汽車材料的主要性能講解

主講教師：吳小俊國家職業(yè)教育汽車車身維修技術專業(yè)教學資源庫知識點：汽車材料的主要性能

1、發(fā)動機：機體組、曲柄連桿機構、配氣機構、燃料供給系、潤滑系、冷卻系、起動系、點火系；2、底盤：轉向系、傳動系、行駛系、制動系；3、車身：駕駛室、車廂；4、電氣電子設備：電源；起動系、點火系；發(fā)動機電噴、防抱死制動等國家職業(yè)教育汽車車身維修技術專業(yè)教學資源庫一、汽車的主要構成

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鋼材占汽車自重的55％～60％；鑄鐵占5％一12％；有色金屬占6％一10％；塑料占8％～12％；橡膠占4％；玻璃占3％；其他材料(油漆、各種液體等)占6％～12％。結論：目前，汽車是以金屬材料為主，塑料、橡膠、陶瓷等非金屬材料占有一定的比例。國家職業(yè)教育汽車車身維修技術專業(yè)教學資源庫二、汽車材料應用概況（按照重量比較）

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汽車材料的分類汽車工程材料汽車運行材料汽車輪胎材料三、汽車材料分類國家職業(yè)教育汽車車身維修技術專業(yè)教學資源庫三、汽車材料分類

汽車材料的組成1、金屬材料(1)黑色金屬材料黑色金屬材料包括鋼和鑄鐵，即鋼鐵材料，它占金屬材料總量的95%以上，由于鋼鐵材料力學性能優(yōu)良和具有低廉的價格，所以在工程材料中一直占據(jù)不可代替的主導地位。鋼可以分為碳素鋼和合金鋼。鑄鐵由于具有良好的鑄造性能、切削加工性能、耐磨性、減震性，而且價格低廉，因此，廣泛應用汽車制造業(yè)。國家職業(yè)教育汽車車身維修技術專業(yè)教學資源庫四、汽車工程材料

1、金屬材料(2)有色金屬材料有色金屬的特性：材質(zhì)輕、導電性好。汽車的部分零部件已經(jīng)用有色金屬取代的鋼鐵材料。國家職業(yè)教育汽車車身維修技術專業(yè)教學資源庫四、汽車工程材料

2、高分子材料高分子材料屬于有機合成材料，亦稱聚合物。天然高分子材料:

如蠶絲、羊毛、油脂、纖維素等人工合成高分子材料:

塑料、合成纖維、橡膠、膠粘劑和涂料塑料:汽車保險杠、汽車內(nèi)飾件、高檔車用安全玻璃、儀表面板等零部件，國家職業(yè)教育汽車車身維修技術專業(yè)教學資源庫四、汽車工程材料

2、高分子材料合成纖維:尼龍、聚酯座墊、安全帶、內(nèi)飾件等橡膠通常用來制造汽車的輪胎、內(nèi)胎、防振橡膠、軟管、密封帶、傳動帶等零部件；膠粘劑:粘接、密封等作用，并可簡化制造工藝；車用涂料:車身防銹、美化作用。國家職業(yè)教育汽車車身維修技術專業(yè)教學資源庫四、汽車工程材料

3、陶瓷材料

陶瓷材料屬于無機非金屬材料，主要為金屬氧化物和非金屬氧化物普通陶瓷、玻璃、特種陶瓷制造火花塞;各種傳感器(爆振傳感器、氧傳感器、溫度傳感器);發(fā)動機部件或整機、氣體渦輪熱交換器部件;可以達到提高熱效率、降低能耗、減輕自重的目的等玻璃:鋼化玻璃;區(qū)域鋼化玻璃;普通復合玻璃;HPR(具有高穿透抗力)夾層玻璃。應用：主要為窗玻璃國家職業(yè)教育汽車車身維修技術專業(yè)教學資源庫四、汽車工程材料

4、復合材料：

復合材料是指由兩種或兩種以上不同材料組合成的材料。纖維增強復合材料(FRP)：汽車車頂導流板、擋風窗框、車身外裝板件，采用制造具有質(zhì)輕、耐沖擊、便于加工異形曲面、美觀等優(yōu)點；纖維增強金屬(FRM)：發(fā)動機的活塞頂、連桿、缸體等零件，可顯著提高零件的耐磨性、熱傳導性、耐熱性，并減小熱膨脹；防彈玻璃

國家職業(yè)教育汽車車身維修技術專業(yè)教學資源庫四、汽車工程材料

1、金屬材料的性能使用性能：指材料在使用過程中所表現(xiàn)的性能，主要包括力學性能、物理性能和化學性能。工藝性能：指在制造機械零件的過程中，材料適應各種冷、熱加工和熱處理的性能。包括鑄造性能、鍛造性能、焊接性能、沖壓性能、切削加工性能和熱處理工藝性能等。2、金屬材料力學性能材料在外力作用下表現(xiàn)出來的性能，主要有強度、塑性、硬度、沖擊韌度和疲勞強度等。國家職業(yè)教育汽車車身維修技術專業(yè)教學資源庫五、材料的性能

拉伸實驗與拉伸曲線1.拉伸試樣GB6397-86規(guī)定《金屬拉伸試樣》有：圓形、矩形、異型及全截面．常用標準圓截面試樣。長試樣：L0=10d0;短試樣：L0=5d0國家職業(yè)教育汽車車身維修技術專業(yè)教學資源庫五、材料的性能

