汽車機(jī)械基礎(chǔ)-汽車常用工程材料課件

2022/12/202022/12/202022/12/20汽車機(jī)械基礎(chǔ)2022/12/182022/12/182022/12/181

模塊二汽車常用工程材料模塊二汽車常用工程材料2汽車零件材料性能分析晶體結(jié)構(gòu)與鐵碳合金相圖鋼的熱處理汽車常用金屬材料汽車常用非金屬材料一二三四五六模塊小結(jié)汽車零件材料性能分析晶體結(jié)構(gòu)與鐵碳合金相圖鋼的熱處理汽車常用32022/12/20學(xué)習(xí)目標(biāo)1．了解材料的性能、金屬晶體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)知識及鐵碳合金相圖的含義及應(yīng)用；了解常用熱處理方法及對金屬材料的影響；了解材料的分類；2．熟悉典型金屬材料、非金屬材料的牌號與性能；3．掌握典型非金屬材料與金屬材料在汽車上的應(yīng)用。1．能利用材料的性能指標(biāo)，合理評價零件；2．能根據(jù)金屬晶體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)知識分析并解決相關(guān)工程實踐問題；3．能使用儀器測定金屬的強(qiáng)度、硬度；4．能識別典型的金屬材料與非金屬材料及在汽車上的選用。知識目標(biāo)能力目標(biāo)2022/12/18學(xué)習(xí)目標(biāo)知識目標(biāo)能力目標(biāo)42022/12/20汽車工程材料是汽車制造、使用以及維修中常用的材料，是材料科學(xué)的一個分支。目前，汽車正朝著高速、經(jīng)濟(jì)、舒適、安全、環(huán)保的方向發(fā)展，特別是近年來人們對環(huán)保的高度重視，對汽車工程材料提出了更高的要求，因而在汽車產(chǎn)品設(shè)計及其制造與維修過程中，材料的選用問題將日趨突出。這使汽車工業(yè)的發(fā)展與材料學(xué)科之間的關(guān)系更為緊密。汽車工業(yè)已是世界各國的支柱產(chǎn)業(yè)之一，在汽車制造工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的仍是金屬材料，約占總質(zhì)量的70%~90%。在我國，汽車工業(yè)所用的鋼鐵材料占鋼鐵年產(chǎn)量的10%左右。金屬材料之所以獲得廣泛的使用，是因為金屬材料不僅來源豐富，而且具有耐用性好、工藝性好等優(yōu)點。金屬材料還可以通過不同成分配置、不同的加工和熱處理方法來改變組織與性能，以擴(kuò)大其使用范圍。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，高性能金屬材料和高性能非金屬材料在汽車上的應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大。一、汽車零件材料性能分析2022/12/18汽車工程材料是汽車制造、使用以及維修中常52022/12/20一、汽車零件材料性能分析案例引入：了解發(fā)動機(jī)的工作情況，觀察發(fā)動機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動，認(rèn)識發(fā)動機(jī)的活塞（如圖2-1所示）的工作環(huán)境和任務(wù)，分析：活塞要完成其工作任務(wù)，保證發(fā)動機(jī)正常工作，所用材料應(yīng)具備什么性能？通常選用什么材料？圖2-1發(fā)動機(jī)活塞2022/12/18一、汽車零件材料性能分析案例引入62022/12/20一、汽車零件材料性能分析材料的性能包括使用性能和工藝性能。材料的使用性能，是指在正常使用條件下，零部件材料所表現(xiàn)出來的性能。主要包括物理性能、化學(xué)性能、工藝性能和力學(xué)性能。材料的工藝性能直接影響著零部件質(zhì)量，是零部件選材和制定加工工藝路線時必須考慮的因素之一。1材料的性能、零件性能分析2022/12/18一、汽車零件材料性能分析材料的性72022/12/20一、汽車零件材料性能分析1.材料的物理性能材料的物理性能，是指材料的固有屬性，如密度、熔點、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、熱膨脹性、磁性和色澤等。1）密度在機(jī)械制造中，一般將密度小于5.0×103kg/m3的金屬稱為輕金屬，如鋁、鎂、鈦及其合金；將密度大于5.0×103kg/m3的金屬稱為重金屬，如鐵、鉛、鎢等。2）熔點熔點，是指材料由固態(tài)向液態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度。各種金屬都具有固定的熔點。、（一）材料的使用性能2022/12/18一、汽車零件材料性能分析1.材82022/12/20一、汽車零件材料性能分析3）導(dǎo)熱性導(dǎo)熱性，是指材料在加熱和冷卻時傳導(dǎo)熱量的性能，常用熱導(dǎo)率表示。4）導(dǎo)電性導(dǎo)電性，是指材料傳導(dǎo)電流的能力，常用電阻率表示。5）熱膨脹性熱膨脹性，是指材料隨溫度的變化產(chǎn)生膨脹、收縮的特性，常用線膨脹系數(shù)來表示。、材料的使用性能6）磁性磁性，是指材料能被磁場吸引或磁化的性能，常用磁導(dǎo)率表示。2022/12/18一、汽車零件材料性能分析3）導(dǎo)熱92022/12/20一、汽車零件材料性能分析2．材料的化學(xué)性能材料的化學(xué)性能，是指材料在化學(xué)作用下表現(xiàn)出來的性能。對于金屬材料來說，化學(xué)性能一般指耐腐蝕性和抗氧化性。對于非金屬材料來說，還存在著化學(xué)穩(wěn)定性、抗老化能力和耐熱性等問題。1）耐腐蝕性材料在常溫下抵抗周圍介質(zhì)（如大氣、燃?xì)狻⑺⑺帷A、鹽等）腐蝕的能力稱為耐腐蝕性。2）抗氧化性材料在高溫下抵抗氧化的能力稱為抗氧化性，又稱熱穩(wěn)定性。在鋼中加入Cr、Si等元素，可大大提高鋼的抗氧化性。如在高溫下工作的內(nèi)燃機(jī)排氣門等轎車零部件，就是采用抗氧化性好的4CrSi2等材料來制造的。2022/12/18一、汽車零件材料性能分析2．材料102022/12/204.材料的力學(xué)性能材料的力學(xué)性能，是指材料在外加載荷作用下所表現(xiàn)出來的性能，或稱機(jī)械性能。材料的力學(xué)性能主要決定于材料的化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)、冶金質(zhì)量、表面和內(nèi)部的缺陷等內(nèi)在因素，但一些外在因素如載荷性質(zhì)、應(yīng)力狀態(tài)、溫度、環(huán)境介質(zhì)等也會有較大影響。材料的力學(xué)性能包括強(qiáng)度、塑性、硬度、韌性及疲勞強(qiáng)度等。載荷是指金屬材料在加工及使用過程中所受的外力。根據(jù)載荷作用性質(zhì)的不同，它可以分為靜載荷、沖擊載荷及交變載荷三種。金屬材料受不同載荷作用而發(fā)生的幾何形狀和尺寸的變化稱為變形，變形一般分為彈性變形和塑性變形。一、汽車零件材料性能分析、零件性能分析2022/12/184.材料的力學(xué)性能一、汽車零件112022/12/201）強(qiáng)度與塑性金屬抵抗塑性變形或斷裂的能力稱為強(qiáng)度，強(qiáng)度大小通常用應(yīng)力來表示。斷裂前金屬材料產(chǎn)生永久變形的能力稱為塑性。根據(jù)載荷作用方式不同，強(qiáng)度可分為抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度和抗扭強(qiáng)度等。其中抗拉強(qiáng)度為最基本的強(qiáng)度指標(biāo)，可通過拉伸試驗來測定。圖2-3拉伸試樣圖2-4低碳鋼的力-伸長曲線2022/12/181）強(qiáng)度與塑性圖2-3拉伸試樣圖2-4122022/12/202）硬度硬度是材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力，也可以說是指金屬材料抵抗比它更硬物體壓入其表面的能力。3）沖擊韌性金屬材料抵抗沖擊載荷作用而不破壞的能力稱為韌性。目前，常用一次擺錘沖擊彎曲試驗、小能量多次沖擊實驗來測定金屬材料的韌性。一、汽車零件材料性能分析、零件性能分析2022/12/182）硬度一、汽車零件材料性能分析132022/12/204）疲勞強(qiáng)度在周期性交變應(yīng)力作用下，零件會在小于σs的情況下發(fā)生突然斷裂，這種現(xiàn)象稱為疲勞。金屬因疲勞而產(chǎn)生的斷裂，稱為疲勞斷裂。在機(jī)件斷裂事故中，疲勞斷裂約占斷裂事故的80—90%。一、汽車零件材料性能分析、零件性能分析圖2-4疲勞曲線示意圖2022/12/184）疲勞強(qiáng)度一、汽車零件材料性能142022/12/205）高溫下金屬的機(jī)械性能金屬在高溫下的機(jī)械性能指標(biāo)，主要有熱強(qiáng)度和熱硬性。（1）熱強(qiáng)度熱強(qiáng)度的指標(biāo)有蠕變極限和持久強(qiáng)度。（2）熱硬性金屬材料在高溫下的硬度是高溫軸承、高速切削刀具、熱作模具材料和某些機(jī)器零件材料的重要指標(biāo)。材料在高溫下具有較高硬度的性能，稱為熱硬性，又稱紅硬性。一、汽車零件材料性能分析、零件性能分析2022/12/185）高溫下金屬的機(jī)械性能一、汽車152022/12/20一、汽車零件材料性能分析汽車上使用的大多數(shù)零件是采用金屬材料制造的。金屬材料的工藝性能，是指金屬在加工時所表現(xiàn)出來的適應(yīng)能力和難易程度。它包括鑄造性能、鍛造性能、焊接性能、切削加工性能和熱處理性能等。1）鑄造性能鑄造性能，是指金屬融化成液態(tài)后，在鑄造成形時所具有的一種特性，它常用金屬的液態(tài)流動性、冷卻時的收縮率和偏析等指標(biāo)衡量。汽車發(fā)動機(jī)上的氣缸蓋、氣缸體、活塞、變速器箱體、轉(zhuǎn)向器殼體等均是由金屬材料鑄造而成的。2）鍛造性能鍛造性能，是指金屬材料利用鍛壓加工方法成形的難易程度稱為鍛造性能。、（二）材料的工藝性能2022/12/18一、汽車零件材料性能分析、（二）162022/12/20一、汽車零件材料性能分析3）冷變形工藝性能各種鋼板和各種管路在施工和安裝中，有時需要進(jìn)行各種冷變形，所以要求這些材料具有良好的冷變形工藝性能。4）焊接性能焊接性能，是指金屬材料在一定的焊接工藝條件下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。5）切削加工性能切削加工性能，是指對材料進(jìn)行切削加工的難易程度和切削加工后的表面質(zhì)量，其難易程度與金屬的強(qiáng)度、硬度、塑性和導(dǎo)熱性有關(guān)。切削加工性能好的金屬對刀具磨損量小、切削用量大、加工表面精度高。6）熱處理性能熱處理性能，是指金屬進(jìn)行熱處理時所表現(xiàn)出來的性能，一般可以通過熱處理來提高金屬材料的機(jī)械性能。、零件性能分析2022/12/18一、汽車零件材料性能分析3）冷變172022/12/20二、晶體結(jié)構(gòu)與鐵碳合金相圖金屬材料所具有的各種不同的機(jī)械性能、工藝性能、理化性能，除與金屬材料的化學(xué)成分有關(guān)外，還與金屬材料的內(nèi)部構(gòu)造有關(guān)。1.晶體結(jié)構(gòu)與類型固態(tài)物質(zhì)按其內(nèi)部微粒（原子、離子或分子）的構(gòu)成，可分為晶體和非非晶體兩類。微粒呈無規(guī)則排列的固態(tài)物質(zhì)稱為非晶體，如玻璃、塑料、松香等；微粒呈規(guī)則排列的固態(tài)物質(zhì)稱為晶體，如鹽、冰等。晶體有一定的熔點，非晶體則沒有一定的熔點。在通常的情況下，處于固態(tài)的一切金屬及其合金都是晶體。為了便于理解，把原子看成是一個個小球，則金屬晶體就是由這些小球有規(guī)律地堆積而成，如圖2-5所示。、晶體結(jié)構(gòu)與鐵碳合金1晶體結(jié)構(gòu)及其結(jié)晶圖2-5晶體中金屬原子的排列2022/12/18二、晶體結(jié)構(gòu)與鐵碳合金相圖、晶體結(jié)182022/12/20二、晶體結(jié)構(gòu)與鐵碳合金相圖、晶體結(jié)構(gòu)與鐵碳合金圖2-6晶格和晶胞示意圖

