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制作 李云聰 山西交通職業(yè) 技術學院 霍振生 包頭職業(yè)技術學院,汽車機械基礎,緒論,汽車機械基礎,機器與機構,用來代替或減輕人類體力勞動的人為物體。例如起重機,推土機、壓路機、汽車、拖拉機、采煤機、破碎機、紡織機、內(nèi)燃機、曲柄壓力機以及各種金屬切削加工機床等。,機械是機器與機構的總稱。,機器的功用：,機器的特點：,機器與機構,b.各構件之間具有確定的 相對運動;,a.由許多構件組成;,c.機器可減輕或代替人 類勞動。,機構只具有機器的前兩個特征。,機構呢？,機構的組成和結構,構件：是機器的運動單元,可以是一個零件,也可以是若干零件的剛性組合體。,機構的組成的要素：構件 運動副,零件：是機器制造單元。從制造角度來講,機器由許 多機械零件組成,包括通用零件與專用零件。,本章學習目標,了解機器的特征與機構的特點； 了解本課程的內(nèi)容； 了解機械零件常用的材料； 了解金屬材料的性能； 了解鋼的熱處理方法。,金屬材料與熱處理,機械零件的常用材料 鋼的熱處理常識,金屬材料與熱處理,在汽車機械中，常用的材料有 1.鋼鐵材料 2.有色金屬材料 3.非金屬材料,各種材料性能不同，用途也不同。,機械零件的常用材料,金屬材料的性能,金屬材料與熱處理,物理性能 物理性能是指金屬所具有的屬性，包括密度、熔點、導熱性、熱膨脹性和磁性等。,化學性能 化學性能是指金屬在化學作用下所表現(xiàn)的性能，如耐腐蝕性、抗氧化性等。,力學性能 力學性能是指金屬材料在外力作用下所表現(xiàn)出來的抵抗性能。金屬材料的力學性能有強度、塑性、硬度、韌性和抗疲勞強度等性能指標。,物理性能,化學性能,力學性能,力學性能,金屬材料與熱處理,強度 強度是指金屬材料在載荷的作用下抵抗變形和破壞的能力。,強度,硬度,塑性,韌性,疲勞強度,由于材料承受載荷的方式不同，強度分類, 抗拉強度 抗壓強度 抗扭強度 抗彎強度,其中最常用的強度是強度極限b。強度極限可 以通過拉伸實驗測定。,金屬材料與熱處理,硬度 硬度是指金屬表面上局部體積內(nèi)抵抗塑性變形和破壞的能力。硬度實驗條件簡單，又不破壞零件，所以，可通過硬度實驗來檢測零件質(zhì)量。,力學性能,常用的硬度實驗,1.布氏硬度實驗 2.洛氏硬度實驗,硬度,金屬材料與熱處理,布氏硬度 其實驗原理是用一定直徑的 淬火鋼球，以規(guī)定的載荷把鋼球壓在材料 表面，保持一定時間后，卸除載荷，測量 材料表面壓痕直徑和壓痕球面積。布氏硬 度用符號HBS表示。,洛氏硬度 其實驗原理是用一個120的 金剛石圓錐壓頭，把壓頭壓在材料表面 上，測量金屬材料壓痕深度，以壓痕深 度表示硬度值。洛氏硬度用符號HRC表示。,力學性能,塑性 金屬材料在載荷的作用下產(chǎn)生永久變形而 不破壞的能力。,金屬材料與熱處理,韌性 金屬材料抵抗沖擊載荷而不破壞的能力。,疲勞強度 金屬材料在多次交變載荷作用下而不破壞的最大應力，稱為疲勞強度或疲勞極限。當施加的交變應力是非對稱循環(huán)應力時，疲勞強度用 表示；當施加的交變應力是對稱循環(huán)應力時，疲勞強度用 表示。,力學性能,碳素鋼 鑄鋼 鑄鐵 合金鋼 有色金屬 非金屬材料 復合材料,金屬材料與熱處理,機械零件常用材料,其中碳素鋼和鑄鐵應用較廣泛。,金屬材料與熱處理,機械零件常用材料,鑄鐵 碳的質(zhì)量分數(shù)大于2.11、小于6.67的鐵碳合金為鑄鐵,(1)碳素鋼、鑄鋼和鑄鐵,鋼鐵材料 以鐵、碳為基礎的鐵碳合金。,碳素鋼 碳的質(zhì)量分數(shù)(含碳量)小于2.11的 鐵碳合金稱為碳素鋼。,鑄鋼將熔煉的鋼液直接鑄成零件或毛坯，稱為 鑄鋼或鑄鋼件。,金屬材料與熱處理,機械零件常用材料,(2)合金鋼 在碳鋼的基礎上加入有益 的其他元素形成的鋼，稱為合金鋼。,常用的合金元素有：鉻(Cr)、鎳(Ni)、硅(si）、 鋁(Al)、硼(B)、鎢(w)、鉬(Mo)、鈦(Ti)及稀 土元素Re等。,(3)有色金屬 除黑色金屬外，其他的金屬材料 為有色金屬。,金屬材料與熱處理,機械零件常用材料,鋼鐵材料也稱為黑色金屬。,如銅、鋁、鋅、鉛等，其中銅和鋁應用廣泛。,金屬材料與熱處理,機械零件常用材料,(4)非金屬材料 非金屬材料有程塑料、合成橡膠、工業(yè)陶瓷和復合材料。