汽车机械基础（第2版）教学课件作者黄勇6.ppt

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1、第六章汽车常用材料第一节金属材料的主要性能第二节碳钢及合金钢第三节钢的热处理第四节汽车钣金常用金属材料第五节其他非金属材料第一节金属材料的主要性能金属材料的使用性能和工艺性能是指其在不同情况下性能的体现，使用性能是反映金属材料在使用过程中所表现出来的特性，包括机械性能、物理性能和其他性能。工艺性能则反映金属材料在加工制造过程中所表现出来的特性，如冲压性能、铸造性能、焊接性能、切削加工性能、热处理性能等。只有了解了金属材料的各种性能，才能在加工饭金制品和汽车车身维修时既正确，又经济合理地选择和使用金属材料，达到提高维修质量、降低成本的目的。下一页返回第一节金

2、属材料的主要性能一、金属材料的机械性能在饭金成型过程中，要采取各种工艺方法(如弯曲、压延、拉仲等)，使板料变成所需的形状。对板料施加外力的作用时，金属板料对外力的作用表现出来一定的抵抗，称为金属材料的机械性能。不同的金属材料的机械性能不同，因此在饭金成型过程中，金属的工艺成型性能也不一样。经常用弹性、塑性、屈服强度、抗拉强度等来反映金属的性能。金属的性能，主要由金属的结构决定。上一页下一页返回第一节金属材料的主要性能(一)金属的晶体结构金属由原子按一定几何形状有规律的排列构成。不同的金属其原子有不同的排列方式，这种排列方式称为金属的晶体结构。金属的晶体结构

3、是影响金属性能的最重要的因素。实际金属晶体中各原子都是紧密地堆积在一起的，如图6-1(a)所示。但在研究晶体结构时，为了便于分析各种晶体中原子排列的规律，可以用假想的线条将各原子的中心连接起来，使之构成一个空间格子，如图6-1(b)所示。各连接的交点称为“结点”，原子都位于该假想空间格子的结点上，这种描述原子在晶体中排列形式的几何空间格架称为结晶格子，简称“晶格”上一页下一页返回第一节金属材料的主要性能上一页下一页返回为了说明晶体中原子排列的规律性，从其晶格中取出一个能完全代表晶格的最小几何单元来表达原子排列形式的特征，这种最基本的单元称为“晶胞”，如图6

4、-1(c)所示。晶胞的大小以及其各边的尺寸a,b,c，称为“晶格常数”，一般用m为单位来度量，晶胞间的夹角分别用α、β和γ表示。各种晶体物质表现出各不相同的机械性能和物理性能，除了原子本身的特性不同外，主要是由于晶体结构形式及晶格常数不同。金属元素的晶格类型有多种，一般常见的有三种:体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格。这三种晶格的立方图形，如图6-2所示。第一节金属材料的主要性能体心晶格的结构是一个立方体，在立方晶格的8个结点上各有1个原子，在立方体的中心还有1个原子[图6-2(a)];面心晶格在立方晶格的8个结点上各有1个原子外，在6个面的中心也各

5、有i个原子[图6-2(b)];密排六方晶格除在六棱柱上下两面的几个结点和上下两面的中心有1个原子外，在六棱柱中心处还有3个原子[图6-2(c)].在晶体内部，如果晶格位向是完全一致的，则这种晶体称为单晶体，单晶体金属的性能是各向异性的。但实际上金属是由许多不同位向的单个晶体所组成的多晶体，在多晶体中各单个晶体的各向异性互相抵消，使其在各方向的性能基本一致。上一页下一页返回第一节金属材料的主要性能上一页下一页返回(二)弹性金属材料受外力作用时发生变形，当外力去掉后，能完全恢复原来形状的性能，称为弹性。这种能完全恢复的变形量愈大，说明材料的弹性愈好。在弹性变形

6、范围内，外力和变形成正比，如图6-3所示，在材料拉仲曲线上是一直线段。材料弹性大小，用材料在外力作用下产生弹性变形时所能承受的最大应力、来表示，、称为弹性极限(单位为MPa)。其计算式为(6-1)第一节金属材料的主要性能上一页下一页返回式中Pe—弹性极限的负荷，N;F0—拉伸试棒件的横截面积，mm²。(6-2)材料的弹性是从弹性极限大小及弹N}变形量大小两个方面来衡量的。材料在弹性变形范围内，外力与变形量之比为比例常数.巾称弹性系数.常用E夹表示式中—图6-3中Oe与OD的夹角。第一节金属材料的主要性能金属在不受外力作用时，金属晶格原子处于平衡状态[图6-

7、4(a)]。在受到外力作用后，引起原子间距离的改变，造成晶格的畸变[图6-4(b)]时，使晶格中的原子处于不稳定状态。这样就表现为整个晶格的变形。在除去外力后，晶格中的原子因内力的作用，又立即恢复到原来平衡位置，晶格畸变和整个晶体的变形也立即消失。这就是金属弹性变形的实质，这种变形一般是很微小的。上一页下一页返回第一节金属材料的主要性能(三)屈服强度塑性高的材料，在拉伸过程中，当加载到时，外力不增加，而材料变形仍继继续伸长，这种现象为屈服现象。金属材料在外力作用下，开始发生明显的塑性变形时的应力称为屈服强度。用符号表示(单位为MPa)。其计算式为(6-3)

8、式中—屈服时的外力，N—拉仲试棒原始横截面积，mm²。上一页下一页