2022/12/18二、晶體結(jié)構(gòu)與鐵碳合金相圖、晶體結(jié)192022/12/20二、晶體結(jié)構(gòu)與鐵碳合金相圖體心立方晶格

屬于這種晶格類型的金屬有鉻（Cr）、釩（V）、鎢（W）、鉬（Mo）、及δ-鐵（δ-Fe）等金屬。面心立方晶格

屬于這種晶格類型的金屬有鋁（Al）、銅（Cu）、鉛（Pb）、鎳（Ni）及r-鐵（r-Fe）等金屬。密排六方晶格

屬于這種晶格類型的金屬有鎂（Mg）、鈹（Be）、鈦（Ti）及鋅（Zn）等金屬。、晶體結(jié)構(gòu)與鐵碳合金圖2-9體心立方晶胞圖2-10面心立方晶胞圖2-11密排六方晶胞2022/12/18二、晶體結(jié)構(gòu)與鐵碳合金相圖體心立方202022/12/20二、晶體結(jié)構(gòu)與鐵碳合金相圖在實際使用的金屬材料中，由于加進(jìn)了其它種類的外來原子及材料在冶煉后的凝固過程中受到各種因素的影響，使本來該有規(guī)律的原子排列方式受到干擾，不像理想晶體那樣規(guī)則。晶體中出現(xiàn)的各種不規(guī)則的原子堆積現(xiàn)象稱為晶體缺陷。常見的晶體缺陷有空位、位錯、晶界和亞晶界等，它們都對力學(xué)性能產(chǎn)生影響。金屬塑性變形后，會引起金屬性能的改變。主要是隨著變形程度的加大，金屬產(chǎn)生了硬度增高、塑性降低現(xiàn)象，即加工硬化，也即冷作硬化。加工硬化不利于金屬的繼續(xù)成形加工，但有時可以提高產(chǎn)品的表面硬度和性能。、晶體結(jié)構(gòu)與鐵碳合金2022/12/18二、晶體結(jié)構(gòu)與鐵碳合金相圖212022/12/20二、晶體結(jié)構(gòu)與鐵碳合金相圖2.金屬的結(jié)晶金屬材料大部分都是經(jīng)冶煉得到的，即經(jīng)由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的過程，常稱之為金屬的結(jié)晶過程。鑄造和焊接工藝都與金屬的結(jié)晶過程有關(guān)。

圖2-12純金屬結(jié)晶時的冷卻曲線2022/12/18二、晶體結(jié)構(gòu)與鐵碳合金相圖2.金222022/12/20二、晶體結(jié)構(gòu)與鐵碳合金相圖金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變有些金屬，固態(tài)時在不同的溫度范圍內(nèi)，會由一種晶格轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N晶格，這種變化稱為金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變是鐵的一個重要特性。鋼和鑄鐵之所以能通過熱處理顯著地改變其性能，是與鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變有著密切聯(lián)系的。、晶體結(jié)構(gòu)與鐵碳合金圖2-13純鐵的冷卻曲線2022/12/18二、晶體結(jié)構(gòu)與鐵碳合金相圖金屬的同232022/12/20二、晶體結(jié)構(gòu)與鐵碳合金相圖純金屬一般具有良好的塑性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性，但強(qiáng)度、硬度較低且價格較高，種類有限，故生產(chǎn)中大量使用的是各種不同成分的合金，如鐵碳合金、鋁合金、銅合金等。合金是由兩種或兩種以上的金屬或金屬與非金屬元素構(gòu)成的具有金屬特性的物質(zhì)。例如，鋼和生鐵就是鐵與碳的合金，黃銅就是銅和鋅的合金。1.合金的構(gòu)造組成合金的獨立的最基本單元稱為組元。由兩個組元組成的合金稱為二元合金；由三個組元組成的合金稱為三元合金；由三個以上組元組成的合金稱為多元合金。合金的構(gòu)造常可分為固溶體、金屬化合物和機(jī)械混合物三類。、合金的結(jié)構(gòu)2合金的結(jié)構(gòu)2022/12/18二、晶體結(jié)構(gòu)與鐵碳合金相圖1.合242022/12/20二、晶體結(jié)構(gòu)與鐵碳合金相圖2.合金的結(jié)晶合金的結(jié)晶過程同樣包括形成晶核與晶核長大，但是合金的結(jié)晶過程中經(jīng)常會發(fā)生固相轉(zhuǎn)變，即由一種固相轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N固相。在大多數(shù)情況下，合金結(jié)晶時往往形成兩種不同的固相組成的多相組織。合金的結(jié)晶過程，是指合金的組織結(jié)構(gòu)隨溫度、成分的變化而變化的過程，常用合金相圖來反映。合金相圖又稱合金狀態(tài)圖，它表明了在平衡狀態(tài)下（指在極緩慢的加熱或冷卻的條件下），合金的相結(jié)構(gòu)隨溫度、成分發(fā)生變化的情況，故亦稱為平衡圖。、合金的結(jié)構(gòu)2022/12/18二、晶體結(jié)構(gòu)與鐵碳合金相圖2.合252022/12/20二、晶體結(jié)構(gòu)與鐵碳合金相圖鋼和鑄鐵是汽車工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的金屬材料，雖然其種類和牌號很多，性能和用途各異，但都是以鐵和碳為主要元素組成的合金，統(tǒng)稱為鐵碳合金。不同成分的鐵碳合金在不同溫度下具有不同的組織，因而表現(xiàn)出不同的性能。鐵碳合金相圖就是研究鐵碳合金的成分、溫度和組織三者之間關(guān)系的圖形。

鐵碳合金相圖3鐵碳合金相圖—“探究鋼鐵內(nèi)部結(jié)構(gòu)的寶圖”2022/12/18二、晶體結(jié)構(gòu)與鐵碳合金相圖鐵碳262022/12/20二、晶體結(jié)構(gòu)與鐵碳合金相圖1．鐵碳合金的基本組織鐵碳合金有下列幾種組織：1）鐵素體碳在α-Fe中形成的固溶體稱為鐵素體，用符號F表示。它仍保持α-Fe的體心立方晶格，鐵素體在室溫時的溶碳能力極低，隨溫度的升高，溶碳量略有增加，在727℃時溶碳量最大（為0.0218%）。因此，我們平時所說的純鐵，實際上是含碳量很低的鐵素體。鐵素體的強(qiáng)度和硬度較低，而塑性和韌性較好。

鐵碳合金相圖2022/12/18二、晶體結(jié)構(gòu)與鐵碳合金相圖1．鐵碳272022/12/20二、晶體結(jié)構(gòu)與鐵碳合金相圖2）奧氏體碳在r-Fe中形成的固溶體稱為奧氏體，常用符號A

表示。奧氏體仍保持面心立方晶格，其溶碳能力比鐵素體高，在1148℃時溶碳量可達(dá)2.11%，隨著溫度的下降溶解度逐漸減小，在727℃時溶碳量為0.77%。奧氏體的強(qiáng)度和硬度不高，塑性良好，沒有磁性。3）滲碳體鐵與碳所形成的金屬化合物稱為滲碳體。含碳量為6.69%，常用符號Fe3C

