汽車制造基礎(chǔ)復(fù)習(xí)知識點

1、汽車制造基礎(chǔ)知識點一、金屬材料的性能1. 工程材料的工藝性能包括鑄造、鍛壓、焊接、熱處理、切削加工性能。2. 金屬材料的力學(xué)性能主要有：強(qiáng)度、塑性、硬度、韌性和疲勞強(qiáng)度等。強(qiáng)度是指金屬材料在靜載荷作用下抵抗永久變形和斷裂的能力。常用的強(qiáng)度指標(biāo)有彈性 極限、屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度。塑性指金屬材料在拉斷前產(chǎn)生最大塑性變形的能力。常用的塑性指標(biāo)有斷后伸長率和斷 面收縮率。硬度指材料抵抗局部塑性變形、壓痕或劃痕的能力。常用的硬度測定方法有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度等試驗方法。說明 120HBW10/100/30 、50HRC 、640HV30 的含義沖擊韌性指金屬材料在沖擊載荷作用下，抵抗破壞的能力。例

2、：有一鋼試樣，其直徑為 10mm ，標(biāo)距為 50mm ，當(dāng)載荷達(dá)到 18840N 時，試樣產(chǎn)生 屈服現(xiàn)象。當(dāng)載荷加至 36110N 時，試樣產(chǎn)生縮頸現(xiàn)象，然后拉斷。拉斷后的標(biāo)距長度為 73mm ，斷裂處的直徑為 6.7mm ，試求 s， b， ，解：FsS018840(50 50)9.6(MPa)Fb36110S0(50 50)18.4(MPa)l1 l073 - 501 0 100% 100% 46%l050(50 50)- (6.7 6.7)s0 s1 100% 4 4 100% 98.2% s0(50 50)4、鐵碳合金相圖1. 鐵碳合金的基本相包括鐵素體（碳溶于 -Fe 中形成的間隙固

3、溶體） 、奧氏體（碳溶于 -Fe 中形成的間隙固溶體） 、滲碳體（是鐵和碳形成的一種具有復(fù)雜晶格的金屬化合物） 、珠 光體（是鐵素體和滲碳體的機(jī)械混合物） 、萊氏體（萊氏體是 c=4.3% 的鐵鐵合金緩慢冷卻到 1148 時發(fā)生的共晶轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物，從液相中同時結(jié)晶出奧氏體和滲碳體的共晶組織）和變態(tài) 萊氏體。2. 鐵碳合金分為工業(yè)純鐵（ c<0.0218%的鐵碳合金）、鋼（ 0.0218% <c2.11%的鐵 碳合金。分為共析鋼、亞共析鋼、過共析鋼）和白口鑄鐵（ 2.11% <c6.69%的鐵碳合金）。工業(yè)純鐵是 c<0.0218% 的鐵碳合金。室溫組織為鐵素體 F鋼是 0

4、.0218% <c2.11%的鐵碳合金。分為共析鋼（ c=0.77%的鐵碳合金。室溫組織 為珠光體 P）、亞共析鋼（ 0.0218% <c<0.77% 的鐵碳合金。室溫組織為鐵素體 +珠光體）、 過共析鋼（ 0.77%<c<2.11% 的鐵碳合金。室溫組織為 P+Fe 3C）。白口鑄鐵是 2.11% <c6.69% 的鐵碳合金。分為共晶白口鑄鐵（ c=4.3%的鐵碳合金。室溫組織為變態(tài)萊氏體 Ld、）亞共晶百口鑄鐵（ 2.11% <c<4.3%的鐵碳合金。室溫組織為Ld+P+Fe 3C）、過共晶鑄鐵（ 4.3% <c6.69% 的鐵碳合金，

5、室溫組織為 Ld+Fe3C）3. 畫簡化的 Fe-Fe 3C 相圖，標(biāo)注出各特征點的溫度及含碳量。三、鋼的熱處理1. 將鋼在固態(tài)下采用適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行加熱、保溫和冷卻，以獲得所需要的組織與性能的 工藝，稱為熱處理。由加熱、保溫和冷卻三個階段組成。加熱的主要目的是為了得到奧氏體， 保溫的主要目的是為了獲得均勻的奧氏體組織。鋼的熱處理分為整體熱處理和表面熱處理。 整體熱處理對工件進(jìn)行整體穿透加熱。常用的方法有：退火、正火、淬火、回火等。表面熱 處理包括表面淬火和化學(xué)熱處理。2. 鋼在冷卻時轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物的組織形態(tài)有珠光體型轉(zhuǎn)變（分為珠光體、索氏體、托氏體）、貝氏體轉(zhuǎn)變、馬氏體轉(zhuǎn)變。3. 將淬火工件冷到室

