汽车材料与金属加工 教学课件 作者 高美兰 第1章 金属的性能.ppt

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1、汽车材料与金属加工Automotive materials and metalprocessing2021年8月4日第1章金属材料性能1.1金属材料的力学性能1.2金属材料的物理性能和化学性能1.3金属材料的工艺性能2021年8月4日典型轿车构造图2021年8月4日1.1金属材料的力学性能1.1.1强度与塑性强度：金属在静载荷作用下，抵抗塑变（永久）和断裂的能力；包括：拉伸、压缩、弯曲、扭转等强度。塑性：金属在静载荷作用下，产生塑性变形而不破坏的能力。静载荷:载荷从0逐渐增加到max测定：拉伸强度和塑性都是通过拉伸试验测定的

2、。2021年8月4日（1）设备（2）试样拉伸试样L0=100㎜D0=10㎜（3）试样材料退火低碳钢铸铁WE-300kN万能材料试验机1.拉伸试验2021年8月4日退火低碳钢拉伸曲线铸铁拉伸曲线1.拉伸试验——（4）拉伸曲线韧性断口脆性断口2021年8月4日弹性变形阶段——（op、pe段）屈服阶段——（es段）强化阶段——（sb段）缩颈阶段——（bk段）退火低碳钢拉伸曲线1.拉伸试验低碳钢拉伸过程中的变形阶段2021年8月4日（1）屈服强度——试样产生屈服现象时的最小应力。ReL=(MPa)脆性材料的屈服强度表示为：Rr0.2

3、（2）抗拉强度——试样被拉断前所承受的最大应力。Rm=(MPa)（3）意义——金属材料的强度越高，则越结实。在承受相同载荷的条件下，零件的尺寸减小，重量减轻，可实现汽车的轻量化——节油、环保。退火低碳钢拉伸曲线2.强度指标铸铁拉伸曲线2021年8月4日（1）断后伸长率——试样拉断后，标距长度的伸长量与原标距长度的百分比，用A表示。A=×100%（2）断面收缩率——试样拉断后，缩颈处横截面积的收缩量与原横截面积的百分比用Z表示。Z=×100%塑性材料：δ＞5%，低碳钢脆性材料：δ＜5%，铸铁、高碳钢3.塑性指标2021年8月4

4、日（3）意义——塑性好的材料A.万一超载，有一定的安全储备，避免突然断裂、安全；B.能通过塑变实现成型加工。汽车车身覆盖件、油箱等大多是采用塑性好的冷轧钢板冲压而成。车身油箱3.塑性指标2021年8月4日表1-1金属材料强度与塑性的新、旧标准名词和符号对照GB/T228.1-2010新标准GB/T228-1987旧标准名称符号名称符号屈服强度Re屈服点σs上屈服强度ReH上屈服点σsU下屈服强度ReL下屈服点σsL规定残余伸长强度Rr，如Rr0.2规定残余伸长应力σr，如σr0.2抗拉强度Rm抗拉强度σb断后伸长率A和A11

5、.3断后伸长率δ5和δ10断面收缩率Z断面收缩率ψ2021年8月4日1.1.2硬度1.布氏硬度……重点2.洛氏硬度……重点3.维氏硬度……了解2021年8月4日试验原理：将直径为D的硬质合金球作为压头，以规定的试验载荷F压入被测金属表面，保持规定时间后卸除载荷，此时在被测金属表面上会留下直径为d的球形压痕。计算压痕单位面积上所受的平均压力，即为该金属布氏硬度值。用符号HBW表示。HBW=读数显微镜表示方法：120HBS/10/3000/30500HBW5/750布氏硬度计1.布氏硬度2021年8月4日特点：压痕面积较大(2.

6、5~6.0㎜)，能反映较大范围内金属的平均性能，测定硬度值较准确、稳定，重复性好。应用：主要用于测定较软材料的硬度。有色金属、低合金结构钢等原材料及结构钢调质件的硬度。但:不适于太薄、太硬的材料。1.布氏硬度2021年8月4日试验原理：用顶角为120°的金刚石圆锥体或直径为1.588㎜的淬火钢球作为压头，先施加初始载荷F0，压入金属表面的深度为h1（图中1—1），然后施加主载荷F1，在总载荷F的作用下，压入金属表面的深度为h2（压头到2—2），待表头指针稳定后，卸除主载荷，由于金属弹性变形的恢复而使压头回升至h3（压头到3—

7、3），压头实际压入金属的深度为h=h3-h1，以压痕深度h值的大小衡量被测金属的硬度。可用符号：HRA、HRB、HRC表示。洛氏硬度计2.洛氏硬度洛氏硬度试验原理示意图2021年8月4日符号压头主载荷㎏fK测量范围应用HRA金刚石5010020～88硬质合金、表面硬化层等HRB淬火钢球9013020～100非铁金属、退火钢、正火钢等HRC金刚石14010020～70调质钢、淬火钢等根据压头和主载荷的不同，分别用2.洛氏硬度2021年8月4日表示方法：60-62HRC特点：压痕小，代表性差，一般测三点取其平均值。应用：测定铜、

8、铝等非铁金属及其合金，硬质合金，表面淬火、渗碳件以及退火、正火和淬火钢件的硬度。2.洛氏硬度2021年8月4日3.维氏硬度维氏硬度试验原理示意图试验原理与布氏硬度相似，其值也用单位面积所受载荷表示区别：压头——两相对面夹角为136°的金刚石四棱锥。压痕——四边形。测量——对角线长度，取其平