或Cm

表示，晶格復(fù)雜，硬度很高，塑性很差，在鋼中，滲碳體以不同形態(tài)和大小的晶體出現(xiàn)于組織中，對鋼的力學(xué)性能影響很大。在一定的條件下，滲碳體可分解成石墨狀態(tài)的自由碳，這一過程對于鑄鐵具有重要意義。4）珠光體珠光體是鐵素體和滲碳體的混合物，用符號P來表示，其平均含碳量為0.77%。由于珠光體是硬而脆的滲碳體和軟而韌的鐵素體層片相間、交替排列而成的混合物，因此其性能介于鐵素體和滲碳體之間，故珠光體的強(qiáng)度較高，硬度適中，具有一定的塑性。

鐵碳合金相圖2022/12/18二、晶體結(jié)構(gòu)與鐵碳合金相圖2）奧氏282022/12/20二、晶體結(jié)構(gòu)與鐵碳合金相圖2．鐵碳合金相圖鐵碳合金狀態(tài)圖是表示在極緩慢冷卻（或加熱）情況下，不同成分的鐵碳合金在不同溫度所具有的組織或狀態(tài)的圖形。目前應(yīng)用的鐵碳合金狀態(tài)圖是含碳量為0～6.69%的合金部分，因為大于6.69%的鐵碳合金在工業(yè)上無使用價值?，F(xiàn)在的鐵碳合金狀態(tài)圖因為只研究Fe-Fe3C

部份，實際上是Fe-Fe3C狀態(tài)圖。圖2-14為簡化后的Fe-Fe3C狀態(tài)圖。

鐵碳合金相圖2022/12/18二、晶體結(jié)構(gòu)與鐵碳合金相圖2．鐵碳292022/12/20二、晶體結(jié)構(gòu)與鐵碳合金相圖

鐵碳合金相圖圖2-12簡化后的Fe-Fe3C狀態(tài)圖2022/12/18二、晶體結(jié)構(gòu)與鐵碳合金相圖鐵碳302022/12/20二、晶體結(jié)構(gòu)與鐵碳合金相圖

鐵碳合金相圖2022/12/18二、晶體結(jié)構(gòu)與鐵碳合金相圖鐵碳312022/12/20二、晶體結(jié)構(gòu)與鐵碳合金相圖3.鐵碳合金的分類鐵碳合金是由鐵和碳組成的合金，根據(jù)含碳量不同，鐵碳合金可分為工業(yè)純鐵、鋼和白口鑄鐵。1）ωc＜0.0218%的鐵碳合金稱為工業(yè)純鐵。（ωc

表示含碳量）2）ωc=（0.0218~2.11）%的鐵碳合金稱為鋼，根據(jù)其含碳量的不同，可分為：亞共析鋼0.0218%＜ωc＜0.77%；共析鋼ωc=0.77%；過共析鋼0.77%＜ωc＜2.11%；3）含碳量大于2.11%的鐵碳合金叫白口鑄鐵，根據(jù)含碳量的不同，可分為：亞共晶白口鑄鐵2.11%≤ωc＜4.3%；共晶白口鑄鐵ωc

=4.3%；過共晶白口鑄鐵4.3%＜ωc＜6.69%；4.含碳量對鋼性能的影響含碳量越高，鋼的強(qiáng)度和硬度越高，而塑性和韌性越低。當(dāng)含碳量超過0.9%時，隨含碳量增加，強(qiáng)度也隨之降低。

鐵碳合金相圖2022/12/18二、晶體結(jié)構(gòu)與鐵碳合金相圖3.鐵322022/12/20三、鋼的熱處理案例引入：如圖2-13所示，某發(fā)動機(jī)曲軸采用含碳量0.45%的亞共析鋼作為毛坯材料，在加工過程中，還要經(jīng)過熱處理工藝，熱處理工藝是何含義，對材料的性能有何影響？能否去掉這些工藝？

鋼的熱處理案例圖2-13發(fā)動機(jī)曲軸2022/12/18三、鋼的熱處理案例引入：如圖2-1332022/12/20三、鋼的熱處理熱處理是將金屬或合金在固態(tài)下進(jìn)行加熱、保溫和冷卻以獲得所需要的組織結(jié)構(gòu)和性能的工藝。熱處理應(yīng)用的主要對象是鋼。鋼的熱處理方法有退火、正火、淬火、回火及各種表面熱處理等。各種熱處理的工藝過程都是由加熱、保溫和冷卻三個階段組成，其中加熱溫度對熱處理影響最大，通?？捎谩皽囟取獣r間”為坐標(biāo)的曲線圖來表示，稱為熱處理工藝曲線，如圖2-16所示。

鋼的熱處理案例圖2-14熱處理工藝曲線圖2022/12/18三、鋼的熱處理熱處理是將金屬或合金342022/12/20三、鋼的熱處理1．鋼的奧氏體化

鋼加熱時的組織轉(zhuǎn)變1鋼在加熱時的組織轉(zhuǎn)變圖2-15共析鋼中奧氏體形成過程示意圖2022/12/18三、鋼的熱處理鋼加熱時的組織轉(zhuǎn)352022/12/20三、鋼的熱處理2．奧氏體晶粒的長大剛轉(zhuǎn)變的奧氏體晶粒往往是細(xì)小的，如果繼續(xù)升溫或進(jìn)行長時間的保溫，就會引起奧氏體晶粒的長大。一般來說，加熱溫度的影響遠(yuǎn)比保溫時間的影響大。加熱溫度越高，奧氏體晶粒就越易長大，在高溫下的停留時間越長，奧氏體晶粒也越易長大。冷卻后,鋼的晶粒完全由奧氏體晶粒大小所決定，只有細(xì)小的奧氏體晶粒，才會得到細(xì)小的鋼的室溫組織。因此，在加熱時，如何獲得細(xì)而均勻的奧氏體晶粒，常常成為熱處理產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵之一。

鋼加熱時的組織轉(zhuǎn)變2022/12/18三、鋼的熱處理2．奧氏體晶粒的長大362022/12/20三、鋼的熱處理1.等溫冷卻轉(zhuǎn)變共析鋼的等溫冷卻轉(zhuǎn)變主要有三種：1）珠光體轉(zhuǎn)變：共析鋼奧氏體（A

）過冷到727~550℃之間進(jìn)行等溫轉(zhuǎn)變得到的最產(chǎn)物，其顯微組織屬于珠光體類型，都是鐵素體和滲碳體的層片壯組織構(gòu)成的機(jī)械混合物。727~650℃之間等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物是正常珠光體（P），硬度為150~220HBS；650~600℃之間等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物是細(xì)珠光體，又稱索氏體（S），硬度為220~270HBS之間；600~550℃之間等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物是極細(xì)珠光體，又稱托氏體(T

)，硬度為270~430HBS。2）貝氏體轉(zhuǎn)變：在550~230℃溫度范圍等溫轉(zhuǎn)變，得到的最終產(chǎn)物為貝氏體（B

）。550~350℃之間等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為上貝氏體，350~230℃之間等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為下貝氏體。上貝氏體和下貝氏體比較，下貝氏體有較高的硬度和強(qiáng)度，同時塑性、韌性也好。

鋼冷卻時組織轉(zhuǎn)變2鋼在冷卻時的組織轉(zhuǎn)變2022/12/18三、鋼的熱處理鋼冷卻時組織轉(zhuǎn)變372022/12/20三、鋼的熱處理2.連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變馬氏體轉(zhuǎn)變：當(dāng)鋼從高溫急冷到230℃時，便開始轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體（M），馬氏體組織是碳在а-Fe中的過飽和固溶體，用M表示。馬氏體具有較高的強(qiáng)度和硬度，含碳量較低的馬氏體（wc<0.2%）具有良好的塑性和韌性，是一種強(qiáng)韌性很好的組織。含碳量高的馬氏體的塑性、韌性差。馬氏體轉(zhuǎn)變是強(qiáng)化鋼鐵材料的有效手段。但馬氏體形成時要伴隨體積膨脹，因而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，組織也不穩(wěn)定。

鋼冷卻時組織轉(zhuǎn)變2022/12/18三、鋼的熱處理2.連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變382022/12/20三、鋼的熱處理1.退火退火是將金屬或合金加熱到適當(dāng)溫度保持一定時間，然后緩慢冷卻的熱處理工藝。（1）退火的目的1）調(diào)整硬度，便于切削加工。2）消除或改善工件在鑄、鍛、焊等加工過程中所造成的成分不均勻或組織缺陷，以提高工件的工藝性能和使用性能。3）消除內(nèi)應(yīng)力或加工硬化，以防工件變形開裂。（2）退火的方法退火的方法一般有：完全退火、球化退火、均勻化退火和去應(yīng)力退火。

典型熱處理工藝方法3典型熱處理工藝方法2022/12/18三、鋼的熱處理1.退火典型熱392022/12/20三、鋼的熱處理2.正火正火是將鋼材或鋼件加熱到Ac3（或Accm）以上30~500oC，保溫適當(dāng)?shù)臅r間后在靜止的空氣中冷卻的熱處理工藝。正火由于冷卻速度比退火快，所以得到的組織是非平衡組織。正火主要有以下幾方面的作用：1）對于普通結(jié)構(gòu)鋼中的低碳鋼、低碳合金鋼工件，正火的目的是消除鑄造和焊接過程引起的過熱缺陷，細(xì)化晶粒、提高硬度、改善切削加工性。2）對力學(xué)性能要求不高或尺寸較大的結(jié)構(gòu)件，常用正火作為最終熱處理，以提高其強(qiáng)度、硬度。3）對中碳結(jié)構(gòu)鋼工件，正火可消除成形工藝過程中產(chǎn)生的缺陷，保證合適的切削加工硬度，為后續(xù)熱處理作好組織準(zhǔn)備。4）消除過共析鋼網(wǎng)狀二次滲碳體，為球化退火作組織準(zhǔn)備。

