汽车运行材料汽车美容材料汽车美容材料第5页/共63页汽汽车车材材料料概概论论n n汽汽车车材材料料的的组组成成第6页/共63页汽车材料概论汽车材料概论概述概述概述概述n n三、汽车工程材料三、汽车工程材料三、汽车工程材料三、汽车工程材料n n1 1 1 1、金属材料、金属材料、金属材料、金属
7、材料n n(1)(1)(1)(1)黑色金属材料黑色金属材料黑色金属材料黑色金属材料n n黑色金属材料包括钢和铸铁，即黑色金属材料包括钢和铸铁，即钢铁材料，它占金属材料总量的钢铁材料，它占金属材料总量的95%以上，由于钢铁材料力学性以上，由于钢铁材料力学性能优良和具有低廉的价格，所以能优良和具有低廉的价格，所以在工程材料中一直占据不可代替在工程材料中一直占据不可代替的主导地位。的主导地位。n n钢可以分为碳素钢和合金钢。铸钢可以分为碳素钢和合金钢。铸铁由于具有良好的铸造性能、切铁由于具有良好的铸造性能、切削加工性能、耐磨性、减震性，削加工性能、耐磨性、减震性，而且价格低廉，因此，广泛应用而且价格
8、低廉，因此，广泛应用汽车制造业。汽车制造业。第7页/共63页汽车材料概论汽车材料概论概述概述概述概述n n（一）汽车工程材料（一）汽车工程材料n n1 1、金属材料、金属材料n n(2)(2)有色金属材料有色金属材料n n 有色金属的特性：材质轻、导有色金属的特性：材质轻、导电性好。汽车的部分零部件已经电性好。汽车的部分零部件已经用有色金属取代的钢铁材料。用有色金属取代的钢铁材料。第8页/共63页汽车材料概论汽车材料概论概述概述概述概述n n（一）汽车工程材料（一）汽车工程材料（一）汽车工程材料（一）汽车工程材料n n2 2 2 2、高分子材料、高分子材料、高分子材料、高分子材料n n高分子材
9、料属于有机合成材料，亦称聚合物。高分子材料属于有机合成材料，亦称聚合物。高分子材料属于有机合成材料，亦称聚合物。高分子材料属于有机合成材料，亦称聚合物。n n天然高分子材料天然高分子材料天然高分子材料天然高分子材料:如蚕丝、羊毛、油脂、纤维素等如蚕丝、羊毛、油脂、纤维素等如蚕丝、羊毛、油脂、纤维素等如蚕丝、羊毛、油脂、纤维素等n n人工合成高分子材料人工合成高分子材料人工合成高分子材料人工合成高分子材料:塑料、合成纤维、橡胶、胶粘剂和涂料塑料、合成纤维、橡胶、胶粘剂和涂料塑料、合成纤维、橡胶、胶粘剂和涂料塑料、合成纤维、橡胶、胶粘剂和涂料n n塑料塑料塑料塑料:汽车保险杠、汽车内饰件、高档车用
10、安全玻汽车保险杠、汽车内饰件、高档车用安全玻汽车保险杠、汽车内饰件、高档车用安全玻汽车保险杠、汽车内饰件、高档车用安全玻璃、仪表面板等零部件，璃、仪表面板等零部件，璃、仪表面板等零部件，璃、仪表面板等零部件，第9页/共63页汽车材料概论汽车材料概论概述概述概述概述n n（一）汽车工程材料（一）汽车工程材料（一）汽车工程材料（一）汽车工程材料n n2 2 2 2、高分子材料、高分子材料、高分子材料、高分子材料n n合成纤维合成纤维合成纤维合成纤维:尼龙、聚酯尼龙、聚酯尼龙、聚酯尼龙、聚酯 座垫、安全带、内饰件等座垫、安全带、内饰件等座垫、安全带、内饰件等座垫、安全带、内饰件等n n橡胶橡胶橡胶橡
11、胶 通常用来制造汽车的轮胎、内胎、防振橡胶、通常用来制造汽车的轮胎、内胎、防振橡胶、通常用来制造汽车的轮胎、内胎、防振橡胶、通常用来制造汽车的轮胎、内胎、防振橡胶、软管、密封带、传动带等零部件；软管、密封带、传动带等零部件；软管、密封带、传动带等零部件；软管、密封带、传动带等零部件；n n胶粘剂胶粘剂胶粘剂胶粘剂:粘接、密封等作用，并可简化制造工艺；粘接、密封等作用，并可简化制造工艺；粘接、密封等作用，并可简化制造工艺；粘接、密封等作用，并可简化制造工艺；n n车用涂料车用涂料车用涂料车用涂料:车身防锈、美化作用。车身防锈、美化作用。车身防锈、美化作用。车身防锈、美化作用。第10页/共63页汽
