第二章鋼鐵材料及其在汽車(chē)上的應(yīng)用

1、鋼鐵材料的主要組成元素是鐵和碳，又稱(chēng)為鐵碳合金。鋼鐵材料具有良好的性能。且加工方便。因此是汽車(chē)制造工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的材料。鋼鐵材料是汽車(chē)用的主體材料，其用量超過(guò)汽車(chē)用材總量的2/3。鋼鐵材料包括碳素鋼、合金鋼和鑄鐵。含碳量小于2.11%的鐵碳合金稱(chēng)為鋼鋼，含碳量大于2.11%的鐵碳合金稱(chēng)為鑄鐵鑄鐵。1了解碳及常存元素對(duì)碳素鋼性能的影響。2掌握碳素鋼的分類(lèi)方法。3掌握碳素鋼在汽車(chē)上的應(yīng)用。碳素鋼簡(jiǎn)稱(chēng)碳鋼，是含碳量大于0.0218%而小于2.11%的鐵碳合金。在汽車(chē)零件制造中得到廣泛應(yīng)用。常用碳素鋼制造的汽車(chē)零件a）低碳鋼制造的機(jī)油盤(pán) b）低碳鋼制造的氣缸蓋罩c）中碳鋼制造的曲軸 d）中碳鋼制造的

2、連桿碳素鋼以鐵元素為基體，鋼中除鐵以外，主要元素是碳，還含有少量的錳、硅、硫、磷等常存元素。碳是決定鋼性能的主要元素。隨著含碳量的增加，碳素鋼的強(qiáng)度、硬度升高，塑性和韌性降低。含碳量對(duì)鋼的鑄造性能、焊接性能和熱處理性能等均有影響。含碳量對(duì)鋼力學(xué)性能的影響（1）錳、硅的影響錳、硅是有益元素，能提高鋼的強(qiáng)度和硬度。其中，硅還能使鋼的流動(dòng)性變好，有利于澆鑄成形，但含量過(guò)高會(huì)降低鋼的塑性；錳還可以減少硫?qū)︿摰挠泻ψ饔?。?）硫、磷的影響硫、磷是有害元素，它們會(huì)使鋼的塑性和韌性下降。硫還會(huì)使鋼在鍛造、軋制等熱加工時(shí)產(chǎn)生 “熱脆”現(xiàn)象；磷雖能增強(qiáng)鋼的硬度和強(qiáng)度，但磷能使鋼在低溫時(shí)塑性和韌性大大下降，這種現(xiàn)

3、象稱(chēng)為“冷脆”。（1）低碳鋼含碳量約0.25%。（2）中碳鋼含碳量0.25%0.60%。（3）高碳鋼含碳量約0.60%。根據(jù)鋼中有害雜質(zhì)元素可分為：（1）普通質(zhì)量鋼含硫量0.050%，含磷量0.045%。（2）優(yōu)質(zhì)鋼硫、磷含量0.035%。（3）高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼硫、磷含量0.025%。（4）特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼含硫量約0.015%，含磷量約0.025%。（1）碳素結(jié)構(gòu)鋼用于制造汽車(chē)零件和工程構(gòu)件。（2）碳素工具鋼用于制造刀具、量具和模具。此外，按鋼的脫氧程度分類(lèi)，可分為鎮(zhèn)靜鋼（脫氧程度完全）、沸騰鋼（脫氧程度不完全）和半鎮(zhèn)靜鋼（脫氧程度介于鎮(zhèn)靜鋼和沸騰鋼之間）等。碳素結(jié)構(gòu)鋼的含碳量在0.06%0.38%之間，

4、雜質(zhì)元素硫、磷的含量較多，故強(qiáng)度不夠高。但這類(lèi)鋼冶煉方便、產(chǎn)量高、價(jià)格低，具有較好的塑性和焊接性能，能滿足一般使用要求，因而大量用于制造結(jié)構(gòu)件和要求不高的汽車(chē)零件。碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)由字母“Q”、屈服強(qiáng)度數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)和脫氧程度符號(hào)組成。Q屈服強(qiáng)度數(shù)值屈服強(qiáng)度數(shù)值質(zhì)量等級(jí)符號(hào)質(zhì)量等級(jí)符號(hào)脫氧程度符號(hào)脫氧程度符號(hào)常用碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)及其在汽車(chē)上的應(yīng)用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼是應(yīng)用極為廣泛的機(jī)械制造用鋼。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼按其含錳量不同，分為普通含錳量鋼（含錳量小于0.8%）和較高含錳量鋼（含錳量為0.7%1.2%）兩類(lèi)。二者含碳量相同時(shí)，較高含錳鋼的強(qiáng)度優(yōu)于普通含錳量鋼。常用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)、性能及在汽

5、車(chē)上的應(yīng)用鑄造碳鋼是將鋼液直接澆注成零件毛坯的碳鋼。常用鑄造碳鋼的牌號(hào)及在汽車(chē)上的應(yīng)用1掌握熱處理的分類(lèi)方法。2掌握鋼的普通熱處理方法。3掌握鋼的表面熱處理方法。熱處理是將鋼在固態(tài)下加熱、保溫和冷卻，使鋼的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，以獲得所需性能的一種工藝方法。常用的有普通熱處理和表面熱處理兩大類(lèi)。熱處理工藝曲線普通熱處理通常是指對(duì)工件進(jìn)行整體的熱處理。按其加熱溫度和冷卻方法不同，常用的有退火、正火、淬火和回火等。退火就是將鋼件加熱到一定溫度，保溫一定時(shí)間后隨爐緩慢冷卻的熱處理工藝。退火視頻退火視頻正火就是將鋼件加熱到一定溫度，保溫一定時(shí)間后在空氣中冷卻的熱處理工藝。淬火就是將鋼件加熱到一定溫度，保溫