6、溫后， 放到 0以下的介質(zhì)中冷卻的方式， 稱為冷處理。 冷處理的目 的是最大限度的消除殘留奧氏體，提高硬度、耐磨性和尺寸穩(wěn)定性。4. 退火是將鋼加熱到適當(dāng)?shù)臏囟?、保溫一定時間，然后緩慢冷卻的熱處理工藝。分為完 全退火、等溫退火、均勻化退火和去應(yīng)力退火。將鋼加熱到 Ac3( 或 Accm)點以上 3050，完全奧氏體化后， 再在空氣中冷卻以得到 較細(xì)的珠光體組織的熱處理工藝，稱為正火。將鋼加熱到 Ac3 或Ac1 以上3050，保溫一定時間，以大于馬氏體的臨界冷卻速度 冷卻，以獲得馬氏體或下貝氏體組織的熱處理工藝稱為淬火。影響淬火加熱時間的因素：工件形狀尺寸、裝爐方式、裝爐量、加熱類型、爐溫和加

7、熱 介質(zhì)。工件進(jìn)行快速冷卻時所用的介質(zhì)稱為冷卻介質(zhì)。常用的冷卻介質(zhì)有水及水溶液和油。 常用的淬火方法有：單液淬火、雙液淬火、分級淬火、等溫淬火。將淬火后的鋼重新加熱到 A1 線以下某一溫度，保溫一定時間，然后冷卻到室溫的熱處 理工藝，稱為回火。分為低溫回火( 150250)、中溫回火( 250 500 )、高溫回火 (500650)。淬火加高溫回火相結(jié)合的熱處理稱為調(diào)質(zhì)處理。在規(guī)定條件下，鋼在淬火時能獲得淬硬層深度的能力，稱鋼的淬透性。鋼在正常淬火后 所能達(dá)到最高硬度的能力，稱為鋼的淬硬性。淬透性好的鋼，其硬度不一定高。5. 將工件的表面層淬透到一定的深度，而心部仍保持未淬火狀態(tài)的一種局部淬火

8、方法， 稱為表面淬火。最常用的表面淬火是感應(yīng)加熱表面淬火與火焰加熱表面淬火 常用的化學(xué)熱處理有：鋼的滲碳、鋼的滲氮、碳氮共滲。指在一定溫度下使活性氮原子滲入工件表層的化學(xué)熱處理工藝，稱為滲氮。滲氮的目的在于提高工件的表面硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度和耐腐蝕性。將工件置于滲碳介質(zhì)中，加熱保溫。使碳原子滲入工件表層的化學(xué)熱處理工藝，稱滲碳。 常用于低碳鋼和低碳合金鋼。滲碳的目的是為了提高工件表層的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)并形成一定的含碳量梯度，經(jīng)淬火和低 溫回火后，提高工件表面硬度和耐磨性，使心部保持良好的韌性。四、常用金屬材料1.碳素鋼指 0.0218% <c2.11% ，并含有少量錳、硅、硫、磷等雜質(zhì)元素

9、的鐵碳合金， 簡稱碳鋼。碳鋼按含碳量的不同分為： 低碳鋼（0.0218% <c<0.25%）、中碳鋼（0.25% c0.6% ）、 高碳鋼（c>0.6% ）。合金鋼指在碳鋼的基礎(chǔ)上有目的的加入一種或幾種合金元素所形成的鋼。合金鋼按合金 元素總量可分為： 低合金鋼（合金元素總含量< 5%）、中合金鋼（合金元素總含量 5%10% ）、 高合金鋼（合金元素總含量> 10% ）2.解釋下列鋼牌號的含義：Q235AF 、Q295D 、45E 、T10A 、CrWMn 、GCr15 、W18Cr4V 、0Cr19Ni9Ti 、ZG310-570 。3. 碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 2.11

10、% <c< 6.69% 的鐵碳合金稱為鑄鐵。分為白口鑄鐵、灰口鑄鐵、 麻口鑄鐵。鑄鐵中的碳主要以游離碳化物的形式析出，斷口呈銀白色的鑄鐵，稱為白口鑄鐵。 鑄鐵中的碳大部分或全部以游離的石墨形式存在，斷口呈灰色的鑄鐵，稱為灰口鑄鐵。 可分為：灰鑄鐵（石墨以片狀形式存在） 、球墨鑄鐵（石墨以球狀形式存在） 、可鍛鑄鐵（石 墨以團(tuán)絮狀形式存在）和蠕墨鑄鐵（石墨以蠕蟲狀形式存在） ?；诣T鐵的優(yōu)良性能：優(yōu)良的鑄造性能；良好的減振性能；良好的減摩性能（比鋼大 10 倍左右）；良好的切削加工性能；較低的缺口敏感性。4. 試述下列鑄鐵的牌號的含義。HT150 、QT450-10 、KTH300-0