12、车材料概论汽车材料概论概述概述概述概述n n（一）汽车工程材料（一）汽车工程材料n n3 3、陶瓷材料、陶瓷材料 陶瓷材料属于无机非金属材陶瓷材料属于无机非金属材料，主要为金属氧化物和非金属料，主要为金属氧化物和非金属氧化物氧化物n n普通陶瓷、玻璃、特种陶瓷普通陶瓷、玻璃、特种陶瓷n n制造火花塞制造火花塞;各种传感器各种传感器(爆振传爆振传感器、氧传感器、温度传感器感器、氧传感器、温度传感器););发动机部件或整机、气体涡轮热发动机部件或整机、气体涡轮热交换器部件交换器部件;n n可以达到提高热效率、降低能耗、可以达到提高热效率、降低能耗、减轻自重的目的等减轻自重的目的等 第11页/共63
13、页汽车材料概论汽车材料概论概述概述概述概述n n玻璃玻璃玻璃玻璃:n n钢化玻璃钢化玻璃钢化玻璃钢化玻璃;区域钢化玻璃区域钢化玻璃区域钢化玻璃区域钢化玻璃;普通复合玻璃普通复合玻璃普通复合玻璃普通复合玻璃;HPR(;HPR(;HPR(;HPR(具有具有具有具有高穿透抗力高穿透抗力高穿透抗力高穿透抗力)夹层玻璃。夹层玻璃。夹层玻璃。夹层玻璃。n n应用：主要为窗玻璃应用：主要为窗玻璃应用：主要为窗玻璃应用：主要为窗玻璃 n n4 4 4 4、复合材料：、复合材料：、复合材料：、复合材料：复合材料是指由两种或两种以上不同材料组合复合材料是指由两种或两种以上不同材料组合复合材料是指由两种或两种以上不
14、同材料组合复合材料是指由两种或两种以上不同材料组合成的材料。成的材料。成的材料。成的材料。n n纤维增强复合材料纤维增强复合材料纤维增强复合材料纤维增强复合材料(FRP)(FRP)(FRP)(FRP)：汽车车顶导流板、挡风：汽车车顶导流板、挡风：汽车车顶导流板、挡风：汽车车顶导流板、挡风窗框、车身外装板件，采用制造具有质轻、耐冲击、窗框、车身外装板件，采用制造具有质轻、耐冲击、窗框、车身外装板件，采用制造具有质轻、耐冲击、窗框、车身外装板件，采用制造具有质轻、耐冲击、便于加工异形曲面、美观等优点；便于加工异形曲面、美观等优点；便于加工异形曲面、美观等优点；便于加工异形曲面、美观等优点；n n纤
15、维增强金属纤维增强金属纤维增强金属纤维增强金属(FRM)(FRM)(FRM)(FRM)：发动机的活塞顶、连杆、缸：发动机的活塞顶、连杆、缸：发动机的活塞顶、连杆、缸：发动机的活塞顶、连杆、缸体等零件，可显著提高零件的耐磨性、热传导性、体等零件，可显著提高零件的耐磨性、热传导性、体等零件，可显著提高零件的耐磨性、热传导性、体等零件，可显著提高零件的耐磨性、热传导性、耐热性，并减小热膨胀；耐热性，并减小热膨胀；耐热性，并减小热膨胀；耐热性，并减小热膨胀；n n防弹玻璃防弹玻璃防弹玻璃防弹玻璃 第12页/共63页汽汽车车材材料料概概论论n n(二二二二)汽汽汽汽车车车车运运运运行行行行材材材材料料料
16、料第13页/共63页汽车材料概论汽车材料概论概述概述概述概述n n三、汽车材料的组成三、汽车材料的组成三、汽车材料的组成三、汽车材料的组成n n (二二二二)汽车运行材料汽车运行材料汽车运行材料汽车运行材料 n n 汽车运行材料：汽车在运行过程中所消耗的材料。汽车运行材料：汽车在运行过程中所消耗的材料。汽车运行材料：汽车在运行过程中所消耗的材料。汽车运行材料：汽车在运行过程中所消耗的材料。n n类型：燃料、润滑剂、工作液、轮胎、类型：燃料、润滑剂、工作液、轮胎、类型：燃料、润滑剂、工作液、轮胎、类型：燃料、润滑剂、工作液、轮胎、m m m m等。等。等。等。n n1 1 1 1、燃料、燃料、燃
17、料、燃料 燃料通常是指能够将自身贮存的化学能通过化燃料通常是指能够将自身贮存的化学能通过化燃料通常是指能够将自身贮存的化学能通过化燃料通常是指能够将自身贮存的化学能通过化学反应学反应学反应学反应(燃烧燃烧燃烧燃烧)转变为热能的物质（汽油、轻柴油）。转变为热能的物质（汽油、轻柴油）。转变为热能的物质（汽油、轻柴油）。转变为热能的物质（汽油、轻柴油）。n n汽油：汽油：汽油：汽油：点燃式发动机点燃式发动机点燃式发动机点燃式发动机(汽油机汽油机汽油机汽油机)的主要燃料，的主要燃料，的主要燃料，的主要燃料，n n使用性能：蒸发性、抗爆性、化学稳定性、耐腐蚀使用性能：蒸发性、抗爆性、化学稳定性、耐腐蚀使
