汽車材料金屬的性能

1、汽車材料汽車材料金屬的性能金屬的性能 第一部分 汽車工程材料第二部分 汽車運(yùn)行材料第三部分 金屬加工知識第四部分 汽車美容材料一、汽車材料概述一、汽車材料概述二、金屬材料的性能二、金屬材料的性能本本 章章 內(nèi)內(nèi) 容容本本 章章 內(nèi)內(nèi) 容容1、掌握金屬材料的物理化學(xué)及工藝性能。、掌握金屬材料的物理化學(xué)及工藝性能。2、掌握金屬材料的強(qiáng)度與塑性、沖擊韌性、硬度的、掌握金屬材料的強(qiáng)度與塑性、沖擊韌性、硬度的概念。概念。3、理解疲勞強(qiáng)度和斷裂韌性、理解疲勞強(qiáng)度和斷裂韌性1.材料與人類生活材料與人類生活材料材料是人類用于制造是人類用于制造物品物品、器件器件、構(gòu)件構(gòu)件、機(jī)器機(jī)器或其他產(chǎn)品的那些物質(zhì)?；蚱渌a(chǎn)

2、品的那些物質(zhì)。第一節(jié)第一節(jié) 汽車材料概述汽車材料概述人們按照在使用中占主導(dǎo)地位的材料劃分歷史：人們按照在使用中占主導(dǎo)地位的材料劃分歷史：石器時代石器時代陶器陶器青銅器青銅器鐵器鐵器鋼鐵鋼鐵合成材合成材料料復(fù)合材料。復(fù)合材料。 金屬材料金屬材料（ 純金屬及合金 ） 黑色金屬（黑色金屬（ 鋼鐵鋼鐵 ) 有色金屬有色金屬 (Cu、Al、Ti、Mg ) 有機(jī)高分子材料（主要成分、）有機(jī)高分子材料（主要成分、） 塑料、橡膠、塑料、橡膠、合成纖維等合成纖維等 無機(jī)材料無機(jī)材料 玻璃、水泥、陶瓷等玻璃、水泥、陶瓷等 非金屬材料非金屬材料 復(fù)合材料復(fù)合材料玻璃纖維增強(qiáng)塑料等汽車工程材料的分類汽車工程材料的分類

3、 車用汽油車用汽油 燃料燃料 輕柴油輕柴油 其它代用燃料其它代用燃料 發(fā)動機(jī)油發(fā)動機(jī)油 車輛齒輪油車輛齒輪油 潤滑油潤滑油 液力傳動油液力傳動油 液壓油液壓油 潤滑脂潤滑脂 制動液制動液 工作液工作液 減振器液減振器液 發(fā)動機(jī)冷卻液發(fā)動機(jī)冷卻液 制冷劑制冷劑 汽車運(yùn)行材料汽車運(yùn)行材料汽車運(yùn)行材料的分類汽車運(yùn)行材料的分類v材料的性能包括材料的性能包括使用性能使用性能和和工藝性能工藝性能。 v使用性能：使用性能：是指是指零部件在正常使用條件下材料所零部件在正常使用條件下材料所表現(xiàn)出來的性能表現(xiàn)出來的性能。主要包括力學(xué)性能、物理性能。主要包括力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能。和化學(xué)性能。v工藝性能：工藝

4、性能：是指是指材料在被制成各種零部件的過程材料在被制成各種零部件的過程中，材料適應(yīng)各種冷、熱加工的性能中，材料適應(yīng)各種冷、熱加工的性能。v 對于金屬材料來講，工藝性能主要包括了對于金屬材料來講，工藝性能主要包括了鑄鑄造性能造性能、鍛造性能鍛造性能、焊接性能焊接性能、切削加工性能切削加工性能和和熱處理工藝性能熱處理工藝性能。第二節(jié)第二節(jié) 金屬材料的性能金屬材料的性能2.1 金屬材料的物理性能金屬材料的物理性能2.1 物理性能物理性能 金屬的物理性能是指金屬固有的屬性，包括密金屬的物理性能是指金屬固有的屬性，包括密度、熔點(diǎn)、導(dǎo)電性、熱膨脹性和磁性等。度、熔點(diǎn)、導(dǎo)電性、熱膨脹性和磁性等。 1.密度密

5、度 金屬的密度即是單位體積金屬的質(zhì)量。在體積金屬的密度即是單位體積金屬的質(zhì)量。在體積相同的情況下，金屬材料的密度越大，其質(zhì)量也相同的情況下，金屬材料的密度越大，其質(zhì)量也越大。越大。2.熔點(diǎn)熔點(diǎn) 金屬或合金從固態(tài)向液態(tài)轉(zhuǎn)變時的溫度稱為熔金屬或合金從固態(tài)向液態(tài)轉(zhuǎn)變時的溫度稱為熔點(diǎn)。點(diǎn)。2.1 金屬材料的物理性能金屬材料的物理性能3.導(dǎo)電性導(dǎo)電性 金屬材料傳導(dǎo)電流的性能稱為導(dǎo)電性。金屬材料傳導(dǎo)電流的性能稱為導(dǎo)電性。金屬的導(dǎo)金屬的導(dǎo)電性以銀為最好電性以銀為最好，銅、鋁次之。，銅、鋁次之。 導(dǎo)電性好的金屬，如純銅、純鋁適于做導(dǎo)電材料導(dǎo)電性好的金屬，如純銅、純鋁適于做導(dǎo)電材料;導(dǎo)電性差的金屬，如鐵鉻鋁合金

