汽車機械基礎(chǔ)ppt第10章

1、第第10 10章章 有色金屬有色金屬與非金屬材料與非金屬材料l在純鋁中加入在純鋁中加入SiSi、CuCu、MgMg、ZnZn、MnMn等金屬等金屬元素形成元素形成鋁合金鋁合金?？娠@著提高力學性能，。可顯著提高力學性能，且仍保持密度小、比強度高、耐腐蝕、導且仍保持密度小、比強度高、耐腐蝕、導熱性好的優(yōu)點，可以用來制作機器零件。熱性好的優(yōu)點，可以用來制作機器零件。l鋁合金可通過固溶鋁合金可通過固溶時效處理來改變鋁合時效處理來改變鋁合金的力學性能。金的力學性能。l根據(jù)鋁合金的成分及生產(chǎn)工藝特點，可將根據(jù)鋁合金的成分及生產(chǎn)工藝特點，可將其分為其分為變形鋁合金變形鋁合金和和鑄造鋁合金鑄造鋁合金。l變形鋁

2、合金塑性較好，宜于進行壓力加工，變形鋁合金塑性較好，宜于進行壓力加工，一般由冶金廠由鋁錠加工成各種型材（板、一般由冶金廠由鋁錠加工成各種型材（板、帶、管等）產(chǎn)品供應，其合金含量一般小帶、管等）產(chǎn)品供應，其合金含量一般小于于5%（高強度鋁合金含量在（高強度鋁合金含量在8%14%）。）。按加入元素及主要性能特點分為防銹鋁、按加入元素及主要性能特點分為防銹鋁、硬鋁、超硬鋁和鍛鋁。常用變形鋁合金的硬鋁、超硬鋁和鍛鋁。常用變形鋁合金的牌號、成分、機械性能及用途見教材表牌號、成分、機械性能及用途見教材表10.1。l直接用鑄造方法澆注成零件或毛坯的鋁合金。其直接用鑄造方法澆注成零件或毛坯的鋁合金。其所含合金

3、元素的數(shù)量比較高，壓力加工性能差，所含合金元素的數(shù)量比較高，壓力加工性能差，但鑄造性能較好，可以制造形狀復雜的零件。合但鑄造性能較好，可以制造形狀復雜的零件。合金元素總的含量在金元素總的含量在8%25%范圍內(nèi)，以加入元素范圍內(nèi)，以加入元素不同而分為許多類別。不同而分為許多類別。l代號用代號用“ZL”加三位數(shù)字表示。第一位數(shù)字表示加三位數(shù)字表示。第一位數(shù)字表示合金類別：合金類別：1為鋁為鋁硅系，硅系，2為鋁為鋁銅系，銅系，3為為鋁鋁鎂系，鎂系，4為鋁為鋁鋅系；第二、三位數(shù)字表示合鋅系；第二、三位數(shù)字表示合金順序號，序號不同化學成分不同，優(yōu)質(zhì)在后面金順序號，序號不同化學成分不同，優(yōu)質(zhì)在后面加加“A

4、”。幾種常用鑄造鋁合金的牌號、成分、機。幾種常用鑄造鋁合金的牌號、成分、機械性能及用途見教材表械性能及用途見教材表10.2 。 l也稱也稱“電解銅電解銅”或或“紫銅紫銅”。含銅量。含銅量w wCuCu=99.5%=99.5%99.95%99.95%。具有良好的塑性、導電性具有良好的塑性、導電性和耐蝕性。其密度為和耐蝕性。其密度為8.9g/cm8.9g/cm3 3，熔點為，熔點為10831083，固態(tài)下為面心立方晶格，無同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。工固態(tài)下為面心立方晶格，無同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。工業(yè)純銅的強度、硬度低，不宜制作結(jié)構(gòu)零件，業(yè)純銅的強度、硬度低，不宜制作結(jié)構(gòu)零件，廣泛用于制造電線、電纜、銅管以及配制銅合廣

5、泛用于制造電線、電纜、銅管以及配制銅合金。金。l我國工業(yè)純銅常用的有我國工業(yè)純銅常用的有T1T1、T2T2、T3T3、T4T4四種，四種，代號中數(shù)字越大，表示雜質(zhì)含量越高。代號中數(shù)字越大，表示雜質(zhì)含量越高。l黃銅是以鋅為主要添加元素的銅合金，分為黃銅是以鋅為主要添加元素的銅合金，分為普通黃銅和特殊黃銅。幾種常用黃銅的牌號、普通黃銅和特殊黃銅。幾種常用黃銅的牌號、成分、機械性能及用途見教材表成分、機械性能及用途見教材表10.3。l青銅原指銅錫合金，因呈青黑色而得名。以青銅原指銅錫合金，因呈青黑色而得名。以后，由于需要發(fā)展了不含錫而加入鋁、硅、后，由于需要發(fā)展了不含錫而加入鋁、硅、錳、鉛等其他元素

