汽車車身常用材料性質(zhì)PPT演示課件

鈑金工的對(duì)象是用金屬板或各種型材通過(guò)鈑金加工工藝成不同形狀的金屬構(gòu)件，對(duì)金屬構(gòu)件的變形、腐蝕、損壞進(jìn)行處理。學(xué)習(xí)汽車鈑金必須熟悉汽車鈑金用的各種金屬材料及其機(jī)械性能。,汽車車身材料,1,金屬材料：車身覆蓋件、車架、底盤等非金屬材料：保險(xiǎn)杠緩沖件、橡膠墊、車窗玻璃等復(fù)合材料：鋁合金下支臂、合金鋼車身等,汽車車身上常見的材料,塑料保險(xiǎn)杠,鋁合金下支臂,鋼板覆蓋件,2,2020/6/12,汽車鈑金對(duì)金屬材料的要求,了解材料性能的目的是維修中正確合理的選擇和使用材料，達(dá)到提高維修質(zhì)量、降低加工成本！,使用性能：反映金屬材料在使用過(guò)程中所表現(xiàn)的特性,如機(jī)械性能、物理性能和其他特性。他決定者金屬材料的應(yīng)用范圍、安全可靠性和零件的使用壽命。工藝性能：反映金屬材料在加工制造過(guò)程中所表現(xiàn)出來(lái)的特性，如沖壓性能、焊接性能、切削性能熱處理性能等，他決定零件加工制造的難易程度。工藝性能包含：良好的塑性、良好的可焊性、良好的化學(xué)穩(wěn)定性、良好的板材尺寸精度和內(nèi)在質(zhì)量、價(jià)格低廉，經(jīng)濟(jì)實(shí)用幾個(gè)方面。,3,2020/6/12,金屬材料的物理性能,密度：材料單位體積的質(zhì)量熔點(diǎn)：金屬由固態(tài)熔化成液態(tài)時(shí)候的熔化溫度熱膨脹性：固態(tài)金屬熱脹冷縮的性能導(dǎo)熱性：金屬傳遞熱量的能力導(dǎo)電性：金屬傳導(dǎo)電流的能力磁性：金屬能導(dǎo)磁的性能，如被磁鐵所吸引耐磨性：金屬在工作中承受磨損的耐久程度,4,2020/6/12,金屬材料的力學(xué)性能,各種機(jī)械零件或者工具，在使用時(shí)都將承受不同的外力，如拉力、壓力、彎曲、扭轉(zhuǎn)、沖擊或摩擦等等的作用。為了保證零件能長(zhǎng)期正常的使用，金屬材料必須具備抵抗外力而不破壞或變形的性能，這種性能稱為機(jī)械性能。即金屬材料在外力作用下所反映出來(lái)的力學(xué)性能。金屬材料的機(jī)械性能是零件設(shè)計(jì)計(jì)算、選擇材料、工藝評(píng)定以及材料檢驗(yàn)的主要依據(jù)。不同的金屬材料表現(xiàn)出來(lái)的機(jī)械性能是不一樣的。衡量金屬材料機(jī)械性能的主要指標(biāo)有強(qiáng)度、塑性、硬度、韌性和疲勞強(qiáng)度等。,5,2020/6/12,金屬的強(qiáng)度,強(qiáng)度是金屬材料在外力作用下抵抗變形和斷裂的能力，金屬材料的強(qiáng)度越大，表明承受的外力越大。按外力作用的方式不同，可分為抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度和抗扭強(qiáng)度等。一般所說(shuō)的強(qiáng)度是指抗拉強(qiáng)度。它是用金屬拉伸試驗(yàn)方法測(cè)出來(lái)的。,6,2020/6/12,金屬的剛性與彈性,金屬材料在外力作用下，抵抗彈性變形的能力稱為剛性。剛性愈大，材料愈不易發(fā)生彈性變形。零件在使用過(guò)程中，一般處于彈性變形狀態(tài)。對(duì)于要求彈性變形小的零件，如泵類主軸、往復(fù)機(jī)的曲軸等，應(yīng)選用剛性較大的金屬材料。對(duì)于要求彈性好的零件，如彈簧則可通過(guò)熱處理和合金化的方法，達(dá)到提高彈性的目的。,7,2020/6/12,材料的硬度,金屬材料抗擊比他更硬的物體壓入表面的能力，也可以說(shuō)是材料抗擊局部變形的能力。測(cè)量方法主要有壓入法、劃痕法。材料的硬度是強(qiáng)度、塑性和加工硬化傾向的綜合反映。硬度與強(qiáng)度之間往往有一定的概略比例關(guān)系，并在很大程度上反映出材料的耐磨性能。此外，硬度測(cè)定方法簡(jiǎn)便，不需制備特殊的試樣，可以直接在零件上進(jìn)行測(cè)定，而不損壞工件。所以硬度通常在生產(chǎn)上作為熱處理質(zhì)量檢驗(yàn)的主要方法。