汽车材料概述课件.ppt

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1、目录§1汽车材料概述§2汽车应用材料的组成§3汽车材料展望§4材料的性能§5材料的物理化学性能§6材料的工艺性能§7金属材料在汽车上的应用§7非金属材料在汽车上的应用主菜单菜单1发动机2底盘3车身菜单由以上分析可看出：汽车是一个复杂的机械系统。通常，一辆汽车由约3万个零部件组装而成。汽车零件按用途来分类:通用零件：在各种机器中经常使用的零件。如：螺栓、螺母。专用零件：仅在特定类型机器中使用的零件，如：活塞，曲轴。一、汽车材料概述菜单汽车上每个零部件的生产制造都涉及到材料问题。据统计，汽车上的零部件采用了4千余种不同的材料加工制造。从汽车的设计、

2、选材、加工制造，到汽车的使用、维修和养护无一不涉及到材料。材料是汽车工业的基础现代汽车要满足:安全、舒适、自重轻、污染排放低、能耗小、价格低等要求.材料是首要考虑方面。1.汽车工程材料:(包括分类,性能,牌号,热处理工艺及应用)2.汽车运行材料二、汽车应用材料的组成菜单1.汽车工程材料的分类●金属材料（纯金属及合金）◆黑色金属（钢铁)◆有色金属(Cu、Al、Ti、Mg…)●非金属材料◆有机高分子材料（主要成分是Ｃ、Ｈ）——塑料、橡胶、合成纤维等。◆无机材料——玻璃、水泥、陶瓷等●复合材料——玻璃纤维增强塑料等例1典型零部件材料应用：例2金属材料

3、在汽车零部件中的应用：例3非金属材料在汽车零部件中的应用：以现代轿车用材为例，按照重量来换算，钢材占汽车自重的55%-60%，铸铁占5%-12%，有色金属占6%~10%，塑料占8%~12%，橡胶占4%，玻璃占3%，其他材料（油漆、各种液体等）占6%~12%。2.汽车材料的应用车用汽油燃料轻柴油其他代用燃料发动机油车辆齿轮油润滑油液力传动油液压油润滑脂制动液工作液减振器液发动机冷却液制冷剂轮胎汽车运行材料3.汽车运行材料三、汽车材料的展望汽车工业发展的方向:汽车轻量化和减少污染汽车材料总的发展趋势是：结构材料中钢铁材料所占比例将逐步下降，有色金属

4、、陶瓷材料、复合材料、高分子材料等新型材料的用量有所上升。在性能可靠的条件下，将尽可能多地采用铝合金、复合材料等轻型、新型材料取代钢铁材料。菜单几种新兴材料简介1.镁合金magnesium●密度低、比强度和比刚度较高。镁铝钛铁密度1.742.74.57.8●镁、铝合金和复合材料——汽车轻量化的材料——减少油耗镁合金方向盘骨架镁合金汽车轮毂镁合金汽缸盖2.形状记忆合金应用:丰田汽车的散热器护拦活门.日产汽车冷却风扇离合器.3.复合材料●玻璃纤维增强塑料（玻璃钢）——比强度高、耐腐蚀.4.纳米材料●颗粒直径0.l～100纳米（原子、分子尺度）●具有

5、卓越的性能和特殊功能，如：纳米级铜不导电；纳米冰柜可抑制细菌生长。5.其他材料●超导材料●贮氢材料●分离膜材料一张纳米光盘将可记录1000部电影超微外观大体结构纳米人工骨四、材料的性能材料的性能包括使用性能和工艺性能。使用性能：是指零部件在正常使用条件下材料所表现出来的性能。主要包括力学性能、物理性能和化学性能。工艺性能：是指材料在被制成各种零部件的过程中适应加工的性能。对于金属材料来讲，工艺性能主要包括了铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性能和热处理工艺性能。菜单1.材料的力学性能材料的力学性能：是指材料在外加荷载作用下所表现出来的性能。

6、包括强度、塑性、硬度、韧度、疲劳强度及断裂韧度等；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.可通过试验测定.根据外加荷载的性质，荷载分为：1、静荷载2、冲击荷载3、交变荷载。金属材料（受载）-变形,分：弹性变形：荷载卸除后恢复原状塑性变形：荷载卸除后不能恢复,也叫永久变形。(如图)拉压实验—拉压图—应力应变图—力学性能（指标）1)弹性：材料保持弹性变形的能力.（弹性模量，弹性极限）2)强度：指材料抵抗破坏（塑性变形或断裂）的能力。3)塑性：指材料在断裂前产生永久变形而不被破坏的能力。(一)材料的拉压试验1．拉伸试验根据国家标准《金

7、属材料拉伸试验》（GB228-2008）规定，将材料制成标准拉伸试样，在试验机上加载拉伸至断裂，得拉伸图：F--ΔL曲线；再作出应力-应变图，图1-7为低碳钢应力-应变曲线。图1-6低碳钢的F--ΔL曲线图1-7低碳钢的σ-ε曲线塑性材料：断裂前有明显的塑性变形，称为塑性断裂,塑性断裂的断口呈“杯锥”状。如低碳钢。脆性材料：在断裂前未发生明显的塑性变形，为脆性断裂，断口是平整的。如铸铁、玻璃等。不同类型的材料，其σ-ε曲线有很大差异。反映出其所具有不同的抗拉性能特点。2.材料的弹性指标（1）弹性模量E表征了材料抵抗弹性变形的能力，也称之为刚度。

8、E=σ/ε=tanα（MPa）式中，σ为弹性变形阶段的应力，ε为相应的应变，tanα为拉伸曲线的斜率。(2)弹性极限σe：指材料在弹性变形阶段所能承受