11、6 、KTZ550-04 、RuT3005. 有色金屬及其合金（1）鋁及鋁合金工業(yè)純鋁分為純鋁（ 99%<Al<99.85%）和高純鋁（Al>99.85% ）兩類。純鋁分為鑄 造純鋁及變形鋁兩種。鑄造純鋁牌號由“Z”+Al+鋁含量數(shù)字組成，例如： ZAl99.5 。原始純鋁用“1A+鋁含量數(shù)字” 表示，數(shù)字表示鋁含量中小數(shù)點后面兩位數(shù)的百倍。例如 1A30 。變形鋁合金為：防銹鋁、硬鋁、超硬鋁與鍛鋁四類。防銹鋁不可熱處理，硬鋁、超硬鋁 與鍛鋁為可熱處理強(qiáng)化鋁合金。變形鋁合金的牌號用“數(shù)字 +A+數(shù)字”表示，牌號中第一位數(shù)字是依主要元素 Cu、Mn、Si、 Mg 、Mg2Si

12、、Zn 的順序從 27 來表示鋁合金的組別，牌號中后面兩位數(shù)字表示同一組別中 的不同鋁合金的序號，例如 2A11 。（2）銅及銅合金工業(yè)純銅呈紫紅色，又稱紫銅。銅合金分為黃銅、青銅和白銅。應(yīng)用較廣的是黃銅與青銅。黃銅是以鋅為主要元素的銅 -鋅合金。其中不含其它合金元素的黃銅稱為普通黃銅；含有 其它元素的黃銅稱為特殊黃銅。普通加工黃銅的牌號用“H”+銅元素含量的百倍表示。例如： H68 。特殊加工黃銅的牌號用“H”+主加元素的化學(xué)符號 （除鋅外） +銅及合金元素平均含量的百倍表示。例如 HPb59-1 。加工青銅牌號用“Q ”+第一主加元素的化學(xué)符號及其平均含量的百倍 +其它合金元素平均 含量的

13、百倍表示。例如： QSn4-3 。鑄造銅合金牌號用“Z”+銅元素化學(xué)符號 +主加元素的化學(xué)符號及平均含量的百倍 +其它合 金元素化學(xué)符號及平均含量的百倍表示。例如： ZCuZn38,ZCuSn10P1 。（3）試述下列牌號的含義。1A30 、2A11 、ZAlSi7Mg 、H62、HPb59-1、ZCuZn38 。五、鑄造鑄造是指熔煉金屬，制造鑄型，并將熔融金屬澆入型腔，凝固后獲得一定形狀和性能鑄 件的方法。用鑄造方法生產(chǎn)金屬零件或零件毛坯，稱為鑄件?？煞譃樯靶丸T造和特種鑄造兩 大類。合金的流動性是指合金填充鑄型的能力。合金的流動性不好，易使鑄件產(chǎn)生澆注不足、 冷隔、氣孔、夾砂、和縮孔等缺陷。

14、影響流動性的因素主要有合金的化學(xué)成分、澆注溫度和 鑄造工藝及鑄件結(jié)構(gòu)。將熔化的金屬澆注到砂型型腔中，經(jīng)冷卻，凝固后，獲得鑄件的方法，稱砂型鑄造。又 稱一次性鑄造，俗稱翻砂。造型方法分為手工造型和機(jī)器造型兩大類。全部用手工或手動工具完成的造型工序稱為 手工造型。常用的手工造型方法有整模造型、分模造型、挖砂造型、刮砂造型、活塊造型、 假箱造型和三箱造型。將液態(tài)金屬澆入鑄型的過程稱為澆注。為填充型腔而開設(shè)于鑄型中的一系列通道稱為澆 注系統(tǒng)。澆注系統(tǒng)由澆口杯、直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道組成。常見的特種鑄造方法有：金屬型鑄造、熔模鑄造、壓力鑄造、低壓鑄造、離心鑄造、擠 壓鑄造、消失模鑄造。鑄造過程中常見的幾

15、種缺陷：氣孔與針孔、夾渣、冷隔、縮孔與縮松、熱裂、冷裂、粘 砂、沖砂、掉砂和砂眼、夾砂結(jié)疤六、鍛造在外力作用下金屬材料通過塑性變形，獲得具有一定形狀、尺寸和力學(xué)性能的零件或毛 坯的加工方法，稱為金屬塑性成形。在工業(yè)生產(chǎn)中稱為壓力加工，通常分為：自由鍛、模鍛、 板料沖壓、擠壓、拉拔、軋制。金屬塑性變形時遵循的基本規(guī)律主要有最小阻力定律、加工硬化和體積不變定律。加熱溫度過高，會使晶粒急劇長大，導(dǎo)致金屬塑性減小，塑性性能下降的現(xiàn)象稱為過熱。加熱溫度接近熔點，會使晶界氧化甚至溶化，導(dǎo)致金屬的塑性變形能力完全消失的現(xiàn)象，稱 為過燒。自由鍛的基本工序包括：鐓粗、拔長、沖孔。在模鍛設(shè)備上，利用高強(qiáng)度的鍛模，