6、的青銅，稱特殊青銅或無錳、鉛等其他元素的青銅，稱特殊青銅或無錫青銅。幾種常用青銅的牌號、成分、機械錫青銅。幾種常用青銅的牌號、成分、機械性能及用途見教材表性能及用途見教材表10.4。l鈦呈銀白色，熔點高（鈦呈銀白色，熔點高（1 725），密度?。芏刃。?.5g/cm3），導熱性差。），導熱性差。l力學性能與其純度有很大關(guān)系。分為力學性能與其純度有很大關(guān)系。分為4個等個等級：級：TA0、TAl、TA2、TA3，數(shù)字越大純，數(shù)字越大純度越低。度越低。l常用于制造常用于制造350以下工作的低載荷零件，以下工作的低載荷零件，如飛機骨架、發(fā)動機部件、耐海水管道及如飛機骨架、發(fā)動機部件、耐海水管道及柴

7、油機活塞、連桿等。柴油機活塞、連桿等。 l 型鈦合金（型鈦合金（TA）具有很好的強度、韌性、熱穩(wěn)）具有很好的強度、韌性、熱穩(wěn)定性、焊接性和鑄造性，抗氧化能力較好，塑性定性、焊接性和鑄造性，抗氧化能力較好，塑性較低，熱強性很好；較低，熱強性很好；l 型鈦合金（型鈦合金（TB）強度較高、韌性好，易于沖壓）強度較高、韌性好，易于沖壓成形，經(jīng)淬火和時效處理后強度進一步提高，主成形，經(jīng)淬火和時效處理后強度進一步提高，主要用于制造高強度板材和復雜形狀零件。要用于制造高強度板材和復雜形狀零件。l + 型鈦合金（型鈦合金（TC）兼有上述合金的優(yōu)點，即塑）兼有上述合金的優(yōu)點，即塑性好、熱強性好（可在性好、熱強性

8、好（可在400長期工作）、抗海長期工作）、抗海水腐蝕能力很強，生產(chǎn)工藝簡單，并可通過淬火水腐蝕能力很強，生產(chǎn)工藝簡單，并可通過淬火和時效處理進行強化，主要應用于飛機壓氣機盤和時效處理進行強化，主要應用于飛機壓氣機盤和葉片、艦艇耐壓殼體、大尺寸鍛件、模鍛件等。和葉片、艦艇耐壓殼體、大尺寸鍛件、模鍛件等。 l鎂的密度很小，耐蝕性很差，強度和塑性均不高，鎂的密度很小，耐蝕性很差，強度和塑性均不高，一般不直接用做結(jié)構(gòu)材料。一般不直接用做結(jié)構(gòu)材料。l鎂合金比強度更高，能承受較大的沖擊載荷和具鎂合金比強度更高，能承受較大的沖擊載荷和具有更高疲勞極限；耐蝕性好（特別耐煤油、汽油有更高疲勞極限；耐蝕性好（特別

9、耐煤油、汽油等礦物油和堿類的腐蝕），有良好的切削加工性。等礦物油和堿類的腐蝕），有良好的切削加工性。因此在航空、無線電通信、儀表等行業(yè)獲得廣泛因此在航空、無線電通信、儀表等行業(yè)獲得廣泛的應用。鎂合金是最有發(fā)展前景的汽車輕量化材的應用。鎂合金是最有發(fā)展前景的汽車輕量化材料之一。料之一。l鎂合金根據(jù)加工方法分為變形鎂合金（壓力加工鎂合金根據(jù)加工方法分為變形鎂合金（壓力加工鎂合金）和鑄造鎂合金兩類，代號分別以鎂合金）和鑄造鎂合金兩類，代號分別以“MB”和和“ZM”加序號表示。加序號表示。l常用的變形鎂合金有常用的變形鎂合金有MBl、MB2、MB8、MBl5。常用鑄造鎂合金有常用鑄造鎂合金有ZMl、Z

10、M2、ZM5。名名 稱稱符符 號號用用 途途 舉舉 例例聚乙烯聚乙烯PE車廂內(nèi)飾件、油箱、擋泥板、轉(zhuǎn)向盤、發(fā)動機罩、空氣車廂內(nèi)飾件、油箱、擋泥板、轉(zhuǎn)向盤、發(fā)動機罩、空氣導管導管聚氯乙烯聚氯乙烯PVC方向盤、坐墊套、車門內(nèi)板、儀表板、操縱桿蓋板等，方向盤、坐墊套、車門內(nèi)板、儀表板、操縱桿蓋板等，占車用塑料的占車用塑料的20%30%聚丙烯聚丙烯PP接線板、轉(zhuǎn)向盤、保險杠、風扇罩、散熱器柵格、燈罩、接線板、轉(zhuǎn)向盤、保險杠、風扇罩、散熱器柵格、燈罩、電線覆皮電線覆皮聚氨酯樹脂聚氨酯樹脂PU為主要內(nèi)飾材料：儀表板、方向盤、車門扶手、遮陽板、為主要內(nèi)飾材料：儀表板、方向盤、車門扶手、遮陽板、密封條、頭枕密