,8,2020/6/12,材料的沖擊韌性,有些機(jī)器零件在工作時(shí)，如齒輪換擋、設(shè)備起動(dòng)、剎車等，往往受到?jīng)_擊負(fù)荷的作用；還有一些機(jī)器，如鍛錘、沖床、鑿巖機(jī)、氣動(dòng)舂砂錘等，它們本身就是利用沖擊能量來(lái)工作的。金屬抵抗沖擊負(fù)荷的能力稱為沖擊韌性。例如：汽車懸掛機(jī)構(gòu)，汽車起步、制動(dòng)時(shí)會(huì)受到很大沖擊；發(fā)動(dòng)機(jī)活塞、連桿、活塞銷做功時(shí)沖擊很大。對(duì)于承受小能量多次沖擊的機(jī)器零件，對(duì)材料要求高的強(qiáng)度，又要求過(guò)高的塑性和沖擊韌性，并不能提高零件的壽命，相反卻因犧牲了強(qiáng)度，不能發(fā)揮材料的潛力，反擊會(huì)降低零件的壽命。,9,2020/6/12,材料的疲勞強(qiáng)度,金屬材料在重復(fù)或交變負(fù)荷的作用下，循環(huán)一定周次后，斷裂時(shí)所能承受的最大應(yīng)力稱為疲勞強(qiáng)度。例如許多汽車零件在往復(fù)交變的力作用下工作，如傳動(dòng)軸、連桿、彈簧等。材料的疲勞強(qiáng)度是通過(guò)各種條件下的疲勞試驗(yàn)確定的。對(duì)稱應(yīng)力循環(huán)下的疲勞極限通常是在旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)機(jī)上用光滑試樣測(cè)定。材料的疲勞極限是材料機(jī)械性能中的一個(gè)重要性能。凡承受交變負(fù)荷的機(jī)器零件在設(shè)計(jì)時(shí)需用疲勞極限進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。在斷裂的零件中，絕大多數(shù)是交變負(fù)荷下工作的，如往復(fù)機(jī)的曲軸，各種機(jī)器的主軸、齒輪、彈簧等。它們的主要破壞形式是疲勞斷裂，而且疲勞斷裂中大多數(shù)是突然發(fā)生的，通常所承受的應(yīng)力也小于材料的屈服強(qiáng)度。因此，疲勞斷裂具有很大的危險(xiǎn)性。材料的疲勞極限是材料機(jī)械性能中最敏感的性能之一。受各種內(nèi)因和外因的影響。例如工作時(shí)的負(fù)荷性質(zhì)、環(huán)境溫度和介質(zhì)；零件的幾何尺寸、表面加工的質(zhì)量及處理；材料的化學(xué)成分、內(nèi)部組織及缺陷等，都顯著地影響疲勞極限。為了提高機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度，除了根據(jù)強(qiáng)度要求正確選材外，合理地設(shè)計(jì)零件的結(jié)構(gòu)形狀，避免應(yīng)力集中，提高零件的表面質(zhì)量，避免各種損傷，以及采用表面淬火、化學(xué)熱處理、噴丸處理等表面強(qiáng)化方法，都能不同程度地提高抗疲勞斷裂的能力。,10,2020/6/12,材料的斷裂韌性,金屬材料抵抗裂紋擴(kuò)展斷裂的韌性性能稱為斷裂韌性。斷裂韌性與其他韌性一樣，綜合地反映了材料的強(qiáng)度和塑性。,11,2020/6/12,1.鋼的分類,碳素鋼,低碳鋼,中碳鋼,高碳鋼,0.6%,按化學(xué)成分分類,合金鋼,低合金鋼,中合金鋼,高合金鋼,0.6,12,2020/6/12,二.鋼的熱處理,鋼的熱處理：將鋼在固態(tài)下加熱到一定溫度，進(jìn)行必要的保溫，然后以不同的速度冷卻下來(lái)，從而改變鋼內(nèi)部組織，獲得所需要的性能的一種工藝。金屬材料經(jīng)過(guò)不同的熱處理可以獲得不同的金屬性能。,13,2020/6/12,熱處理可按如下分類,熱處理,普通熱處理,表面熱處理,表面淬火,化學(xué)熱處理,14,2020/6/12,退火,將鋼件加熱到一定溫度后保溫一定時(shí)間，隨之緩慢冷卻下來(lái)的一種工藝操作。目的在于：降低剛的硬度，提高鋼的塑性，改善加工性能，細(xì)化晶粒，改善組織，消除應(yīng)力，為以后熱處理做準(zhǔn)備。退火的方法：完全退火、球化退火和去應(yīng)力退火。,去應(yīng)力退火,將鋼加熱到500-650，保溫后隨爐緩慢冷卻至200-300出爐空冷。其目的是在加熱狀態(tài)下消除內(nèi)應(yīng)力。也稱低溫回火。