16、使金屬坯料在模膛內(nèi)受壓產(chǎn)生塑性變形，而獲得所 需形狀、尺寸及內(nèi)部質(zhì)量鍛件的加工方法，稱為模鍛?？煞譃椋哄N上模鍛、壓力機(jī)上模鍛、 胎模鍛三類。七、焊接 指使相互分離的金屬材料借助于原子間的結(jié)合力連接起來的工藝方法，稱為焊接。分熔 化焊、壓力焊和釬焊。采用直流弧機(jī)焊接有正接與反接之分。把焊件接正極，焊條接負(fù)極的方法稱為正接法， 多用于較厚的焊件；焊件接負(fù)極，焊條接正極的方法稱為反接法，適合于焊接較薄的焊件或 不需要較多熱量的焊件，如非金屬、不銹鋼、鑄鐵等。焊條是供手工電弧焊用的溶化電極，由焊芯和藥皮組成。焊接接頭的基本形式有對接頭、搭接頭、角接頭和 T 形接頭等按焊縫的空間位置的不同可分為平焊、橫

17、焊、立焊和仰焊四種八、機(jī)械零件毛坯的選擇零件的失效是指零件嚴(yán)重?fù)p壞，完全破壞，喪失使用價值，或繼續(xù)工作不安全，或雖能 工作，但不能保證工作精度或達(dá)不到與其功效。常見的失效形式有：斷裂失效、過量變形失 效、表面損傷失效（包括表面磨損失效、表面腐蝕失效、表面疲勞失效） 。機(jī)械加工中常見的毛坯有型材毛坯、焊接組合毛坯、鑄造毛坯、壓力加工毛坯和粉末冶 金毛坯五種類型。毛坯的選擇原則：使用性原則、工藝性原則、經(jīng)濟(jì)性原則。九、金屬切削加工基礎(chǔ)在切削加工過程中，存在三個變化著的表面：待加工表面、已加工表面、切削表面 切削用量是指切削速度、進(jìn)給量和背吃刀量的總稱。又稱切削用量三要素。 刀具切削部分由三個刀面、

18、兩條刀刃和一個刀尖構(gòu)成。正交平面參考系由基面（通過切削刃選定點且垂直于假定主運動方向的平面稱為基面） 、 切削平面 （通過切削點選定點與主切削刃相切并垂直于基面的平面稱為切削平面） 、正交平面 組成（通過切削刃選定點同時垂直切削平面與基面的平面稱為正交平面） 。刀具的標(biāo)注角度有：前角、后角、主偏角、副偏角、刃傾角、副后角?；鎯?nèi)標(biāo)注和測 量的是主偏角與副偏角；正交平面內(nèi)標(biāo)注和測量的是前角與后角；切削平面標(biāo)注和測量的是 刃傾角；副正交平面標(biāo)注和測量的是副后角。例：按已給定條件標(biāo)注出如圖 1 的刀具幾何角度。刀具材料的性能直接影響切削加工過程、加工表面的質(zhì)量、切削效率和刀具壽命 刀具材料應(yīng)具備的性

19、能：高硬度、足夠的強(qiáng)度和韌性、高耐磨性、高耐熱性、良好的工藝性。圖1鎢鈷類硬質(zhì)合金（YG）主要用于加工鑄鐵、 有色金屬和非金屬材料。 常用的牌號有 YG3、 YG6 、YG8 等。G 后面的數(shù)字為 Co 的百分含量。硬質(zhì)合金中含鈷量越多，韌性越好，適于 粗加工，含鈷量少的用于精加工。鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金 （YT）主要用于加工塑性材料。 常用的牌號有 YT5、YT15 、YT30 等， T 后面的數(shù)字表示 TiC 的百分含量。鎢鈦鉭（鈮）鈷類硬質(zhì)合金（ YW） 適用于對鋼、鑄鐵和有色金屬進(jìn)行粗、精加工，通用 性較好。積屑瘤是在切削塑性材料時，由被加工工件材料在前刀面上切削刃附附近黏結(jié)堆積形成 的一楔狀的金屬塊。積屑瘤對粗加工有益，對精加工有害。積屑瘤的控制措施：采用低速或高速切削（< 5m/min > 40m/min ）； 增大刀具 前角,從而減