這些非金屬材料同樣是汽車機械不可缺少的重要組成部分。,鋼,金屬材料與熱處理,常用材料的應用與分類,低碳鋼(碳的質(zhì)量分數(shù)025),碳素鋼,合金鋼,中碳鋼(碳的質(zhì)量分數(shù)025O60),高碳鋼(碳的質(zhì)量分數(shù)060),鉚釘、螺釘、連桿、滲碳零件等。,齒輪、軸、蝸桿、絲杠、聯(lián)接件等,彈簧、工具、模具等,鑄鋼,金屬材料與熱處理,常用材料的應用與分類,一般鑄鋼,低合金鑄鋼,普通碳素鑄鋼,特殊用途鑄鋼,一般鑄鋼,普通碳素鑄鋼,箱殼、閥體、曲軸、大齒輪、棘輪等,低合金鑄鋼,容器、齒輪、曲軸等,用于耐蝕、耐熱、無磁等零件,特殊用途鑄鋼,鑄鐵,金屬材料與熱處理,常用材料的應用與分類,灰口鑄鐵,可鍛鑄鐵,球墨鑄鐵,特殊性能鑄鐵,低牌號(HTl00、HTl50)對力學性能無一 定要求的零件，如蓋、底座、手 輪等對 力學性能無一定要求的零件，如蓋、底座、 手 輪等。,灰口鑄鐵(HT),高牌號(HT200HT400) 承受中等載荷的零件，如泵殼、齒輪、聯(lián)軸器、飛輪、帶輪等 。,鐵素體型,金屬材料與熱處理,常用材料的應用與分類,可鍛鑄鐵（KT）,珠光體型,鐵素體型,承受低、中、高動載荷和靜載荷的零件，如減速器殼、扳手、支座等 。,珠光體型,要求強度和耐磨性較高的零件，如曲軸、凸輪 軸、齒輪、活塞環(huán)、軸套等 。,球墨鑄鐵（QT）,金屬材料與熱處理,常用材料的應用與分類,鐵素體型,珠光體型,應用： 與可鍛鑄鐵基本相同,特殊性能鑄鐵,用于耐熱、耐蝕、耐磨等場合,金屬材料與熱處理,常用材料的應用與分類,銅合金,鑄造銅合金,變形銅合金,鑄造黃銅,鑄造青銅,黃銅,青銅,金屬材料與熱處理,常用材料的應用與分類,鑄造黃銅,用于軸瓦、引套、闊體零件、耐蝕零件、管接頭等,鑄造青銅,用于軸瓦、蝸輪、絲杠螺母、管配件等,黃銅,用于管、銷、鉚釘、墊圈、小彈簧、電器零件、 耐蝕零件、減磨零件等,青銅,用于彈簧、軸瓦、蝸輪、耐磨零件等,軸承合金,金屬材料與熱處理,常用材料的應用與分類,錫基 軸承合金,鉛基軸承合金,錫基 軸承合金,鉛基軸承合金,用于軸承襯，其減磨性、抗燒傷性、磨合性、 耐蝕性、韌度、導熱件均良好,強度、韌度和耐蝕性稍差，但價格較低,塑料,金屬材料與熱處理,常用材料的應用與分類,熱塑性塑料,熱固性塑料,（如聚乙烯、有機玻璃、尼龍等）,熱塑性塑料,用于一般結構零件，減摩、耐磨零件，耐腐蝕件， 絕緣件，密封件，透明件等 。,熱固性塑料,(如酚醛塑料、氨基塑料等),橡膠,金屬材料與熱處理,常用材料的應用與分類,普通橡膠,特種橡膠,用于密封件，減振、防振件，傳動帶，運輸帶和 軟管，絕緣材料，輪胎等。,鋼的熱處理常識,金屬材料與熱處理,熱處理方法：,鋼的熱處理：,退火的工藝過程為加熱一保溫一隨爐冷 卻的熱處理過程。,退火的目的：,將固態(tài)的鋼加熱保溫冷卻的工藝過程。,1.退火,退火,消除零件內(nèi)部應力，降低硬度， 提高塑性，使零件容易加工。,正火,淬火,回火,滲碳,滲氮,鋼的熱處理工藝曲線,鋼的熱處理常識,金屬材料與熱處理,2正火,正火的工藝過程為加熱保溫空氣中 冷卻的熱處理過程。,正火的目的,與退火相同，但由于零件在空氣中冷卻速度比退火速度快，故可提高零件的硬度和強度，也可作為某些零件的最終熱處理。,鋼的熱處理常識,金屬材料與熱處理,提高零件的硬度，但零件晌韌性降低，同時產(chǎn)生很大的內(nèi)應力件變形和開裂。故淬火后，必須及時進行回火處理。,3.淬火,淬火的工藝過程為加熱保溫快速冷 卻(水冷或油冷)的熱處理過程。,淬火的目的：,鋼的熱處理常識,金屬材料與熱處理,4回火：,回火的工藝過程為加熱(低于淬火溫度)保溫 空氣中冷卻的熱處理過程。,類型：,低溫回火(150250),中溫回火(350500),高溫回火(500650),其中淬火+高溫回火移為調(diào)質(zhì)處理。,注意 ：不可250 350 進行回火因為此溫度易 產(chǎn)生回火脆性,鋼的熱處理常識,金屬材料與熱處理,將零件快速加熱到淬火溫度,而不等熱烈傳至中心就快速冷卻，以達到表面硬度高、芯部韌性好的熱處理工藝。,5表面淬火,鋼的熱處理常識,金屬材料與熱處理,(1)滲碳,6滲碳和滲氮,屬于化學熱處理。,鋼的滲碳方法分為氣體滲碳、液體滲碳和固體滲碳。,最常用的是氣體滲碳。,滲碳的零件一般為低碳鋼或低碳合金鋼。,氣體滲碳,將零件放在加熱爐中，滴人煤油或通人煤氣