典型熱處理工藝方法2022/12/18三、鋼的熱處理2.正火典型熱402022/12/20三、鋼的熱處理3.淬火淬火是將鋼加熱到Ac1或Ac3線以上30~500oC溫度，保溫一定時間，然后進(jìn)行快速冷卻的一種熱處理工藝。其目的是獲得馬氏體組織，使鋼具有高硬度和高耐磨性。淬火是強(qiáng)化鋼材的重要方法。常用的冷卻介質(zhì)有水、鹽水、堿水、礦物油等。碳鋼淬火時，一般用水淬，合金鋼淬火時，一般用油淬。常用的淬火方法有單介質(zhì)淬火、雙介質(zhì)淬火、馬氏體分級淬火、貝氏體等溫淬火等。鋼在淬火時，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的難易程度叫淬透性。鋼的淬硬性指鋼在理想條件下進(jìn)行淬火硬化所能達(dá)到的最高硬度的能力。鋼的淬硬性主要取決于鋼的含碳量，低碳鋼淬硬性差，高碳鋼淬硬性好。

典型熱處理工藝方法2022/12/18三、鋼的熱處理3.淬火典型熱412022/12/20三、鋼的熱處理4.回火鋼件淬火后，再加熱到某一溫度，經(jīng)保溫后，冷卻到室溫的熱處理工藝稱為回火?；鼗鸬闹饕康氖牵韩@得所需要的力學(xué)性能；穩(wěn)定工件尺寸；減少或消除內(nèi)應(yīng)力，以防開裂。常用的回火方法有：（1）低溫回火

是將淬火鋼加熱到150~250℃回火，低溫回火的目的是消除淬火應(yīng)力，略提高韌性，保持硬度和高耐磨性。主要用于工具及發(fā)動機(jī)燃油系統(tǒng)中的精密偶件的熱處理。（2）中溫回火

是將淬火鋼加熱到350~500℃回火，中溫回火的目的是為了提零件的彈性及韌性。多用于各種彈簧的熱處理。（3）高溫回火

是將淬火鋼在500~600℃回火，通常將淬火后再進(jìn)行高溫回火的工藝稱為調(diào)質(zhì)處理。高溫回火的目的主要是為了使零件具有高韌性、中等硬度、高強(qiáng)度和高疲勞強(qiáng)度，即具有良好的綜合力學(xué)性能。

典型熱處理工藝方法2022/12/18三、鋼的熱處理4.回火典型熱422022/12/20三、鋼的熱處理5.表面熱處理發(fā)動機(jī)的曲軸、活塞銷、連桿及齒輪等，工作中常承受彎曲、扭轉(zhuǎn)、沖擊和交變載荷。這就要求零件表面具有高硬度、高耐磨性，而心部則需要有足夠的塑性和韌性。為此常采用表面熱處理，表面熱處理包括表面淬火和表面化學(xué)熱處理。表面淬火是僅對工件表層進(jìn)行淬火的工藝，主要適用中碳鋼和中碳合金鋼，表面淬火后，一般應(yīng)低溫回火。表面化學(xué)處理是將零件置于一定加熱介質(zhì)中加熱，并達(dá)到一定溫度，使介質(zhì)中某種活性原子滲入零件表面的一種熱處理工藝。其目的是通過改變零件表面化學(xué)成分和組織，來改善表面的力學(xué)性能和理化性能。表面化學(xué)熱處理常用工藝方法有：（1）滲碳（2）氮化（3）碳氮共滲

典型熱處理工藝方法2022/12/18三、鋼的熱處理5.表面熱處理432022/12/20四、汽車常用金屬材料案例引入：金屬材料是目前汽車上應(yīng)用最廣泛的工程材料。工業(yè)上，通常把金屬材料分為兩大類：黑色金屬和有色金屬。黑色金屬是指鋼鐵材料，鋼鐵材料在我國汽車工業(yè)中仍占主流地位。一輛中型載貨汽車上鋼鐵材料約占汽車總質(zhì)量的3/4，轎車上約占2/3。試指出以下汽車結(jié)構(gòu)件常采用何種黑色金屬材料？為什么？轎車車身、中型貨車車架、發(fā)動機(jī)缸體、半軸、變速器齒輪、減振器彈簧常用金屬材料案例2022/12/18四、汽車常用金屬材料案例引入：金屬材料是442022/12/20四、汽車常用金屬材料鋼鐵材料最大的特點是價格低廉，比強(qiáng)度（強(qiáng)度/密度）高，便于加工，因而得到廣泛的應(yīng)用。汽車用鋼鐵材料有鋼板、結(jié)構(gòu)鋼、特殊用途鋼、鋼管、鑄鐵等，主要用于制造車架、車身、車軸、發(fā)動機(jī)缸體、曲軸、罩板、外殼等零件。黑色金屬材料1黑色金屬材料2022/12/18四、汽車常用金屬材料黑色金屬材料452022/12/20四、汽車常用金屬材料1.碳素鋼碳素鋼又稱碳鋼，是含碳量小于2.11%（實際在1.35%以下）的鐵碳合金，并含有冶煉中難以除凈的少量雜質(zhì)，如硅、錳、硫、磷等。1）碳素鋼的分類、牌號和用途（1）按鋼中的含碳量分低碳鋼含碳量ωc<0.25%；中碳鋼含碳量ωc=0.25~0.6%高碳鋼含碳量ωc>0.6%（2）按鋼的質(zhì)量分普通碳素鋼ωS≤0.05%，ωP≤0.045%，主要用于各類工程上。優(yōu)質(zhì)碳素鋼ωS≤0.035%，ωP≤0.035%，主要用來制造各種機(jī)器零件，通常是熱處理后使用。高級碳素鋼ωS≤0.025%，ωP≤0.025%，主要用來制造工具和要求特別高的零件。（3）按鋼的用途分碳素結(jié)構(gòu)鋼主要用來制造各種工程構(gòu)件（如機(jī)架、橋梁等）。一般為中、低碳鋼。碳素工具鋼主要用來制造各種刃具，模具和量具等。一般為高碳鋼。黑色金屬材料2022/12/18四、汽車常用金屬材料1.碳素鋼黑462022/12/20四、汽車常用金屬材料常用的碳素鋼（1）碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號由代表屈服點“屈”字的拼音字首Q、屈服點數(shù)植、質(zhì)量等級符號（分A、B、C、D，A級質(zhì)量最差，D

級質(zhì)量最好）和脫氧方法符號（F、B、Z、TZ

）四個部分按順序組成。例如Q235-A表示σS≥235MPa，質(zhì)量等級為A級的碳素結(jié)構(gòu)。

Q195、Q215鋼有一定強(qiáng)度、塑性好，主要用于制作薄板(鍍鋅簿鋼板)、鋼筋、沖壓件、地腳螺栓和煙筒等；Q

235強(qiáng)度較高，用于制作鋼筋、鋼板、農(nóng)業(yè)機(jī)械用型鋼和重要的機(jī)械零件，如拉桿、連桿、轉(zhuǎn)軸等；Q235-C、Q235-D鋼質(zhì)量較好，可制作重要的焊接結(jié)構(gòu)件；Q

255鋼、Q275鋼強(qiáng)度高、質(zhì)量好，用于制作建筑、橋梁等工程質(zhì)量要求較高的焊接結(jié)構(gòu)件，以及摩擦離合器、主軸、剎車鋼帶、吊鉤等。常用的碳素鋼2022/12/18四、汽車常用金屬材料常用的碳素鋼472022/12/20四、汽車常用金屬材料（2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號用平均含碳量的萬分之幾（兩位數(shù)字）表示。如鋼號45，表示平均含碳量為0.45%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼具有較好的塑性、韌性，可通過熱處理來提高力學(xué)性能，主要用來制造各種機(jī)器零件。08F塑性好，可制造沖壓零件；10、20冷沖壓性與焊接性能良好，可作沖壓件及焊接件，經(jīng)過適當(dāng)熱處理（如滲碳）后也可制軸銷等零件；30、40、45、50經(jīng)熱處理后，可獲得良好的綜合機(jī)械性能，用來制造齒輪、軸類、套筒等零件；60、65主要用來制造彈簧。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼使用前一般都要進(jìn)行熱處理。常用的碳素鋼2022/12/18四、汽車常用金屬材料（2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼482022/12/20四、汽車常用金屬材料（3）碳素工具鋼碳素工具鋼是用于制造刃具、模具和量具的鋼。由于大多數(shù)工具都要求高硬度和高耐磨性，故工具鋼含碳量都在0.7%以上，都是優(yōu)質(zhì)鋼和高級優(yōu)質(zhì)鋼。

碳素工具鋼的牌號用“T”加數(shù)字表示?！癟”為“碳”字的漢語拼音字首，數(shù)字表示平均含碳量的千分?jǐn)?shù)，牌號末尾的字母A表示高級優(yōu)質(zhì)。例如T9表示平均含碳量為0.9%的碳素工具鋼。

碳素工具鋼的熱硬性差，一般刃部溫度達(dá)到250℃以上時，硬度和耐磨性即迅速降低。各種牌號的碳素工具鋼經(jīng)淬火后的硬度相差不大，但隨含碳量的增加，鋼的硬度、耐磨性增加，而韌性降低。因此，不同牌號的工具鋼用于制造不同情況下使用的工具。常用的碳素鋼2022/12/18四、汽車常用金屬材料（3）碳素工具鋼492022/12/20四、汽車常用金屬材料2.合金鋼為改善碳鋼的組織和性能，在碳鋼基礎(chǔ)上有目的地加入一種或幾種合金元素所形成的鐵基合金，稱為低合金鋼或合金鋼。通常加入的合金元素有：硅Si、錳Mn、鉻Cr、鎳Ni、鉬Mo、鎢W、釩V、鈦Ti等。由于合金元素的加入，合金鋼的性能較碳鋼好，提高了淬透性和綜合力學(xué)性能。但應(yīng)注意，使用合金鋼時要進(jìn)行熱處理，以便充分發(fā)揮合金元素的作用。另外合金鋼優(yōu)點雖多，但也存在一些缺點，如合金鋼的沖壓、切削性能一般比較差；成本較高，價格較貴。因此在使用金屬材料時，在滿足零件性能要求的前提下應(yīng)盡量使用碳鋼。合金鋼按合金元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可分為低合金鋼（ωMc<5%）、中合金鋼（5%≤ωMc<10%）、高合金鋼（ωMc≥10%）按用途可分為合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼和特殊性能鋼等。