18、用性能：蒸发性、抗爆性、化学稳定性、耐腐蚀使用性能：蒸发性、抗爆性、化学稳定性、耐腐蚀性、清洁性等性、清洁性等性、清洁性等性、清洁性等第14页/共63页汽车材料概论汽车材料概论概述概述概述概述n n轻柴油轻柴油轻柴油轻柴油(可简称柴油可简称柴油可简称柴油可简称柴油)：车用高速柴油机的燃料。车用高速柴油机的燃料。车用高速柴油机的燃料。车用高速柴油机的燃料。n n使用性能：低温流动性、燃烧性、蒸发性、粘度、使用性能：低温流动性、燃烧性、蒸发性、粘度、使用性能：低温流动性、燃烧性、蒸发性、粘度、使用性能：低温流动性、燃烧性、蒸发性、粘度、腐蚀性和清洁性等腐蚀性和清洁性等腐蚀性和清洁性等腐蚀性和清洁性
19、等n n代用燃料：代用燃料：代用燃料：代用燃料：n n有天然气、液化石油气、电能、氢、太阳能、醇类、有天然气、液化石油气、电能、氢、太阳能、醇类、有天然气、液化石油气、电能、氢、太阳能、醇类、有天然气、液化石油气、电能、氢、太阳能、醇类、醚类和合成燃料等。醚类和合成燃料等。醚类和合成燃料等。醚类和合成燃料等。n n由于天然气、液化石油气、醇类、醚类和合成燃料由于天然气、液化石油气、醇类、醚类和合成燃料由于天然气、液化石油气、醇类、醚类和合成燃料由于天然气、液化石油气、醇类、醚类和合成燃料的相对分子质量比汽油、柴油小得多，有利于与空的相对分子质量比汽油、柴油小得多，有利于与空的相对分子质量比汽油
20、、柴油小得多，有利于与空的相对分子质量比汽油、柴油小得多，有利于与空气的混合、燃烧，其尾气排放气的混合、燃烧，其尾气排放气的混合、燃烧，其尾气排放气的混合、燃烧，其尾气排放C0C0C0C0、HCHCHCHC、C0C0C0C02 2 2 2等污染等污染等污染等污染比汽油、柴油低得多。比汽油、柴油低得多。比汽油、柴油低得多。比汽油、柴油低得多。第15页/共63页汽车材料概论汽车材料概论概述概述概述概述n n2 2 2 2、车用润滑油、车用润滑油、车用润滑油、车用润滑油 n n发动机润滑油、车辆齿轮油、汽车润滑脂发动机润滑油、车辆齿轮油、汽车润滑脂发动机润滑油、车辆齿轮油、汽车润滑脂发动机润滑油、车
21、辆齿轮油、汽车润滑脂n n汽车汽车汽车汽车发动机润滑油发动机润滑油发动机润滑油发动机润滑油的主要功用：的主要功用：的主要功用：的主要功用：润滑、冷却、洗涤、密封、防锈和消除冲击负荷的作用。润滑、冷却、洗涤、密封、防锈和消除冲击负荷的作用。润滑、冷却、洗涤、密封、防锈和消除冲击负荷的作用。润滑、冷却、洗涤、密封、防锈和消除冲击负荷的作用。润滑主要对汽车润滑主要对汽车润滑主要对汽车润滑主要对汽车 曲轴、连杆、活塞、气缸壁、凸轮轴、气曲轴、连杆、活塞、气缸壁、凸轮轴、气曲轴、连杆、活塞、气缸壁、凸轮轴、气曲轴、连杆、活塞、气缸壁、凸轮轴、气门等运动零件间进行润滑。门等运动零件间进行润滑。门等运动零件
22、间进行润滑。门等运动零件间进行润滑。n n车辆齿轮油车辆齿轮油车辆齿轮油车辆齿轮油 用于变速器、后桥齿轮传动机构等传动装置机件摩擦处用于变速器、后桥齿轮传动机构等传动装置机件摩擦处用于变速器、后桥齿轮传动机构等传动装置机件摩擦处用于变速器、后桥齿轮传动机构等传动装置机件摩擦处的润滑油。的润滑油。的润滑油。的润滑油。作用：可以降低齿轮及其他部件的磨损、摩擦，分散热量，作用：可以降低齿轮及其他部件的磨损、摩擦，分散热量，作用：可以降低齿轮及其他部件的磨损、摩擦，分散热量，作用：可以降低齿轮及其他部件的磨损、摩擦，分散热量，防止腐蚀和生锈，对保证齿轮装置正常运转和齿轮的寿命。防止腐蚀和生锈，对保证齿