,15,2020/6/12,正火,將鋼加熱到轉(zhuǎn)變溫度以上30-50，經(jīng)保溫一定時(shí)間后在空氣中冷卻的一種操作方法。低碳鋼正火可以細(xì)化晶粒，均勻組織，改善切削加工性能。中碳鋼正火可以提高強(qiáng)度和硬度。,16,2020/6/12,淬火,將鋼加熱到臨界溫度以上30-50，經(jīng)保溫一定時(shí)間后在水或鹽水或油中快速冷卻，以獲得高硬度組織的一種熱處理工藝。淬火的關(guān)鍵是冷卻，冷卻效果直接決定鋼淬火的組織和性能。,17,2020/6/12,回火,把淬火后的鋼重新加熱到某一溫度，保溫一段時(shí)間后置于空氣或水中冷卻的工藝。目的在于：降低淬火鋼的脆性，消除或減少內(nèi)應(yīng)力，提高綜合機(jī)械性能，穩(wěn)定工作尺寸。,18,2020/6/12,表面熱處理,表面熱處理包括表面淬火、滲碳等。,其目的是提高表面耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，同時(shí)內(nèi)部仍有足夠的屈服強(qiáng)度和韌性。,滲碳是向低碳鋼表面層滲入碳原子，使工件表面的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到0.7%-1.05%滲碳后進(jìn)行熱處理以提高硬度和耐磨度。,19,2020/6/12,1.車身常用金屬材料車身上常用的金屬材料有鋼材、輕金屬、其它有色金屬。1.1車身用鋼材（1）熱軋鋼板：800C以上狀態(tài)軋制，主要用于車身較厚件如車架和梁。（2）冷軋鋼板：將熱軋鋼板酸洗后，在常溫狀態(tài)由軋機(jī)軋制。加工性好，表面美觀，用于車身構(gòu)件。（3）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼：硫、磷含量控制在0.04以下，強(qiáng)度、硬度低，塑性與韌性好，冷塑性、變形性和焊接性好，適合車身構(gòu)件沖壓成型。,汽車車身常用材料,20,2020/6/12,（4）低合金高強(qiáng)度鋼為汽車車身輕量化開拓新途徑高強(qiáng)度低合金鋼（HLSA）0.250.60%在低碳鋼中加入磷來(lái)提高鋼的強(qiáng)度，具有低碳鋼類似的加工特性，提高抗拉強(qiáng)度。高抗拉強(qiáng)度鋼（HHS）增加了硅、錳和碳，提高了抗拉強(qiáng)度。用來(lái)制造與懸架裝置有關(guān)的構(gòu)件和車身。HLSA和HHS適合采用氣體保護(hù)焊接，不能采用氧乙炔焊接法來(lái)焊接。,汽車車身常用材料,21,2020/6/12,（5）絕緣鋼板主要用于車身乘客室周圍構(gòu)件的加工與成型，用以隔絕來(lái)自外部的振動(dòng)、噪聲、溫度等對(duì)乘客的影響。（6）表面處理鋼板加入鋅、鋁、錫等金屬或Zn-Gr、Zn-Mg、Zn-Al等合金。都用在汽車上易發(fā)生腐蝕的部位。如車門檻、車輪護(hù)罩、車身下護(hù)圍等。（7）不銹鋼不銹鋼主要由鐵、鉻及含量不同的碳元素合金組成。強(qiáng)度質(zhì)量比高及非凡的抗腐蝕能力，決定它被廣泛用于機(jī)械加工及冷成形車身零件。如車身、車輪、防盜組。,汽車車身常用材料,22,2020/6/12,2.輕金屬及合金在汽車上應(yīng)用鋁合金通過(guò)熱處理，使抗拉強(qiáng)度、硬度和耐腐蝕能力都很大提高，并且可塑性好。耐腐蝕、而且外觀好。直接用于車內(nèi)、外裝飾件。3.非金屬材料(1)塑料特征：質(zhì)量輕、比強(qiáng)度高；耐腐蝕性好；優(yōu)質(zhì)的絕緣性；成型性好。分類:熱固性塑料；熱塑性塑料塑料在車身應(yīng)用:輕量化、低成本；,汽車車身常用材料,23,2020/6/12,（2）橡膠特征：耐熱性；耐侯性；耐油性；緩沖、吸震性；電氣絕緣性；耐磨和耐彎折性。應(yīng)用：多用于減震和密封，如油封、O型圈、隔膜、密封條、防塵套、橡膠墊等。最大缺點(diǎn)：易老化。（3）汽車玻璃鋼化玻璃通過(guò)淬火使一般硅酸鹽玻璃變得堅(jiān)固。一般采用急冷“風(fēng)淬”處理。夾層玻璃利用透明粘結(jié)材料將兩片活動(dòng)多片玻璃粘結(jié)在一起。應(yīng)用：轎車、載貨車和客車的前風(fēng)窗、側(cè)風(fēng)窗和后風(fēng)窗。,特殊用途玻璃有機(jī)玻璃,汽車車