11、封條、頭枕ABS樹脂樹脂ABS儀表盤、控制箱、燈殼、擋泥板、變速桿、散熱器護柵儀表盤、控制箱、燈殼、擋泥板、變速桿、散熱器護柵有機玻璃有機玻璃PMMA燈罩、油杯、鏡片、遮陽板、標牌、油標燈罩、油杯、鏡片、遮陽板、標牌、油標聚酰胺（尼聚酰胺（尼龍）龍）PA冷卻風扇、濾網(wǎng)、把手、鋼板彈簧銷襯套、散熱器副油冷卻風扇、濾網(wǎng)、把手、鋼板彈簧銷襯套、散熱器副油箱箱聚甲醛聚甲醛POM各種閥門、轉(zhuǎn)向器襯套、萬向節(jié)軸承、各種手柄及門銷各種閥門、轉(zhuǎn)向器襯套、萬向節(jié)軸承、各種手柄及門銷酚醛塑料酚醛塑料PE制動襯片、離合器摩擦片、分電器蓋制動襯片、離合器摩擦片、分電器蓋聚碳酸酯聚碳酸酯PC保險杠、刻度板、殼體、水泵葉

12、輪保險杠、刻度板、殼體、水泵葉輪l大致分為大致分為傳統(tǒng)陶瓷傳統(tǒng)陶瓷和和特種陶瓷特種陶瓷兩大類。兩大類。l傳統(tǒng)陶瓷又稱普通陶瓷，主要以天然硅酸鹽礦物傳統(tǒng)陶瓷又稱普通陶瓷，主要以天然硅酸鹽礦物質(zhì)（黏土、長石、石英等）為原料，經(jīng)粉碎、成質(zhì)（黏土、長石、石英等）為原料，經(jīng)粉碎、成型、燒結(jié)后而成。按用途可分為日用陶瓷、建筑型、燒結(jié)后而成。按用途可分為日用陶瓷、建筑陶瓷、衛(wèi)生陶瓷、電器陶瓷、化工陶瓷和多孔陶陶瓷、衛(wèi)生陶瓷、電器陶瓷、化工陶瓷和多孔陶瓷。瓷。 l特種陶瓷又稱新型陶瓷，以化工原料（氧化物、特種陶瓷又稱新型陶瓷，以化工原料（氧化物、氮化物、碳化物等）為原料，經(jīng)配料、成型、燒氮化物、碳化物等）為原

13、料，經(jīng)配料、成型、燒結(jié)而成。按其用途可分為電容陶瓷、壓電陶瓷、結(jié)而成。按其用途可分為電容陶瓷、壓電陶瓷、磁性陶瓷、電光陶瓷、高溫陶瓷等。磁性陶瓷、電光陶瓷、高溫陶瓷等。 （2）陶瓷的性能及應用）陶瓷的性能及應用l具有很高的彈性模量和硬度（具有很高的彈性模量和硬度（1 500 HV），極高的紅硬性（可達），極高的紅硬性（可達1 000以以上），抗壓強度高，但抗拉強度和韌性都上），抗壓強度高，但抗拉強度和韌性都很低，脆性大很低，脆性大 ；l化學性能非常穩(wěn)定化學性能非常穩(wěn)定 ；l熔點很高，一般在熔點很高，一般在2 000左右左右 ；l導熱性和膨脹性小導熱性和膨脹性小 ；l大多是絕緣體，某些特種陶瓷具

14、有導電性大多是絕緣體，某些特種陶瓷具有導電性和導磁性。和導磁性。（3）幾種常用的特殊陶瓷）幾種常用的特殊陶瓷l氧化鋁陶瓷氧化鋁陶瓷的主要成分是的主要成分是Al2O3，又稱剛玉瓷。它，又稱剛玉瓷。它高溫強度高、硬度高、耐磨性好，具有良好的絕高溫強度高、硬度高、耐磨性好，具有良好的絕緣性和化學穩(wěn)定性。但抗熱振性能差，不能承受緣性和化學穩(wěn)定性。但抗熱振性能差，不能承受溫度的突變。在汽車工業(yè)中的典型用途為火花塞溫度的突變。在汽車工業(yè)中的典型用途為火花塞絕緣體，汽車排氣凈化器、發(fā)動機缸蓋底板、缸絕緣體，汽車排氣凈化器、發(fā)動機缸蓋底板、缸套、活塞頂?shù)纫灿玫搅颂沾刹牧?。套、活塞頂?shù)纫灿玫搅颂沾刹牧?。l氮化硅陶瓷氮化硅陶瓷（Si3N4）的顯著特點是抗熱振性能好，）的顯著特點是抗熱振性能好