23、轮装置正常运转和齿轮的寿命。防止腐蚀和生锈，对保证齿轮装置正常运转和齿轮的寿命。防止腐蚀和生锈，对保证齿轮装置正常运转和齿轮的寿命。n n润滑脂：润滑脂：润滑脂：润滑脂：润滑脂是指稠化了的润滑油。润滑脂是指稠化了的润滑油。润滑脂是指稠化了的润滑油。润滑脂是指稠化了的润滑油。与润滑油相比，润滑脂蒸发损失小，高温高速下的润滑与润滑油相比，润滑脂蒸发损失小，高温高速下的润滑与润滑油相比，润滑脂蒸发损失小，高温高速下的润滑与润滑油相比，润滑脂蒸发损失小，高温高速下的润滑性好，附着能力强，还可起到密封作用。性好，附着能力强，还可起到密封作用。性好，附着能力强，还可起到密封作用。性好，附着能力强，还可起到
24、密封作用。第16页/共63页汽车材料概论汽车材料概论概述概述概述概述n n3 3 3 3、汽车工作液、汽车工作液、汽车工作液、汽车工作液n n制动液、液力传动油、减振器油、冷却液及空调制制动液、液力传动油、减振器油、冷却液及空调制制动液、液力传动油、减振器油、冷却液及空调制制动液、液力传动油、减振器油、冷却液及空调制冷剂冷剂冷剂冷剂等。等。等。等。n n制动液制动液制动液制动液 是汽车液压制动系中传递压力的工作介质，俗是汽车液压制动系中传递压力的工作介质，俗是汽车液压制动系中传递压力的工作介质，俗是汽车液压制动系中传递压力的工作介质，俗称称称称刹车油刹车油刹车油刹车油，是液压油中的一个特殊品种
25、。，是液压油中的一个特殊品种。，是液压油中的一个特殊品种。，是液压油中的一个特殊品种。n n发动机冷却液发动机冷却液发动机冷却液发动机冷却液 是对发动机冷却系统的冷却介质。其中防冻冷是对发动机冷却系统的冷却介质。其中防冻冷是对发动机冷却系统的冷却介质。其中防冻冷是对发动机冷却系统的冷却介质。其中防冻冷却液不仅具有防止散热器冻裂的功能，而且具有防却液不仅具有防止散热器冻裂的功能，而且具有防却液不仅具有防止散热器冻裂的功能，而且具有防却液不仅具有防止散热器冻裂的功能，而且具有防腐蚀、防锈、防垢和高沸点腐蚀、防锈、防垢和高沸点腐蚀、防锈、防垢和高沸点腐蚀、防锈、防垢和高沸点(防开锅防开锅防开锅防开锅
26、)的功能，可以的功能，可以的功能，可以的功能，可以有效地保护散热器，改善散热效果，提高发动机效有效地保护散热器，改善散热效果，提高发动机效有效地保护散热器，改善散热效果，提高发动机效有效地保护散热器，改善散热效果，提高发动机效率，保障汽车安全行驶。率，保障汽车安全行驶。率，保障汽车安全行驶。率，保障汽车安全行驶。第17页/共63页汽车材料概论汽车材料概论概述概述概述概述n n3 3、汽车工作液、汽车工作液n n制动液、液力传动油、减振器油、制动液、液力传动油、减振器油、冷却液及空调制冷剂冷却液及空调制冷剂等。等。n n减振器液减振器液 是汽车减振器的工作介质。它是汽车减振器的工作介质。它利用液
27、体流动通过节流阀时产生利用液体流动通过节流阀时产生的阻力起到减振作用。的阻力起到减振作用。n n制冷剂制冷剂 是汽车空调器工作介质。它在是汽车空调器工作介质。它在空调器的系统中循环达到制冷的空调器的系统中循环达到制冷的目的。目的。第18页/共63页汽车材料概论汽车材料概论概述概述概述概述n n4 4 4 4轮胎轮胎轮胎轮胎 n n汽车轮胎以橡胶为原料制成。世界上生产的橡胶约汽车轮胎以橡胶为原料制成。世界上生产的橡胶约汽车轮胎以橡胶为原料制成。世界上生产的橡胶约汽车轮胎以橡胶为原料制成。世界上生产的橡胶约80808080用用用用于制造轮胎。于制造轮胎。于制造轮胎。于制造轮胎。n n轮胎的费用占整
28、个汽车运输成本的轮胎的费用占整个汽车运输成本的轮胎的费用占整个汽车运输成本的轮胎的费用占整个汽车运输成本的25252525左右。左右。左右。左右。n n掌握轮胎特征，正确地使用养护轮胎，可以延长轮胎的使掌握轮胎特征，正确地使用养护轮胎，可以延长轮胎的使掌握轮胎特征，正确地使用养护轮胎，可以延长轮胎的使掌握轮胎特征，正确地使用养护轮胎，可以延长轮胎的使用寿命，降低汽车的运行成本。用寿命，降低汽车的运行成本。用寿命，降低汽车的运行成本。用寿命，降低汽车的运行成本。n n不同类型的轮胎有不同的结构特点和使用性能。不同类型的轮胎有不同的结构特点和使用性能。不同类型的轮胎有不同的结构特点和使用性能。不同
