汽车材料教学课件作者汪东第7章.ppt

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1、第七章型汽车零件金属材料的选用本章概述第一节零件选材原则第二节汽车零件选材与工艺下一页返回本章概述在汽车工作过程中零件最终都要失效，失效是指零件由于某种原因，导致其尺寸、形状或材料的组织与性能发生变化而不能圆满地完成指定的功能。零件失效可以分为崎变失效、断裂失效、磨损失效及腐蚀失效几类。对于特定的机械零件，依据不同的失效形式(例如弹性失稳引起的失效、过量塑性变形引起的失效、快速断裂引起的失效等)，在进行比较深入的分析后，确定材料及加工工艺。返回第一节零件选材原则汽车零件材料选择的一般原则主要包括以下几个方面。1.使用性原则使用性能主要指零件在使用状态下应

2、具有的力学性能、物理性能和化学性能。对机器零件和工程构件而言主要是机械性能，而对一些特殊条件下工作的零件，则必须根据要求考虑到材料的物理、化学性能。根据使用性能零件选择的步骤如下:.对零件工作条件和失效形式全面分析，确定零件对使用性能的要求;.根据零件的几何形状、尺寸及工作中所承受的载荷，计算出零件中的应力分布;.由工作应力、使用寿命、安全性等，确定要求性能的具体数值;.利用材料手册根据使用性能选材。表7-1所示为常用零件的工作条件和失效形式。下一页返回第一节零件选材原则2.工艺性原则工艺性能表示材料加工的难易程度，材料的工艺性能应满足生产工艺的要求。加

3、工工艺不仅影响零件的成形，还大大影响其最终性能。金属材料加工的工艺路线复杂，变化多。(1)金属材料的一般加工过程(图7-1)金属材料的工艺性能金属材料的工艺性能见表7-2.金属材料的典型工艺路线金属材料根据不同的性能，其工艺路线也不同，主要典型路线有以下几种。上一页下一页返回第一节零件选材原则3.经济性原则必须考虑材料的价格、零件的总成本与国家的资源等，采用便宜的材料，把总成本降至最低，取得最大的经济效益，使产品在市场上具有最强的竞争力。上一页返回第二节汽车零件选材与工艺一、汽车零件用材现状与趋势1.汽车零件用材的选择发动机和传动系统零件这两部分包括的零

4、件很多，其中有大量的齿轮和各种轴，同时还有在高温下工作的零件(进/排气阀、活塞等)，它们的用材都比较重要，目前一般都是根据使用经验来选材。对于不同类型的汽车和不同的生产厂，发动机和传动系统的选材是不相同的。应该根据零件的具体工作条件及实际的失效方式，通过大量的计算和试验选出合适的材料。2.汽车零件用材选择趋势随着能源和原材料供应的日趋短缺，人们对汽车节能降耗的要求越来越高，而减轻自重可提高汽车的重量利用系数，减少材料消耗和燃油消耗，这在资源、能源的节约和经济价值方面具有非常重要的意义。下一页返回第二节汽车零件选材与工艺二、汽车零件所选用的金属材料1.缸体

5、、缸盖和缸套缸体常用的材料有灰铸铁和铝合金两种。缸盖应用导热性好、高温机械强度高、能承受反复热应力、铸造性能良好的材料来制造。目前使用的缸盖材料有两种:一是灰铸铁或合金铸铁，另一种是铝合金。常用缸套材料为耐磨合金铸铁，主要有高磷铸铁、硼铸铁、合金铸铁等。2.活塞、活塞销和活塞环活塞材料一般用20钢或20Cr,20CrMnTi等低碳合金钢。活塞销外表面应进行渗碳或碳氮共渗处理，以满足外表面硬而耐磨，材料内部韧而耐冲击的要求。上一页下一页返回第二节汽车零件选材与工艺3.气门气门材料应选用耐热、耐蚀、耐磨的材料。进气门一般可用40Cr,35CrMo,38CrS

6、i,42Mn2V等合金钢制造，而排气门则要求用高铬耐热钢制造，采用4Cr10Si2Mo。4.连杆连杆材料一般采用45钢、40Cr或者40MnB等调质钢。5.半轴中、小型汽车的半轴一般用45钢、40Cr，而重型汽车用40MnB,40CrNi或40CrMnMo等淬透性较高的合金制造。6.汽车齿轮汽车的重要齿轮都用渗碳、淬火进行强化处理，因此这类齿轮一般都用合金渗碳钢20Cr或20CrMnTi等制造，特别是后者在我国汽车齿轮生产中应用最广。上一页下一页返回第二节汽车零件选材与工艺7.钢板钢板有08,20,25和16Mn等。热轧钢板主要用来制造一些承受一定载荷的

7、结构件，如保险杠、刹车盘、纵梁等。冷轧钢板主要用来制造一些形状复杂，受力不大的机械外壳、驾驶室、轿车的车身等覆盖零件。8.汽车板簧汽车板簧一般选用65Mn,60Si2Mn钢制造。重型载重汽车大截面板簧用SSSiMnMoV,55SiMnMoVNb钢制造。上一页下一页返回第二节汽车零件选材与工艺1.汽车半轴汽车半轴是典型的受扭矩的轴件，但工作应力较大，且受相当大的冲击载荷。最大直径达SOmm左右，用45钢制造时，即使水淬也只能使表面淬透深度为10%半径。为了提高淬透性，并在油中淬火防止变形和开裂，中、小型汽车的半轴一般用40Cr制造，重型车用40CrMnMo

8、等淬透性很高的钢制造。例7-1130载重车半轴，如图7-2所示。上一页下一页返回