拉伸試樣拉伸實驗與拉伸曲線國家職業(yè)教育汽車車身維修技術專業(yè)教學資源庫五、材料的性能

拉伸試樣的頸縮現(xiàn)象拉伸實驗與拉伸曲線3.拉伸曲線國家職業(yè)教育汽車車身維修技術專業(yè)教學資源庫五、材料的性能

Δl

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FbbkFss

ogfeFepFpop段：比例彈性變形階段；pe段：非比例彈性變形階段；平臺或鋸齒（s段）：屈服階段；sb段：均勻塑性變形階段，是強化階段。b點：形成了“縮頸”。bk段：非均勻變形階段，承載下降，到k點斷裂。斷裂總伸長為Of，其中塑形變形Og(試樣斷后測得的伸長)，彈性伸長gf。強度的指標強度指材料抵抗塑性變形和斷裂的能力。1、屈服點σs=Fs/S0

符號：

σs材料產(chǎn)生屈服現(xiàn)象時的最小應力

Fs：試樣屈服時所承受的拉伸力（N）

S0：試樣原始橫截面積（mm）國家職業(yè)教育汽車車身維修技術專業(yè)教學資源庫五、材料的性能

σs強度的指標強度指材料抵抗塑性變形和斷裂的能力。2.抗拉強度：試樣在斷裂前所能承受的最大應力。用符號：

b表示它表示材料抵抗斷裂的能力。另：

e表示彈性極限。在外力作用下產(chǎn)生彈性變形時所承受的最大拉應力。國家職業(yè)教育汽車車身維修技術專業(yè)教學資源庫五、材料的性能

σbσsσe塑性指標塑性是材料在靜載荷作用下產(chǎn)生塑性變形而不破壞的能力。評定指標是斷后伸長率和斷面收縮率。1、斷后伸長率指試樣拉斷后標距的伸長量與原標距長度的百分比。δ=(L1-L)/Lx100%L:標距（本實驗L=100）

L1:拉斷時的試件標距。用卡尺直接量出。2、斷面收縮率指試樣拉斷后縮項處橫截面積的最大縮減量與原始橫截面積的百分比。Ψ=(A0-A1)/A0x100%A0:試件原橫截面積。

A1:斷裂后頸縮處的橫截面積，用卡尺直接量出。國家職業(yè)教育汽車車身維修技術專業(yè)教學資源庫五、材料的性能

硬度1、定義：指材料局部表面抵抗塑性變形和破壞的能力。它是衡量材料軟硬程度的指標，其物理含義與試驗方法有關。2、硬度的測試方法（1）布氏硬度（2）洛氏硬度（3）維氏硬度（4）肖氏硬度國家職業(yè)教育汽車車身維修技術專業(yè)教學資源庫五、材料的性能

硬度（一）布氏硬度原理:用一定直徑的球體（淬火鋼球或硬質(zhì)合金球）以相應的試驗力壓入待測材料表面，保持規(guī)定時間并達到穩(wěn)定狀態(tài)后卸除試驗力，測量材料表面壓痕直徑，以計算硬度的一種壓痕硬度試驗方法。2、布氏硬度值用球面壓痕單位面積上所承受的平均壓力表示。如：120HBS500HBW國家職業(yè)教育汽車車身維修技術專業(yè)教學資源庫五、材料的性能

硬度（一）布氏硬度國家職業(yè)教育汽車車身維修技術專業(yè)教學資源庫五、材料的性能

硬度（一）布氏硬度3、優(yōu)缺點（1）測量值較準確，重復性好，可測組織不均勻材料（鑄鐵）（2）可測的硬度值不高（3）不測試成品與薄件（4）測量費時，效率低4、測量范圍用于測量灰鑄鐵、結構鋼、非鐵金屬及非金屬材料等.國家職業(yè)教育汽車車身維修技術專業(yè)教學資源庫五、材料的性能

硬度（二）洛氏硬度1、洛氏硬度試驗（洛氏硬度計）原理:用金剛石圓錐或淬火鋼球，在試驗力的作用下壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定時間后卸除試驗力，用測量的殘余壓痕深度增量來計算硬度的一種壓痕硬度試驗。2、洛氏硬度值用測量的殘余壓痕深度表示?？蓮谋肀P上直接讀出。如：50HRC國家職業(yè)教育汽車車身維修技術專業(yè)教學資源庫五、材料的性能

硬度（二）洛氏硬度國家職業(yè)教育汽車車身維修技術專業(yè)教學資源庫五、材料的性能

h1-h0洛氏硬度測試示意圖硬度（二）洛氏硬度3、優(yōu)缺點（1）試驗簡單、方便、迅速（2）壓痕小，可測成品，薄件（3）數(shù)據(jù)不夠準確，應測三點取平均值（4）不能測組織不均勻材料，如鑄鐵。4、測量范圍用于測量淬火鋼、硬質(zhì)合金等材料.國家職業(yè)教育汽車車身維修技術專業(yè)教學資源庫五、材料的性能

韌性

(1)沖擊韌度αK

材料抵抗大能量一次沖擊的能力原理:國家職業(yè)教育汽車車身維修技術專業(yè)教學資源庫五、材料的性能

韌性

(1)沖擊韌度αK

材料抵抗大能量一次沖擊的能力原理:國家職業(yè)教育汽車車身維修技術專業(yè)教學資源庫五、材料的性能

疲勞強度

疲勞概念：承受交變應力的零件，在工作應力低于材料的屈服強度的情況下長時間工作時，會產(chǎn)生裂紋或突然斷裂，這