29、类型的轮胎有不同的结构特点和使用性能。n n按汽车轮胎组成结构，可分为有内胎轮胎和无内胎轮胎；按汽车轮胎组成结构，可分为有内胎轮胎和无内胎轮胎；按汽车轮胎组成结构，可分为有内胎轮胎和无内胎轮胎；按汽车轮胎组成结构，可分为有内胎轮胎和无内胎轮胎；n n按胎面花纹不同，又可分为普通花纹轮胎、越野花纹轮胎按胎面花纹不同，又可分为普通花纹轮胎、越野花纹轮胎按胎面花纹不同，又可分为普通花纹轮胎、越野花纹轮胎按胎面花纹不同，又可分为普通花纹轮胎、越野花纹轮胎和混合花纹轮胎；和混合花纹轮胎；和混合花纹轮胎；和混合花纹轮胎；n n按胎体帘布层的结构不同，可分为斜交轮胎和子午线轮胎。按胎体帘布层的结构不同，可分
30、为斜交轮胎和子午线轮胎。按胎体帘布层的结构不同，可分为斜交轮胎和子午线轮胎。按胎体帘布层的结构不同，可分为斜交轮胎和子午线轮胎。第19页/共63页n n三、汽车材料的组成三、汽车材料的组成n n(三三)汽车美容材料汽车美容材料 清洁保护用品、油漆护理用品、汽车整清洁保护用品、油漆护理用品、汽车整容和装饰用品。容和装饰用品。汽车材料概论汽车材料概论概述概述概述概述第20页/共63页汽车材料概论汽车材料概论概述概述概述概述n n四、汽车应用材料的展望四、汽车应用材料的展望四、汽车应用材料的展望四、汽车应用材料的展望 n n1 1 1 1、钢铁材料所占比例将逐步下降钢铁材料所占比例将逐步下降钢铁材料
31、所占比例将逐步下降钢铁材料所占比例将逐步下降，有色金属、陶瓷材料、，有色金属、陶瓷材料、，有色金属、陶瓷材料、，有色金属、陶瓷材料、复合材料、高分子材料等新型材料的用量将有所上升。复合材料、高分子材料等新型材料的用量将有所上升。复合材料、高分子材料等新型材料的用量将有所上升。复合材料、高分子材料等新型材料的用量将有所上升。n n2 2 2 2、铝合金、复合材料铝合金、复合材料铝合金、复合材料铝合金、复合材料将获得广泛应用。使汽车向轻量化、将获得广泛应用。使汽车向轻量化、将获得广泛应用。使汽车向轻量化、将获得广泛应用。使汽车向轻量化、高效、节能、低噪声、高舒适度，高安全性等方向发展。高效、节能、
32、低噪声、高舒适度，高安全性等方向发展。高效、节能、低噪声、高舒适度，高安全性等方向发展。高效、节能、低噪声、高舒适度，高安全性等方向发展。纤维增强聚合物基复合材料纤维增强聚合物基复合材料纤维增强聚合物基复合材料纤维增强聚合物基复合材料(FRP)(FRP)(FRP)(FRP)、铝合金或纤维增强金属、铝合金或纤维增强金属、铝合金或纤维增强金属、铝合金或纤维增强金属基复合材料基复合材料基复合材料基复合材料(FRM)(FRM)(FRM)(FRM)取代原有的钢铁结构零件；碳纤维增强树取代原有的钢铁结构零件；碳纤维增强树取代原有的钢铁结构零件；碳纤维增强树取代原有的钢铁结构零件；碳纤维增强树脂基复合材料脂
33、基复合材料脂基复合材料脂基复合材料(cFRP)(cFRP)(cFRP)(cFRP)制造驱动轴等。制造驱动轴等。制造驱动轴等。制造驱动轴等。n n3 3 3 3、新型、新型、新型、新型高强度陶瓷材料高强度陶瓷材料高强度陶瓷材料高强度陶瓷材料制造汽车发动机部件乃至整机；制造汽车发动机部件乃至整机；制造汽车发动机部件乃至整机；制造汽车发动机部件乃至整机；n n4 4 4 4、汽车运行材料趋向采用、汽车运行材料趋向采用、汽车运行材料趋向采用、汽车运行材料趋向采用绿色环保材料绿色环保材料绿色环保材料绿色环保材料或燃料。或燃料。或燃料。或燃料。第21页/共63页汽车材料概论汽车材料概论材料的性能材料的性能