常用的碳素鋼2022/12/18四、汽車常用金屬材料2.合金鋼常502022/12/20四、汽車常用金屬材料1）低合金結(jié)構(gòu)鋼

低合金結(jié)構(gòu)鋼是在低碳鋼的基礎(chǔ)上加入少量合金元素（合金元素總量小于3％）而得到的鋼。例如Q345表示屈服強(qiáng)度不低于345MPa的低合金結(jié)構(gòu)鋼。Q345是我國產(chǎn)量最大、使用最多的低合金結(jié)構(gòu)鈉，它的綜合力學(xué)性能、焊接性能、加工件能良好。例如，國產(chǎn)載重汽車的大梁幾乎都采用Q345鋼。2）合金結(jié)構(gòu)鋼

合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號采用兩位數(shù)字（含碳量）十元素符號十?dāng)?shù)字來表示。前面兩位數(shù)字表示鋼中平均含碳量的萬分之幾，元素符號表明鋼中含有的主要合金元素，其后的數(shù)字則標(biāo)明該元素的含量。凡合金元素含量小于1.5%時不標(biāo)數(shù)，如果平均含量為（1.5%~2.5%）、（2.5%~3.5%）……時，則相應(yīng)地標(biāo)2、3…….例如，60Si2Mn為合金結(jié)構(gòu)鋼，平均含碳量為0.6%，含Mn量小于1.5%，含Si為（1.5%~2.5%）。常用的碳素鋼2022/12/18四、汽車常用金屬材料1）低合金結(jié)構(gòu)鋼512022/12/20四、汽車常用金屬材料（1）合金滲碳鋼適用于滲碳＋淬火＋低溫回火的熱處理方式的合金結(jié)構(gòu)鋼為合金滲碳鋼。含碳量約（0.1%~0.25%）；主要合金元素有Cr、Ni、B，另外還有少量輔助合金元素V、W、Ti等。經(jīng)熱處理后，表面具有高強(qiáng)度、高耐磨性和高的耐疲勞性能，而心部具有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度和良好的韌性。合金滲碳鋼適用于工作在有強(qiáng)烈沖擊、接觸疲勞、嚴(yán)重摩擦磨損的條件下，表面要求具有堅硬的耐磨性而心部具有柔韌的抗沖擊性的零件。20CrMnTi是應(yīng)用最廣泛的合金滲碳鋼，用于制造汽車的變速齒輪、軸、發(fā)動機(jī)凸輪、活塞銷等零件。常用的碳素鋼2022/12/18四、汽車常用金屬材料（1）合金滲碳鋼522022/12/20四、汽車常用金屬材料（2）合金調(diào)質(zhì)鋼合金調(diào)質(zhì)鋼是在中碳鋼的基礎(chǔ)上加入一些合金元素，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后使用的鋼。含碳量為0.3%~0.6%的中碳鋼，主要合金元素有Cr、Ni、Mn、Si等。具有高韌性、高塑性及相當(dāng)高的強(qiáng)度，用于制造在重載荷下、受力復(fù)雜、要求綜合力學(xué)性能的重要零件。40Cr、40MnB是常用的合金調(diào)質(zhì)鋼，與碳素調(diào)質(zhì)鋼40、45相比具有較高的淬透性和綜合機(jī)械性能，常用于制造較重要的調(diào)質(zhì)件和表面淬火件，如汽車連桿、連桿螺栓、搖臂軸、進(jìn)氣閥、凸輪及汽車半軸等；又如40CrNi、37CrNi3鋼具有很高的淬透性和高的強(qiáng)度、韌性、塑性，適用于大截面、承受大載荷的重要結(jié)構(gòu)件，常用于制造曲軸、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸等。常用的碳素鋼2022/12/18四、汽車常用金屬材料（2）合金調(diào)質(zhì)鋼532022/12/20四、汽車常用金屬材料（3）合金彈簧鋼適用于做彈簧的合金結(jié)構(gòu)鋼稱為合金彈簧鋼。常用合金彈簧鋼中，65Mn、55Si2Mn、60Si2Mn用于制造截面大于25mm的各種螺旋彈簧和鋼板彈簧；55CrMnA、60CrMnA用于制造截面小于50mm的各種螺旋彈簧和鋼板彈簧。常用的碳素鋼圖2-16合金結(jié)構(gòu)鋼的應(yīng)用舉例2022/12/18四、汽車常用金屬材料（3）合金彈簧鋼542022/12/20四、汽車常用金屬材料3）合金工具鋼合金工具鋼是在碳素素工具鋼的基礎(chǔ)上加入合金元素（Si、Mn、Cr、V、Mo等）制成的。合金元素的加入改善了熱處理件能，因而提高了材料的熱硬性、耐磨性。合金工具鋼常用來制造各種量具、模具和切削刀具，也可對應(yīng)地分為量具鋼、模具鋼和刃具鋼，其化學(xué)成分、性能和組織結(jié)構(gòu)也不同。合金工具鋼的牌號和合金結(jié)構(gòu)鋼的區(qū)別僅在于含碳量的表示方法，它用一位數(shù)字表示平均含碳量的千分?jǐn)?shù)，當(dāng)含碳量≥1%時，則不予標(biāo)出。例如5CrMnMO為合金工具鋼，平均含碳量為0.5%（5/1000），含鉻、錳、鉬均小于1.5%。Cr12MOV為合金工具鋼，平均含碳量大于1.0%，含量鉻為（11.5%~12.5%），含鉬、釩均小于1.5%。刃具鋼又分低合金刃具鋼和高速鋼。低合金刃具鋼主要是含鉻的鋼，而高速鋼是一種含鎢、鉻、釩等合金元素較多的鋼。高速鋼有很高的熱硬性，當(dāng)切削溫度高達(dá)600℃左右時，其硬度仍無明顯下降。此外，它還具有足夠的強(qiáng)度、韌性和耐磨性，所以它是重要的切削刀具材料。常用的高速鋼有W18Cr4V、9W18Cr4V。常用的碳素鋼2022/12/18四、汽車常用金屬材料3）合金工具鋼552022/12/20四、汽車常用金屬材料4）滾動軸承鋼滾動軸承鋼是用來制造各種滾動軸承的專用鋼，是一種含碳量為0.95%~1.10%，含鉻量為（0.40%~1.65%）的高碳低鉻鋼。尺寸較大的軸承還可以采用加錳、硅的高淬透性軸承鋼。滾動軸承鋼一般具有足夠高的抗壓強(qiáng)度、很高的疲勞強(qiáng)度、高的硬度和耐磨性、一定的韌性、耐蝕性及尺寸穩(wěn)定性。滾動軸承鋼的常用熱處理為球化退火十淬火十低溫回火。球化退火的目的是獲得粒狀珠光體組織，使鋼的硬度降低，以便切削加工并為淬火作組織準(zhǔn)備。淬火十低溫回火，是為了提高滾動軸承鋼的硬度、強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度。滾動軸承鋼主要用于制造高速運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)械中的滾動軸承零件，如滾珠、滾柱、套圈等，而且還用來制造精密量具和發(fā)動機(jī)的精密偶件。常用滾動軸承鋼的牌號有GCr15、GCr9等。常用的碳素鋼2022/12/18四、汽車常用金屬材料4）滾動軸承鋼562022/12/20四、汽車常用金屬材料5）特殊性能鋼特殊性能鋼的牌號與合金工具鋼的表示方法相同，如2Cr13為不銹鋼，平均含碳量為0.20%，含鉻量約為（12.5%~13.5%）。另外當(dāng)含碳量ωc≤0.03%和ωc≤0.08%時，在鋼號前面分別標(biāo)00和0，例如00Cr18Ni10和0Cr18Ni9等。特殊性能鋼是指具有某些持殊的物理、化學(xué)、力學(xué)性能，因而能在特殊的環(huán)境、工作條件下使用的鋼。常用的特殊性能鋼有不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼。在腐蝕介質(zhì)中具有耐腐蝕性能的鋼稱為不銹鋼。常用的不銹鋼有1Crl3、2Crl3、3Cr13、1Cr17、1Cr18Ni9Ti和0Cr19Ni9Ti等，適用于制造化工設(shè)備、醫(yī)療和食品器械等。常用的碳素鋼2022/12/18四、汽車常用金屬材料5）特殊性能鋼572022/12/20四、汽車常用金屬材料耐熱鋼是指在高溫下不發(fā)生氧化并且有較高強(qiáng)度的鋼。為提高耐蝕性和高溫強(qiáng)度，常加入較多的Cr、Si、A1、Ni等合金元素。耐熱鋼用于制造在高溫條件下工作的零件，如內(nèi)燃機(jī)氣閥、汽輪機(jī)葉片等。在汽車上常用的耐熱鋼是4Cr9Si2、4Cr10Si2Mo等，用于制造發(fā)動機(jī)排氣門等。耐磨鋼常用的一種是高錳鋼，如ZGMnl3，成分特點是高碳、高錳，碳的含量(0.9％~1.3％)、錳的含量（12.5％~13.5％），該鋼切削加工困難，大多鑄造成形。適用于制造在強(qiáng)烈沖擊下工作條件要求耐磨的零件，如鐵路道岔、坦克履帶、挖掘機(jī)鏟齒等。這類零件要求必須具有表面硬度高、耐磨，心部韌性好、強(qiáng)度高的特點。常用的碳素鋼2022/12/18四、汽車常用金屬材料耐熱鋼是582022/12/20四、汽車常用金屬材料3.鑄鋼