6、一定時(shí)間后在冷卻介質(zhì)中快速冷卻的熱處理工藝。正火視頻正火視頻淬火視頻淬火視頻回火就是將淬火后的鋼件加熱到一定溫度以下，保溫一定時(shí)間后冷卻的熱處理工藝。根據(jù)工件性能要求不同，淬火鋼的回火主要有低溫回火（150250）、中溫回火（350450）和高溫回火（500650）三種。回火視頻回火視頻按零件要求和工藝不同，常用的表面熱處理方法有表面淬火和表面化學(xué)熱處理兩種。表面淬火就是僅對(duì)工件表層進(jìn)行淬火的熱處理工藝。根據(jù)加熱方法不同，常用的有火焰加熱表面淬火和感應(yīng)加熱表面淬火。表面淬火視頻表面淬火視頻（1）火焰加熱表面淬火利用氧乙炔火焰對(duì)工件表面進(jìn)行加熱，使其表面迅速達(dá)到淬火溫度，隨即噴水冷卻的過(guò)程稱(chēng)為火

7、焰加熱表面淬火?；鹧婕訜岜砻娲慊?噴水管 2燒嘴 3移動(dòng)方向 4工件 5淬硬層（2）感應(yīng)加熱表面淬火利用感應(yīng)電流通過(guò)工件時(shí)產(chǎn)生的熱效應(yīng)，使工件表面迅速達(dá)到淬火溫度，隨即快速?lài)娝鋮s的過(guò)程稱(chēng)為感應(yīng)加熱表面淬火。感應(yīng)加熱表面淬火1加熱感應(yīng)器2工件3噴水套管4淬硬層5冷卻水6電流7電流集中層表面化學(xué)熱處理是通過(guò)一定的工藝方法，將一種或幾種元素滲入鋼件表面，以改變其化學(xué)成分和組織結(jié)構(gòu)，從而獲得所需性能的熱處理工藝。按滲入元素不同，表面化學(xué)熱處理有滲碳、滲氮和碳氮共滲等。（1）滲碳滲碳是將鋼件放在含碳介質(zhì)中加熱并保溫，使活性碳原子滲入表層，以增加表面含碳量的熱處理工藝。常用方法有固體滲碳、液體滲碳和氣體

8、滲碳等。（2）滲氮滲氮是將活性氮原子滲入鋼件表面的熱處理工藝，也稱(chēng)氮化處理。滲碳視頻滲碳視頻（3）碳氮共滲碳氮共滲也稱(chēng)氰化處理，是向鋼件表面同時(shí)滲入碳和氮的熱處理工藝。碳氮共滲一般以碳為主。經(jīng)碳氮共滲后的工件還需進(jìn)行淬火及回火處理。1掌握合金鋼的優(yōu)點(diǎn)。2掌握合金鋼的分類(lèi)和牌號(hào)。3掌握合金鋼在汽車(chē)上的應(yīng)用。合金鋼和碳素鋼相比有許多優(yōu)點(diǎn)：在相同的淬火條件下，能獲得更深的淬硬層；具有良好的綜合力學(xué)性能；具有良好的耐磨性、耐蝕性和耐高溫性等特殊性能。常見(jiàn)的汽車(chē)合金鋼零件高速鋼含碳量的表示方法有所不同，雖然含碳量小于1.0%，但也不標(biāo)注。例如：常用低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)及在汽車(chē)上的應(yīng)用這類(lèi)鋼的含碳量一

9、般為0.10%0.25%，較低的含碳量能保證零件心部具有足夠的塑性和韌性。常用合金滲碳鋼的牌號(hào)及汽車(chē)上的應(yīng)用常用合金調(diào)質(zhì)鋼的牌號(hào)及在汽車(chē)上的應(yīng)用1了解鑄鐵的種類(lèi)。2了解鑄鐵在汽車(chē)上的應(yīng)用。鑄鐵的含碳量大于2.11%（一般在2.5%4.0%之間）。鑄鐵是用途廣泛的工程材料，汽車(chē)中常見(jiàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋、變速箱殼體等大多由鑄鐵制造。常見(jiàn)的汽車(chē)鑄鐵零件a）合金鑄鐵制造的氣缸體b）灰鑄鐵制造的變速器殼c）可鍛鑄鐵制造的驅(qū)動(dòng)橋殼d）球墨鑄鐵制造的凸輪軸常用灰鑄鐵的牌號(hào)及在汽車(chē)上的應(yīng)用常用可鍛鑄鐵的牌號(hào)及在汽車(chē)上的應(yīng)用常用球墨鑄鐵的牌號(hào)及在汽車(chē)上的應(yīng)用耐磨鑄鐵是在灰鑄鐵中加入鉻、鉬、銅、鈦、磷等合金元素而形成的。常用的耐磨鑄鐵有高磷耐磨鑄鐵和鉻鉬銅耐磨鑄鐵等，主要用于制造在高溫下強(qiáng)烈摩擦的零件，如汽車(chē)的氣缸套、活塞環(huán)等。1碳、硅、錳、硫、磷元素對(duì)碳素