34、材料的性能材料的性能 引言：引言：1 1、金属材料的性能、金属材料的性能使用性能使用性能：指材料在使用过程中所表现的性能，主要包指材料在使用过程中所表现的性能，主要包括力学性能、物理性能和化学性能。括力学性能、物理性能和化学性能。工艺性能工艺性能：指在制造机械零件的过程中，材料适应各种冷、指在制造机械零件的过程中，材料适应各种冷、热加工和热处理的性能。热加工和热处理的性能。2 2、金属材料力学性能、金属材料力学性能包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、冲压性包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、冲压性 能、切削加工性能和热处理工艺性能等。能、切削加工性能和热处理工艺性能等。指材料在外力作用下表现出来的
35、性能，主要有指材料在外力作用下表现出来的性能，主要有强度、强度、塑性、硬度、冲击韧度和疲劳强度塑性、硬度、冲击韧度和疲劳强度等。等。第22页/共63页n n一、拉伸实验与拉伸曲线一、拉伸实验与拉伸曲线1.1.拉伸试样拉伸试样拉伸试样拉伸试样GB6397-86GB6397-86规定规定规定规定金属拉伸试样金属拉伸试样金属拉伸试样金属拉伸试样有：有：有：有：圆形、矩形、异型及全截面圆形、矩形、异型及全截面圆形、矩形、异型及全截面圆形、矩形、异型及全截面常用标准圆截面试样。常用标准圆截面试样。常用标准圆截面试样。常用标准圆截面试样。长试样：长试样：长试样：长试样：L L0 0=10d=10d0 0;
36、短试样：短试样：短试样：短试样：L L0 0=5d=5d0 0拉伸试样拉伸试样 汽车材料概论汽车材料概论材料的力学性能材料的力学性能第23页/共63页拉拉伸伸试试样样的的颈颈缩缩现现象象拉伸试验机拉伸试验机2、拉伸试验、拉伸试验第24页/共63页n nopop段：段：比例弹性变形阶段；比例弹性变形阶段；n npe pe段：段：非比例弹性变形阶段；非比例弹性变形阶段；n n平台或锯齿（平台或锯齿（s s段段）：屈服阶）：屈服阶段；段；n nsb sb段：段：均匀塑性变形阶段，是均匀塑性变形阶段，是强化阶段。强化阶段。n nb b点点：形成了形成了“缩颈缩颈”。n nbkbk段：段：非均匀变形阶段
37、，承非均匀变形阶段，承载下降，到载下降，到k k点断裂。点断裂。n n断裂总伸长为断裂总伸长为OfOf，其中塑形其中塑形变形变形OOg(g(试样断后测得的伸长试样断后测得的伸长)，弹性伸长，弹性伸长gf gf。l Fl bl ul Fbbk Fss o g fe Fep Fp3.拉伸曲线拉伸曲线第25页/共63页强度指材料抵抗塑性变形和断裂的能力强度指材料抵抗塑性变形和断裂的能力 。二、强度的指标二、强度的指标1 1、屈服点、屈服点 符号：符号：s s 材料产生屈服现象时的最小应力材料产生屈服现象时的最小应力s s=F=Fs s/S/S0 0 F Fs s：试样屈服时所承受的拉伸力（试样屈服时
38、所承受的拉伸力（N N）S S0 0 ：试样原始横截面积（：试样原始横截面积（mmmm）汽车材料概论汽车材料概论材料的力学性能材料的力学性能s第26页/共63页2.2.抗拉强度：抗拉强度：抗拉强度：抗拉强度：试样在断裂前所能承受的最大应力。试样在断裂前所能承受的最大应力。试样在断裂前所能承受的最大应力。试样在断裂前所能承受的最大应力。用符号：用符号：用符号：用符号：b b表示表示表示表示n n它表示材料抵抗断裂的能力。它表示材料抵抗断裂的能力。它表示材料抵抗断裂的能力。它表示材料抵抗断裂的能力。bse注：s 、b 是设计与选材的重要依据是设计与选材的重要依据 另：e 表示弹性极限。在外力作用下
39、产生弹性变形时所承受的最大拉应力表示弹性极限。在外力作用下产生弹性变形时所承受的最大拉应力。第27页/共63页三、塑性指标三、塑性指标 塑性是材料在静载荷作用下产生塑性变形而不破坏的塑性是材料在静载荷作用下产生塑性变形而不破坏的能力。评定指标是断后伸长率和断面收缩率。能力。评定指标是断后伸长率和断面收缩率。1 1、断后伸长率、断后伸长率2 2、断面收缩率、断面收缩率指试样拉断后标距的伸长量与原标距长度的百分比。指试样拉断后标距的伸长量与原标距长度的百分比。指试样拉断后缩项处横截面积的最大缩减量与原始横截指试样拉断后缩项处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比。面积的百分比。=(L=(L1