鑄鋼可以通過鑄造工藝制作形狀復(fù)雜、難以進(jìn)行鍛造或切削加工成形，且要求較高強(qiáng)度和韌性的零件，如機(jī)油管法蘭、操縱桿接頭等。鑄鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（0.15％~0.6％），碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)過高則塑性差，易產(chǎn)生裂紋等缺陷。鑄鋼牌號首位冠以“ZG”（“鑄鋼”二字漢語拼音字母），在“ZG”后面有兩組數(shù)字，第一組數(shù)字表示該牌號鋼屈服強(qiáng)度最低值，第二組數(shù)字表示其抗拉強(qiáng)度的最低值。如ZG340—640，表示屈服強(qiáng)度不低于340MPa，抗拉強(qiáng)度不低于640MPa的工程用鑄鋼。常用的碳素鋼2022/12/18四、汽車常用金屬材料3.鑄鋼592022/12/20四、汽車常用金屬材料4.鑄鐵1）鑄鐵的分類鑄鐵是含碳量大于2.11%，并且含有硅、錳、硫、磷等雜質(zhì)元素的鐵碳合金。在鑄鐵中，碳可以以滲碳體形式存在，也可以以石墨（用符號G表示）的形式存在。根據(jù)碳的存在形式和鑄鐵中石墨的形態(tài)不同，鑄鐵可以分為下列幾種：（1）白口鑄鐵（2）麻口鑄鐵（3）灰鑄鐵碳主要以片狀石墨形式存在。其斷口呈灰色，固稱灰鑄鐵。它是應(yīng)用最廣泛的一類鑄鐵。（4）可鍛鑄鐵鑄鐵中的碳主要以團(tuán)絮狀石墨形式存在，從而使可鍛鑄鐵具有較高的韌性和塑性。（5）球墨鑄鐵鑄鐵中的碳主要以球狀石墨形式存在，因而球墨鑄鐵具有更高的機(jī)械性能，并且可采用熱處理強(qiáng)化，使其機(jī)械性能進(jìn)一步提高。鑄鐵2022/12/18四、汽車常用金屬材料4.鑄鐵鑄602022/12/20四、汽車常用金屬材料2）常用鑄鐵的牌號、性能及用途（1）灰鑄鐵灰鑄鐵的組織由金屬基體和片狀石墨組成，可以認(rèn)為，鑄鐵是在鋼的基體上分布著一些片狀石墨?；诣T鐵常用于受力不大、沖擊載荷小、需要減振或耐磨的各種零件．如機(jī)床床身、機(jī)座、箱體、閥體等。灰鑄鐵是生產(chǎn)中使用最多的鑄鐵?；诣T鐵的牌號由“灰鐵”兩字的漢語拼音字母字頭“HT”及后面一組數(shù)字組成，數(shù)字表示其最低的抗拉強(qiáng)度。如HT250，表示是最小抗拉強(qiáng)度為250MPa的灰鑄鐵。HT200適用于承受大載荷的重要零件，如汽車的氣缸體、氣缸蓋、剎車輪等，HT300、HT350適用于承受高載荷、要求耐磨和高氣密性的重要零件，如大型發(fā)動機(jī)的氣缸體、氣缸蓋、氣缸套、油缸、泵體、閥體等。鑄鐵2022/12/18四、汽車常用金屬材料2）常用鑄鐵的牌號、612022/12/20四、汽車常用金屬材料（2）可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵是塑性和韌性遠(yuǎn)比灰鑄鐵高的鑄鐵，又稱瑪鋼或馬鐵，其實并非可以鍛造。我國常用的可鍛鑄鐵有黑心可鍛鑄鐵和珠光體可鍛鑄鐵。1）黑心可鍛鑄鐵有“可、鐵、黑”三字的漢語拼音字頭“KTH”表示；如KTH300—06，表示最低抗拉強(qiáng)度為300MPa，最小伸長率為6％的黑心可鍛鑄鐵。黑心可鍛鑄鐵具有的一定的強(qiáng)度及較高的塑性和韌性，可以制造承受沖擊和振動的零件，如電機(jī)機(jī)殼、汽車后橋殼、差速器殼、減速器殼等。2）珠光體可鍛鑄鐵用“可、鐵、珠”三字的漢語拼音字頭“KTZ”表示，后面兩組數(shù)字分別代表最抵抗拉強(qiáng)度和伸長率數(shù)值；KTZ450—06表示最低抗拉強(qiáng)度為450MPa，最小伸長率為6％的珠光體可鍛鑄鐵。珠光體可鍛鑄鐵具有較高的強(qiáng)度和硬度，良好的耐磨性，但塑性、韌性不如前者，一般用來制造承受高載荷、耐磨損和一定沖擊的零件。如制造小型曲軸、連桿、輪軸、齒輪、搖臂等。鑄鐵2022/12/18四、汽車常用金屬材料（2）可鍛鑄鐵622022/12/20四、汽車常用金屬材料3）球墨鑄鐵鐵水經(jīng)球化處理而使石墨大部或全部呈球狀的鑄鐵，稱球墨鑄鐵。球墨鑄鐵的牌號是由“球鐵”兩字的漢語拼音字頭及兩組數(shù)字組成，第一組數(shù)字表示最低的抗拉強(qiáng)度值，第二組數(shù)字表示最低的伸長率值。如QT400-15，表示最低抗拉強(qiáng)度為400MPa，最小伸長率為15％的球墨鑄鐵。球墨鑄鐵的組織由基體和球狀石墨組成，其基體可分為鐵素體基體、珠光體基體、及鐵素體十珠光體基體三種。由于球墨鑄鐵中的石墨呈球狀，其割裂基體的作用減小，可以充分發(fā)揮基體的性能，所以，它的強(qiáng)度和塑性已超過灰鑄鐵和可鍛鑄鐵，甚至還超過某些低碳鋼，接近鑄鋼。但球墨鑄鐵仍具有和灰鑄鐵相同的鑄造性、減振性、耐磨性及切削加工性等優(yōu)點。鑄鐵2022/12/18四、汽車常用金屬材料3）球墨鑄鐵632022/12/20四、汽車常用金屬材料引入：有色金屬因具有質(zhì)輕、導(dǎo)電性好等鋼鐵材料所不及的特性，在現(xiàn)代汽車上的用量呈逐年增加的趨勢。例如，鋁合金材料具有密度低、強(qiáng)度高和耐腐蝕性好的特性，在轎車的輕量化中占舉足輕重的地位。據(jù)統(tǒng)計，近十年來，轎車上的鋁及鋁合金用量已從占汽車總量的5%左右上升至10%左右。此外，采用新型鎂合金制造的凸輪軸蓋、制動器等零件，可以減輕質(zhì)量和降低噪音。在轎車制造行業(yè)，采用鋁、鎂、鈦等輕金屬替代鋼鐵材料減輕自重，是轎車輕量化的一個重要手段。有色金屬材料2有色金屬材料2022/12/18四、汽車常用金屬材料有色金屬材料2642022/12/20四、汽車常用金屬材料1.銅及銅合金1）純銅純銅呈紫紅色，故又稱紫銅。密度8.9g/cm3，熔點1083℃。純銅的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性僅次于金和銀，是最常用的導(dǎo)電、導(dǎo)熱材料。它的塑性非常好且無低溫脆性，易于冷、熱壓力加工，在大氣及淡水中有良好的抗蝕性能。純銅的牌號有T1、T2、T3三種。T為“銅”字拼音字頭，編號越大，純度越低。無氧銅，其含氧量極低，代號為TU1、TU2。在機(jī)械中主要應(yīng)用紫銅的導(dǎo)熱性、塑性及耐蝕性。用它制造發(fā)動機(jī)的輸油管、缸頭墊、火花塞墊等。紫銅或其它型材經(jīng)反復(fù)彎曲、錘擊或其他冷加工后，會顯著硬化。為使之恢復(fù)塑性，需進(jìn)行退火。對已經(jīng)發(fā)硬了的紫銅管欲使之軟化，可用噴燈加熱到發(fā)紅并立即水冷。有色金屬材料2022/12/18四、汽車常用金屬材料1.銅及銅合金652022/12/20四、汽車常用金屬材料2）銅合金工業(yè)上廣泛采用的銅合金可分為黃銅、青銅和白銅三類。普通機(jī)械制造中，應(yīng)用較廣的是黃銅和青銅。（1）黃銅：黃銅是以鋅為主要添加元素的銅合金，具有良好的力學(xué)性能，易于加工成形，并且對大氣、海水、淡水、蒸汽有相當(dāng)高的抗蝕能力。按合金元素種類可把黃銅分為普通黃銅和特殊黃銅。黃銅在轎車上用作轉(zhuǎn)向節(jié)襯套、鋼板彈簧襯套、抽套等耐磨件，也可用作散熱器冷凝器、冷卻管，還可用作裝飾件、供水排水管、油管接頭、制動三通接頭、墊片和墊圈。①普通黃銅：普通黃銅是銅和鋅的合金。其組織和力學(xué)性能，隨含鋅量而變化。黃銅具有極高的塑性、鑄造性能、耐蝕性和良好的冷、熱加工性。普通黃銅的牌號用“黃”字漢語拼音字母的字頭“H”加數(shù)字組成，數(shù)字表示平均含銅量的百分?jǐn)?shù)，例如H62表示含銅量為62%，含鋅為38%的普通黃銅。②特殊黃銅：在普通黃銅中加入其它的合金元素所組成的合金，稱為特殊黃銅。常加入的合金元素有錫、硅、錳、鉛和鋁等，分別稱為錫黃銅、硅黃銅、錳黃銅等。有色金屬材料2022/12/18四、汽車常用金屬材料2）銅合金662022/12/20四、汽車常用金屬材料（2）青銅：除黃銅和白銅（銅和鎳的合金）外，所有的銅基合金都稱為青銅。青銅又可以分為錫青銅和特殊青銅（無錫青銅）。①錫青銅：以錫為主要合金元素的銅合金稱為錫青銅。錫的含量一般為（3%~14%）。②特殊青銅：指不含錫的青銅。常見的有鋁青銅、錳青銅、硅青銅和鉛青銅。壓力加工青銅的牌號表示方法是：Q（“青”字的漢語拼音字母字頭）、主加元素符號和及其平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)百分?jǐn)?shù)、其元素平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)百分?jǐn)?shù)組成。例如QSn4-3表示含錫4%、含鋅3%，其余為銅的錫青銅。鑄造青銅的牌號由Z（“鑄”字的漢語拼音字母字頭）、銅及合金元素符號和合金元素平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)百分?jǐn)?shù)組成，如ZCuSn10Zn2。有色金屬材料2022/12/18四、汽車常用金屬材料（2）青銅：除黃銅和672022/12/20四、汽車常用金屬材料2.鋁及鋁合金1）純鋁純鋁是銀白色的金屬，密度小（2.7g/cm3），導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性僅次于銅、銀、金而居第四位。強(qiáng)度低σb≈80MPa，塑性很高（δ=50%、ψ=80%），可以冷熱變形加工，具有良好的抗大氣腐蝕能力。但其強(qiáng)度和硬度均低，因此用于制作電線、電纜、耐蝕器皿和生活用具以及配制各種鋁合金。我國工業(yè)純鋁的牌號是用其純度來編號的，如L1、L2、L3等，L為“鋁”字的拼音字首，編號數(shù)字越大，純度越低。如L1（一號鋁）的含鋁量為99.7%，雜質(zhì)總量不大于0.3%，L4（四號鋁）的含鋁量為99.4%，雜質(zhì)總量不大于0.7%。2）鋁合金即以鋁為基的合金，強(qiáng)度高于純鋁，用于制作承受載荷的結(jié)構(gòu)零件，加入一定量的合金元素，可得到強(qiáng)度較高、耐蝕性較好的鋁合金。根據(jù)其成分和工藝的特點，鋁合金分形變鋁合金（或稱壓力加工鋁合金）和鑄造鋁合金兩類。有色金屬材料2022/12/18四、汽車常用金屬材料2.鋁及鋁合金682022/12/20四、汽車常用金屬材料（1）形變鋁合金：適宜于壓力加工的鋁合金稱為形變鋁合金。形變鋁合金具有較高的強(qiáng)度和良好的塑性，可以通過壓力加工制成各種半成品，也可以焊接，它主要用于承受中等載荷或高載荷的構(gòu)件，在飛機(jī)上應(yīng)用較廣，如飛機(jī)大梁、起落架等。常用的形變鋁合金有防銹鋁合金（LF+順序號），硬鋁合金（LY+順序號），超硬鋁合金（LC+順序號）及鍛鋁合金（LD+順序號）等，牌號表示方法見GB／T16474—1996。此類鋁合金在汽車中應(yīng)用不多。有色金屬材料2022/12/18四、汽車常用金屬材料（1）形變鋁合金：692022/12/20四、汽車常用金屬材料（2）鑄造鋁合金：按主加合金元素的不同，可分為鋁硅合金、鋁銅合金、鋁鎂合金及鋁鋅合金等。鋁硅合金常用來制造發(fā)動機(jī)活塞、汽缸體、水冷的汽缸頭、汽缸套等。鑄造鋁合金的代號用漢語拼音字母“ZL”（鑄鋁）與三個數(shù)字組成，ZL后面第一個數(shù)字表示合金類別，1表示鋁硅合金，2、3、4分別表示鋁銅、鋁鎂、鋁鋅合金，ZL后第二、三位數(shù)字表示順序號。如代號為ZL101鑄造鋁合金相應(yīng)的牌號為ZAlSi7Mg，代號ZL201鑄造鋁合金相應(yīng)的牌號為ZAlCu5Mn。轎車上應(yīng)用的鋁合金以鑄鋁為主。有色金屬材料2022/12/18四、汽車常用金屬材料（2）鑄造鋁合金：按702022/12/20四、汽車常用金屬材料3.軸承合金汽車中有滑動軸承，如發(fā)動機(jī)的主軸承、曲柄銷軸承、活塞銷軸承以及搖臂軸承等。在滑動軸承中，用來制造軸瓦內(nèi)襯的合金，稱為軸承合金，如圖2-20所示。常用的滑動軸承合金主要有錫基軸承合金（如ZSnSb12Pb10Cu4、ZSnSb8Cu4）、鉛基軸承合金（如ZPbSb15Sn10、ZPbSb10Sn6）、銅基軸承合金（如ZCuPb30、ZCuSn10P1）等。錫基和鉛基軸承合金又稱為巴氏合金，是應(yīng)用廣泛的軸承合金。有色金屬材料圖2-18軸承合金2022/12/18四、汽車常用金屬材料3.軸承合金712022/12/20五、汽車常用非金屬材料案例引入：試通過汽車的認(rèn)識實習(xí)，按非金屬材料的分類方法，對汽車上采用非金屬材料的結(jié)構(gòu)零件進(jìn)行列表整理，比較它們的特點。在采用非金屬材料的汽車結(jié)構(gòu)件中，以塑料最為廣泛，在損失評估中，損傷的結(jié)構(gòu)件修復(fù)還是更換的基本原則是什么？2022/12/18五、汽車常用非金屬材料案例引入：試通過汽722022/12/20五、汽車常用非金屬材料除工程上常用的非金屬材料包括有機(jī)高分子材料、陶瓷材料和復(fù)合材料。1）高分子材料（即分子量特別大的有機(jī)化合物）包括塑料、橡膠等；2）陶瓷材料包括陶瓷、玻璃等；3）復(fù)合材料包括金屬和金屬之間、非金屬和金屬之間、非金屬和非金屬之間的復(fù)合材料，但工程用復(fù)合材料大多以非金屬復(fù)合材料為主。高分子材料、陶瓷材料和金屬材料并稱為三大工程材料。有色金屬材料2022/12/18五、汽車常用非金屬材料除工程上常用的非金732022/12/20五、汽車常用非金屬材料1.塑料的組成塑料是一天然或合成的高分子化合物（樹脂）為主要原料，并加入某些添加劑而制成的高分子材料。塑料在一定的溫度和壓力下，能塑造出各種形狀的制品。它具有質(zhì)量輕、耐磨、吸振、耐腐蝕、絕緣、可以著色、易于加工成形等優(yōu)點，因而得到了廣泛應(yīng)用。塑料1塑料2.塑料的分類1）按塑料的用途分，可分為通用塑料和工程塑料2）工程塑料可分為熱固性塑料和熱塑性塑料兩大類。2022/12/18五、汽車常用非金屬材料塑料1塑料2742022/12/20五、汽車常用非金屬材料3．塑料在汽車上的應(yīng)用塑料在汽車上的應(yīng)用越來越多，常用做內(nèi)、外裝飾件，結(jié)構(gòu)零件和功能件等。目前，塑料在轎車上的用量約占全車重量的9%左右。圖2-19為ABS材料應(yīng)用與汽車儀表板。塑料圖2-219ABS制作的汽車儀表板2022/12/18五、汽車常用非金屬材料3．塑料在汽車上的752022/12/20五、汽車常用非金屬材料常用汽車塑料的名稱及應(yīng)用

