汽车工程材料第一章材料的性能

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1、汽车工程材料是指用于制造汽车零部件的各种材料钢铁金属材料有色金属及其合金工程塑料合成纤维汽车工程高分子材料合成橡胶材料（按胶粘剂其属性分）涂料非金属材料陶瓷陶瓷材料玻璃非金属基复合材料复合材料金属基复合材料汽车工程材料的选择n汽车制造中要使用各种各样的材料：钢铁、玻璃、塑料、橡胶等。而仅仅对钢材一项而言，就有2000多种不同种类和型号的品种。随着技术的进步，新型材料将会不断面世，面对如此之多材料种类，要制造一部汽车有那么多的零件，应根据什么原则来选择制造某一零件的材料呢？零件选材的原则n使用性能用所选材料制造的零件应满足使用要求n工艺性能用所选材料制造的零件

2、应便于加工n经济性在满足使用性能和工艺性能的前提下，具有较低的成本使用性能与工艺性能表现在哪些方面？由哪些指标来衡量？第一章材料的性能力学性能使用性能物理性能：材料的固有属性化学性能：材料抵抗周围介质侵略的能力材料的性能铸造性能锻造性能工艺性能焊接性能切削加工性能热处理性能•材料的使用性能:决定了材料的使用范围、安全可靠性和使用寿命；•材料的工艺性能:直接影响着零部件的质量；第一节材料的物理性能n材料的物理性能是指材料的固有属性一、密度二、熔点常用金属材料的物三、导热性理性能见表1—1材料的物理四、导电性性能指标五、热膨胀性六、磁性七、色泽n金属材料的物理性

3、能主要有密度、熔点、热膨胀性、导热性、导电性和磁性等。由于机器零件的用途不同，对其物理性能的要求也有所不同。例如，飞机零件常选用密度小的铝、镁、钛合金来制造：设计电机零件时，常要考虑金属材料的导电性等。金属材料的物理性能有时对加工工艺也有一定的影响。例如，高速钢的导热性较差，锻造时应采用低的速度来加热升温，否则容易产生裂纹；而材料的导热性对切削刀具的温升有重大影响。又如，锡基轴承合金、铸铁和铸铁的熔点不同，故所选的熔炼设备、铸型材料等均有很大的不同游戏—材料之最地壳中含量最高的金属元素铝人体中含量最高的金属元素钙目前世界年产量最高的金属铁硬度最高的金属导电性

4、、导热性最好的金属银制造新型高速飞机的重要金属钛铬熔点最高的金属钨熔点最低的金属汞光照下最易产生电流的金属铯第二节材料的化学性能n材料的化学性能是指材料抵抗周围介质侵略的能力一、耐蚀性金属材料二、抗氧化性选材表面涂覆提高耐蚀性的措施表面镀层表面处理表面发黑（蓝）耐蚀性n指材料在常温下抵抗周围介质（氧、水蒸气及其它化学介质）腐蚀破坏的能力n碳钢、铸铁的耐腐蚀性较差；钛及其合金、不锈钢的耐腐蚀性好；铝合金和铜合金有较好的耐腐蚀性。抗氧化性n指材料在高温下抵抗氧化的能力n加入Cr、Si等元素，可提高钢的抗氧化性。如4Cr9Si2可制造内燃机排气阀及加热炉炉底板，料

5、盘等。n金属材料的化学性能主要是指在常温或高温时，抵抗各种活泼介质的化学侵蚀的能力，如耐酸性、耐碱性、抗氧化性等。n对于在腐蚀介质中或在高温下工作的机器零件，由于比在空气中或室温时的腐蚀更为强烈，故在设计这类零件时应特别注意金属材料的化学性能，并采用化学稳定性良好的合金。如化工设备、医疗用具等常采用不锈钢来制造，而内燃机排气阀常选用耐热钢制造。非金属材料的化学性能n耐蚀性n耐热性n化学稳定性n抗老化能力•材料的力学性能：是指材料在外加载荷作用下所表现出来的性能静载荷大小和方向不变或变动很慢的载荷根据载荷冲击载荷以较高速度突然作用于零部件的载荷的性质分交变载荷

6、大小和方向随时间发生周期变化的载荷•载荷压缩载荷拉伸载荷根据载荷扭转载荷的形式分剪切载荷弯曲载荷材料在受到载荷的作用下，发生几n变形何和形状的变化弹性变形材料在受到载荷的作用下，发生变形，载荷卸除后恢复原状的变形变形塑性变形材料在受到载荷的作用下，发生变形，载荷卸除后不能恢复原状的变形，也叫永久变形第三节金属材料的力学性能金属材料的力学性能的优劣是用什么来衡量呢？力学性能指标：用来表征材料力学性能的各种临界值或规定值强度塑性硬度力学性能指标冲击韧性（通过试验测定）疲劳强度蠕变强度断裂韧度一、强度和塑性1.拉伸试验低碳钢为塑性材料FssAFbbA低碳钢

7、的F-△l曲线强度是指材料抵抗塑性变形或断裂的能力低碳钢的σ—ε曲线金属材料受拉伸载荷作用后，其内部会产生一个与拉伸载荷相平衡的抵抗力（内力），此力的大小的拉伸载荷相等，方向相反。金属材料单位面积上的内力称为应力，用σ表示，金属材料的强度就是用应力来度量的。不同材料的σ—ε曲线（P141—5）铸铁、玻璃为脆性材料2.强度指标（1）弹性模量En材料在弹性范围内，应力与应变成正比，其比值E=σ/ε称为弹性模量，单位为MPa。弹性模量E标志着材料抵抗弹性变形的能力，用以表示材料的刚度。E值的大小主要取决于各种材料的本性，一些处理方法（如热处理、冷热加工、合金化等）

8、对它影响很小。n需要注意的是，材料的刚度不等于机件的