40、1-L)/L x 100%-L)/L x 100%L:L:标距（本实验标距（本实验L=100L=100）L L1 1:拉断时的试件标距。用卡尺直接量出。拉断时的试件标距。用卡尺直接量出。=(A=(A0 0-A-A1 1)/A)/A0 0 x 100%x 100%A A0 0:试件原横截面积。试件原横截面积。A A1 1:断裂后颈缩处的横截面积，用卡尺直接量出。断裂后颈缩处的横截面积，用卡尺直接量出。汽车材料概论汽车材料概论材料的力学性能材料的力学性能第28页/共63页四、硬度四、硬度四、硬度四、硬度1 1、定义：、定义：指材料局部表面抵抗塑性变形和破坏的指材料局部表面抵抗塑性变形和破坏的能力。
41、它是衡量材料软硬程度的指标，其物理含义能力。它是衡量材料软硬程度的指标，其物理含义与试验方法有关。与试验方法有关。2 2、硬度的测试方法、硬度的测试方法（1 1）布氏硬度）布氏硬度（2 2）洛氏硬度）洛氏硬度（3 3）维氏硬度）维氏硬度（4 4）肖氏硬度）肖氏硬度汽车材料概论汽车材料概论材料的力学性能材料的力学性能第29页/共63页1 1、布氏硬度试验、布氏硬度试验（布氏硬度计）原理原理:用一定直径的球体（淬火钢球或硬质合金球）以相用一定直径的球体（淬火钢球或硬质合金球）以相应的试验力压入待测材料表面，保持规定时间并达到稳定应的试验力压入待测材料表面，保持规定时间并达到稳定状态后卸除试验力，测
42、量材料表面压痕直径，以计算硬度状态后卸除试验力，测量材料表面压痕直径，以计算硬度的一种压痕硬度试验方法。的一种压痕硬度试验方法。2 2、布氏硬度值、布氏硬度值 用球面压痕单位面积上所承受的平均压力表示。用球面压痕单位面积上所承受的平均压力表示。如：120HBS 500HBW（一）布氏硬度（一）布氏硬度（一）布氏硬度（一）布氏硬度汽车材料概论汽车材料概论材料的力学性能材料的力学性能第30页/共63页(1)(1)布氏硬度布氏硬度布氏硬度布氏硬度 HB(Brinell-hardness)HB(Brinell-hardness)布氏硬度计布氏硬度计适用范围适用范围:v 450HBS;v 650HBW;
43、第31页/共63页4 4、测量范围、测量范围 用于测量灰铸铁、结构钢、非铁金属及非金属材料等用于测量灰铸铁、结构钢、非铁金属及非金属材料等.（一）（一）（一）（一）布氏硬度布氏硬度布氏硬度布氏硬度3 3、优缺点、优缺点（1 1）测量值较准确，重复性好，可测组织不均匀材料）测量值较准确，重复性好，可测组织不均匀材料（铸铁）（铸铁）（2 2）可测的硬度值不高）可测的硬度值不高（3 3）不测试成品与薄件）不测试成品与薄件（4 4）测量费时，效率低）测量费时，效率低汽车材料概论汽车材料概论材料的力学性能材料的力学性能第32页/共63页1 1、洛氏硬度试验（洛氏硬度计）、洛氏硬度试验（洛氏硬度计）原理原
44、理:用金刚石圆锥或淬火钢球，在试验力的作用金刚石圆锥或淬火钢球，在试验力的作用下压入试样表面，经规定时间后卸除试验力，用用下压入试样表面，经规定时间后卸除试验力，用测量的残余压痕深度增量来计算硬度的一种压痕硬测量的残余压痕深度增量来计算硬度的一种压痕硬度试验。度试验。2 2、洛氏硬度值、洛氏硬度值 用测量的残余压痕深度表示。可从表盘上直用测量的残余压痕深度表示。可从表盘上直接读出。如：接读出。如：50HRC 50HRC（二）洛氏硬度（二）洛氏硬度（二）洛氏硬度（二）洛氏硬度汽车材料概论汽车材料概论材料的力学性能材料的力学性能第33页/共63页(2)(2)洛氏硬度洛氏硬度洛氏硬度洛氏硬度 HR(