表2-2符號化學(xué)名稱應(yīng)用舉例屬性AAS丙烯腈-苯乙烯——熱塑性ABS丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物車身板、儀表板、護(hù)柵、大燈外罩熱塑性ABS/MAT玻璃纖維強(qiáng)化硬質(zhì)丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物車身板熱固性ABS/PVC丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物/聚氯乙烯——熱塑性EP環(huán)氧樹脂玻璃鋼車身板熱固性EPDM乙烯-丙烯二烯共聚物保險杠沖擊條、車身板熱固性PA聚酰胺外部裝飾板熱固性PC聚酰酸脂護(hù)柵、儀表板、燈罩熱塑性PPO聚苯撐氧鍍鉻塑料件、護(hù)柵、儀表前板、大燈外罩、裝飾件熱固性PE聚乙烯內(nèi)翼子板、內(nèi)襯板、阻流板熱塑性PP聚丙烯內(nèi)飾件、內(nèi)襯板、內(nèi)翼子板、散熱器擋風(fēng)簾、儀表板、保險杠、面罩熱塑性塑料2022/12/18五、汽車常用非金屬材料常用汽車塑料的名稱762022/12/20五、汽車常用非金屬材料PS聚苯乙烯——熱塑性PUR聚氨脂保險杠面罩、前后車身板、填板熱固性TPUP熱塑性聚氨脂保險杠面罩、防石板、填板、軟質(zhì)儀表前板熱塑性PVC聚氯乙烯內(nèi)襯板、軟質(zhì)填板熱塑性RIM反應(yīng)注模聚氨脂保險杠面罩熱固性RRIM強(qiáng)化反應(yīng)注模聚氨脂外車身板熱固性SAN苯乙烯-苯烯腈內(nèi)襯板熱固性TPR熱塑橡膠帷幔板熱固性UP聚酯玻璃鋼車身板熱固性塑料2022/12/18五、汽車常用非金屬材料PS聚苯乙烯——熱772022/12/20五、汽車常用非金屬材料橡膠屬于粘彈性高分子材料，具有彈性模量低、彈性極限高、耐疲勞、易硫化粘接等性能；有些膠種還具有耐油、耐化學(xué)介質(zhì)、氣密性好及耐高地溫等性能。汽車上橡膠零件約有300多種，橡膠制品分布于汽車發(fā)動機(jī)及其附件、傳動、轉(zhuǎn)向、懸架、制動、電氣儀表及車身等系統(tǒng)內(nèi)，廣泛用做密封、減振、膠管、傳動帶與輪胎。1．橡膠的組成和分類橡膠是以生橡膠為主要原料，加入各種適量的配合劑制成的。生橡膠簡稱生膠，它是橡膠的主要原料。按其來源不同，可分為天然橡膠和合成橡膠兩大類。橡膠2橡膠2022/12/18五、汽車常用非金屬材料橡膠屬于粘彈性高分782022/12/20五、汽車常用非金屬材料1）天然橡膠：天然橡膠是指以天然橡膠為生膠組成的橡膠材料。屬于通用橡膠，它具有優(yōu)良的彈性，較高的強(qiáng)度和優(yōu)異的抗疲勞性、耐磨性、防水性、絕熱性與電絕緣性以及良好的加工性能。2）合成橡膠：合成橡膠，是指以石油、天然氣和煤等為原料，通過化學(xué)合成的方法制成與天然橡膠性質(zhì)相似的高分子材料。合成橡膠的原料來源豐富，成本低廉，其品種和數(shù)量較多，產(chǎn)量已超出天然橡膠。按其性能和用途不同，可分為通用橡膠和特種橡膠兩大類。橡膠2022/12/18五、汽車常用非金屬材料1）天然橡膠：天然792022/12/20五、汽車常用非金屬材料2．橡膠的主要特性橡膠和其它材料相比較，其主要特性有以下幾點：（1）極高的彈性。例如，橡膠制成的汽車輪胎在汽車行使時，能承受強(qiáng)烈的彎曲變形，并能緩沖減振。（2）良好的熱可塑性。（3）良好的黏著性。（4）良好的絕緣性。