45、Rockwll hardness)HR(Rockwll hardness)h1-h0洛氏硬度测试示意图洛氏硬度测试示意图第34页/共63页4 4、测量范围、测量范围 用于测量淬火钢、硬质合金等材料用于测量淬火钢、硬质合金等材料.（二）（二）（二）（二）洛氏硬度洛氏硬度洛氏硬度洛氏硬度3 3、优缺点、优缺点（1 1）试验简单、方便、迅速）试验简单、方便、迅速（2 2）压痕小，可测成品，薄件）压痕小，可测成品，薄件（3 3）数据不够准确，应测三点取平均值）数据不够准确，应测三点取平均值（4 4）不能测组织不均匀材料，如铸铁。）不能测组织不均匀材料，如铸铁。汽车材料概论汽车材料概论材料的力学性能材料
46、的力学性能第35页/共63页汽车材料概论汽车材料概论材料的力学性能材料的力学性能材料的力学性能材料的力学性能五、韧性五、韧性 (1)(1)冲击韧度冲击韧度K K 材料抵抗大能量一次冲击的能材料抵抗大能量一次冲击的能力力 原理原理:第36页/共63页冲击试验机冲击试验机冲击试样和冲击试验示意图冲击试样和冲击试验示意图第37页/共63页试样冲断时所消耗的冲击功试样冲断时所消耗的冲击功A k为为:A k=m g H m g h(J)冲击韧性值冲击韧性值a k 就是试样缺口处单位就是试样缺口处单位截面积上所消耗的冲击功。截面积上所消耗的冲击功。AK a k=(J/cm)S0第38页/共63页汽车材料概
47、论汽车材料概论材料的力学性能材料的力学性能材料的力学性能材料的力学性能五、韧性五、韧性五、韧性五、韧性 (2)(2)(2)(2)多冲抗力多冲抗力多冲抗力多冲抗力 材料抵抗小能量材料抵抗小能量材料抵抗小能量材料抵抗小能量 原理原理原理原理:多次冲击的能力。多次冲击的能力。多次冲击的能力。多次冲击的能力。材料抵抗大能量一次冲击的能力主要取决于材材料抵抗大能量一次冲击的能力主要取决于材材料抵抗大能量一次冲击的能力主要取决于材材料抵抗大能量一次冲击的能力主要取决于材料的塑性，而抵抗小能量多次冲击的能力主要取决料的塑性，而抵抗小能量多次冲击的能力主要取决料的塑性，而抵抗小能量多次冲击的能力主要取决料的塑
48、性，而抵抗小能量多次冲击的能力主要取决于材料的强度。于材料的强度。于材料的强度。于材料的强度。韧性与环境温度直接关联。低温度下韧性与环境温度直接关联。低温度下韧性与环境温度直接关联。低温度下韧性与环境温度直接关联。低温度下冷脆冷脆冷脆冷脆 第39页/共63页汽车材料概论汽车材料概论材料的力学性能材料的力学性能材料的力学性能材料的力学性能六、疲劳强度六、疲劳强度六、疲劳强度六、疲劳强度 疲劳概念：疲劳概念：疲劳概念：疲劳概念：承受交变应力的零件，在工作应力低于承受交变应力的零件，在工作应力低于承受交变应力的零件，在工作应力低于承受交变应力的零件，在工作应力低于材料的屈服强度的情况下长时间工作时，
49、会产生材料的屈服强度的情况下长时间工作时，会产生材料的屈服强度的情况下长时间工作时，会产生材料的屈服强度的情况下长时间工作时，会产生裂纹或突然断裂，这种现象称为疲劳失效（破坏）。裂纹或突然断裂，这种现象称为疲劳失效（破坏）。裂纹或突然断裂，这种现象称为疲劳失效（破坏）。裂纹或突然断裂，这种现象称为疲劳失效（破坏）。疲劳强度：疲劳强度：疲劳强度：疲劳强度：材料抵抗疲劳断裂的能力材料抵抗疲劳断裂的能力材料抵抗疲劳断裂的能力材料抵抗疲劳断裂的能力 疲劳强度指标：疲劳强度指标：疲劳强度指标：疲劳强度指标：-1 -1 -1 -1 通过疲劳试验，绘制疲劳曲通过疲劳试验，绘制疲劳曲通过疲劳试验，绘制疲劳曲通
50、过疲劳试验，绘制疲劳曲 线进行测定。线进行测定。线进行测定。线进行测定。疲劳失效具有隐蔽性和突发性，会造成灾难疲劳失效具有隐蔽性和突发性，会造成灾难疲劳失效具有隐蔽性和突发性，会造成灾难疲劳失效具有隐蔽性和突发性，会造成灾难性事故。机械零件失效中有性事故。机械零件失效中有性事故。机械零件失效中有性事故。机械零件失效中有 80808080以上属于疲劳破以上属于疲劳破以上属于疲劳破以上属于疲劳破坏，也是汽车零件中最常见的一种失效形式。坏，也是汽车零件中最常见的一种失效形式。坏，也是汽车零件中最常见的一种失效形式。坏，也是汽车零件中最常见的一种失效形式。第40页/共63页19431943年美国年美国