橡膠2022/12/18五、汽車常用非金屬材料2．橡膠的主要特性802022/12/20五、汽車常用非金屬材料3．橡膠在汽車上的應(yīng)用橡膠是在汽車上得到大量應(yīng)用的一種重要材料，它是其他材料所無法替代的?，F(xiàn)代轎車中橡膠的用量約占轎車總質(zhì)量的3%~6%，其中用量最大的是輪胎，約占轎車中橡膠件總質(zhì)量的70%。橡膠在汽車上除了用于制造輪胎外，還可用于制造各種膠管、膠帶、減振件和密封件等。常用橡膠的主要特性及其在汽車上的應(yīng)用見拓展知識，如表2-3所示。橡膠2022/12/18五、汽車常用非金屬材料3．橡膠在汽車上的812022/12/20

常用橡膠的主要特性及其在汽車上應(yīng)用

表2-32022/12/18常用橡膠的主要822022/12/20五、汽車常用非金屬材料玻璃是由二氧化硅和各種金屬氧化物組成的無機(jī)化合物，它是由石英等硅酸鹽礦物材料經(jīng)過配料、熔制而成的。玻璃在汽車上主要用于車窗、擋風(fēng)玻璃等，轎車上玻璃的使用量約占轎車總質(zhì)量的3%。常用的玻璃主要有普通平板玻璃、鋼化玻璃和夾層玻璃等。普通平板玻璃強(qiáng)度低，破碎后容易傷人，不易作為汽車用玻璃。汽車用玻璃皆采用鋼化玻璃、夾層玻璃等安全玻璃。玻璃3玻璃2022/12/18五、汽車常用非金屬材料玻璃3玻璃832022/12/20五、汽車常用非金屬材料1．鋼化玻璃鋼化玻璃是由普通玻璃經(jīng)一定的熱處理后制成的。鋼化玻璃的抗彎強(qiáng)度高，沖擊韌性較高，而且在受到?jīng)_撞時，一旦沖撞點處的玻璃破碎，整個玻璃就像雪崩般破碎，形成不鋒利的顆粒碎片，這樣對人體的傷害大為減小，同時也可避免人體沖撞到玻璃。2．夾層玻璃夾層玻璃又稱為安全玻璃，它是將兩片以上的平板類玻璃用聚乙烯醇縮丁醛塑料襯片粘合合成，具有較高的強(qiáng)度，同時由于具有夾層安全膜，玻璃受沖撞破碎后呈輻射狀碎裂，但仍能粘連在安全膜上。這樣既避免了玻璃碎片脫落傷人，又能抑制對乘客頭部的沖撞，具有很高的安全性。夾層玻璃屬于高級的安全玻璃，常用于汽車的前窗玻璃。

玻璃分類2022/12/18五、汽車常用非金屬材料1．鋼化玻璃842022/12/20五、汽車常用非金屬材料陶瓷是以天然或合成的化合物為原料，經(jīng)原料處理、成形、干燥、燒結(jié)而成的一種無機(jī)非金屬材料。陶瓷材料具有耐高溫、耐腐蝕性、耐磨性好，抗壓強(qiáng)度高等特點。目前它在汽車上得到了越來越多的應(yīng)用。在汽車應(yīng)用的陶瓷材料主要有普通陶瓷、工程陶瓷和功能陶瓷。1．普通陶瓷普通陶瓷是用黏土、石英或長石等天然硅酸鹽材料（含SiO2的化合物）為原料，經(jīng)過配制、燒結(jié)而制成的。這類陶瓷質(zhì)地堅硬，耐腐蝕性好，不導(dǎo)電，易于加工成形，是應(yīng)用廣泛的傳統(tǒng)材料，汽車發(fā)動機(jī)的火花塞就是由普通陶瓷制成的。

陶瓷分類4陶瓷2022/12/18五、汽車常用非金屬材料陶瓷分類4陶852022/12/20五、汽車常用非金屬材料2．工程陶瓷工程陶瓷，是指具有優(yōu)良的物理、化學(xué)和機(jī)械性能的餓陶瓷。它是以氧化鋁、氧化硅、碳化硅或氧化硼等化合物為原料經(jīng)過配制、燒結(jié)而成的。工程陶瓷作為一種新型的高強(qiáng)度、高硬度、高耐熱性、高耐磨性和高耐腐蝕性材料，是近年來大力開發(fā)研究的課題，它在汽車上也具有十分廣闊的應(yīng)用前景。目前工程陶瓷已應(yīng)用于燃?xì)鉁u輪機(jī)零件、柴油機(jī)噴嘴、氣門零件和活塞等。3．功能陶瓷功能陶瓷，是指一些具有特殊的介電性、壓電性、導(dǎo)電性、透氣性和磁性等性能的陶瓷材料。它在汽車上主要用于各種電子設(shè)備的傳感器、導(dǎo)電材料和顯示元件等。

陶瓷分類2022/12/18五、汽車常用非金屬材料2．工程陶瓷862022/12/20復(fù)合材料是新發(fā)展起來的一種工程材料，它是二種或二種以上性質(zhì)不同的金屬材料或非金屬材料通過人工復(fù)合而制成的。復(fù)合材料主要應(yīng)用在航空、航天工業(yè)中，近年來，隨著汽車輕量化和高性能的發(fā)展趨勢，在汽車上的應(yīng)用開始日益增多。復(fù)合材料是由基體材料和增強(qiáng)材料兩部分組成的?；w材料主要有合成樹脂、橡膠、陶瓷、石墨和有色金屬等；增強(qiáng)材料主要有玻璃纖維、碳纖維等。復(fù)合材料兼有各種組成材料的性能，同時又具有新的特性。復(fù)合材料種類，按基體類型可分為高分子基、陶瓷基、金屬基復(fù)合材料；按增強(qiáng)材料的性質(zhì)和形態(tài)也可分為纖維、層狀、顆粒狀增強(qiáng)復(fù)合材料。五、汽車常用非金屬材料5復(fù)合材料

復(fù)合材料2022/12/18五、汽車常用非金屬材料5復(fù)合材料復(fù)872022/12/20模塊小結(jié)2022/12/18模塊小結(jié)88謝謝觀看！謝謝觀看！892022/12/202022/12/202022/12/20汽車機(jī)械基礎(chǔ)2022/12/182022/12/182022/12/1890

模塊二汽車常用工程材料模塊二汽車常用工程材料91汽車零件材料性能分析晶體結(jié)構(gòu)與鐵碳合金相圖鋼的熱處理汽車常用金屬材料汽車常用非金屬材料一二三四五六模塊小結(jié)汽車零件材料性能分析晶體結(jié)構(gòu)與鐵碳合金相圖鋼的熱處理汽車常用922022/12/20學(xué)習(xí)目標(biāo)1．了解材料的性能、金屬晶體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)知識及鐵碳合金相圖的含義及應(yīng)用；了解常用熱處理方法及對金屬材料的影響；了解材料的分類；2．熟悉典型金屬材料、非金屬材料的牌號與性能；3．掌握典型非金屬材料與金屬材料在汽車上的應(yīng)用。1．能利用材料的性能指標(biāo)，合理評價零件；2．能根據(jù)金屬晶體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)知識分析并解決相關(guān)工程實踐問題；3．能使用儀器測定金屬的強(qiáng)度、硬度；4．能識別典型的金屬材料與非金屬材料及在汽車上的選用。知識目標(biāo)能力目標(biāo)2022/12/18學(xué)習(xí)目標(biāo)知識目標(biāo)能力目標(biāo)932022/12/20汽車工程材料是汽車制造、使用以及維修中常用的材料，是材料科學(xué)的一個分支。目前，汽車正朝著高速、經(jīng)濟(jì)、舒適、安全、環(huán)保的方向發(fā)展，特別是近年來人們對環(huán)保的高度重視，對汽車工程材料提出了更高的要求，因而在汽車產(chǎn)品設(shè)計及其制造與維修過程中，材料的選用問題將日趨突出。這使汽車工業(yè)的發(fā)展與材料學(xué)科之間的關(guān)系更為緊密。汽車工業(yè)已是世界各國的支柱產(chǎn)業(yè)之一，在汽車制造工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的仍是金屬材料，約占總質(zhì)量的70%~90%。在我國，汽車工業(yè)所用的鋼鐵材料占鋼鐵年產(chǎn)量的10%左右。金屬材料之所以獲得廣泛的使用，是因為金屬材料不僅來源豐富，而且具有耐用性好、工藝性好等優(yōu)點。金屬材料還可以通過不同成分配置、不同的加工和熱處理方法來改變組織與性能，以擴(kuò)大其使用范圍。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，高性能金屬材料和高性能非金屬材料在汽車上的應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大。一、汽車零件材料性能分析2022/12/18