6、適于做電熱元件。導(dǎo)電性差的金屬，如鐵鉻鋁合金適于做電熱元件。 4.熱膨脹性熱膨脹性金屬材料隨溫度變化而膨脹、收縮的特性稱為熱膨金屬材料隨溫度變化而膨脹、收縮的特性稱為熱膨脹性脹性2.2金屬材料的化學(xué)性能金屬材料的化學(xué)性能v 2.2 化學(xué)化學(xué)性能性能v 金屬的化學(xué)性能是指金屬在化學(xué)作用下所表現(xiàn)出的性能，金屬的化學(xué)性能是指金屬在化學(xué)作用下所表現(xiàn)出的性能，如耐腐蝕性、抗氧化性和化學(xué)穩(wěn)定性等如耐腐蝕性、抗氧化性和化學(xué)穩(wěn)定性等v 1.耐腐蝕性耐腐蝕性v 金屬材料在常溫下抵抗氧、水蒸氣及其他化學(xué)介質(zhì)腐蝕破金屬材料在常溫下抵抗氧、水蒸氣及其他化學(xué)介質(zhì)腐蝕破壞作用的能力稱為耐腐蝕性。壞作用的能力稱為耐腐蝕性。

7、v 2.抗氧化性抗氧化性v 金屬材料在加熱時抵抗氧化作用的能力稱為抗氧化性。金金屬材料在加熱時抵抗氧化作用的能力稱為抗氧化性。金屬材料的氧化隨溫度的升高而加速。例如，鋼材在鑄造、屬材料的氧化隨溫度的升高而加速。例如，鋼材在鑄造、鍛造、熱處理、焊接等熱加工過程中，氧化比較嚴(yán)重，這鍛造、熱處理、焊接等熱加工過程中，氧化比較嚴(yán)重，這不僅造成材料過量的損耗，也可形成各種缺陷。不僅造成材料過量的損耗，也可形成各種缺陷。鑄造性能：鑄造性能：流動性、收縮性流動性、收縮性熱處理性能：熱處理性能：淬透性淬透性壓力加工性能：壓力加工性能：塑性、變形抗力塑性、變形抗力焊接性能：焊接性能：焊接性焊接性切削性能：切削性

8、能：表面粗糙度、刀具壽命表面粗糙度、刀具壽命二、材料的工藝性能二、材料的工藝性能 金屬材料的工藝性能是指材料加工成型獲得合格產(chǎn)金屬材料的工藝性能是指材料加工成型獲得合格產(chǎn)品的難易程度。品的難易程度。包括包括: : 鑄造是將熔化的金屬或合金，注入鑄型型腔內(nèi)以獲得相鑄造是將熔化的金屬或合金，注入鑄型型腔內(nèi)以獲得相應(yīng)鑄件的工藝方法。應(yīng)鑄件的工藝方法。 熔融金屬的流動能力稱為熔融金屬的流動能力稱為流動性流動性，它主要受金屬化學(xué)成，它主要受金屬化學(xué)成分和澆注溫度等的影響。流動性好的金屬易充滿鑄型，從而分和澆注溫度等的影響。流動性好的金屬易充滿鑄型，從而獲得外形完整、尺寸精確、輪廓清晰的鑄件。獲得外形完整

9、、尺寸精確、輪廓清晰的鑄件。 鑄件在凝固和冷卻過程中，其體積和尺寸減小的現(xiàn)象稱鑄件在凝固和冷卻過程中，其體積和尺寸減小的現(xiàn)象稱為為收縮性收縮性。 金屬凝固后，內(nèi)部化學(xué)成分和組織的不均勻現(xiàn)象稱為金屬凝固后，內(nèi)部化學(xué)成分和組織的不均勻現(xiàn)象稱為偏偏析析。鑄造性能鑄造性能焊接性能焊接性能v焊接是將兩部分金屬，通過加熱或加壓借助焊接是將兩部分金屬，通過加熱或加壓借助原子間的結(jié)合力，使它們牢固地連接成整體原子間的結(jié)合力，使它們牢固地連接成整體的工藝方法?？煞譃槿刍?、壓力焊、釬焊的工藝方法。可分為熔化焊、壓力焊、釬焊三種三種。v所謂焊接性能，是指能否將金屬用一定的焊所謂焊接性能，是指能否將金屬用一定的焊接

10、方法，焊成優(yōu)良接頭的性能。它可以通過接方法，焊成優(yōu)良接頭的性能。它可以通過焊接試驗來評定，其主要標(biāo)準(zhǔn)是產(chǎn)生裂縫的焊接試驗來評定，其主要標(biāo)準(zhǔn)是產(chǎn)生裂縫的可能性和裂紋的多少，以及有無氣孔產(chǎn)生?？赡苄院土鸭y的多少，以及有無氣孔產(chǎn)生。切削加工性能切削加工性能 材料進(jìn)行各種切削加工（如車、銑、刨、鉆、鏜等）材料進(jìn)行各種切削加工（如車、銑、刨、鉆、鏜等）時的難易程度稱為切削加工性能。評定材料的切削加工時的難易程度稱為切削加工性能。評定材料的切削加工性能也是比較復(fù)雜的，一般用材料被切削的難易程度、性能也是比較復(fù)雜的，一般用材料被切削的難易程度、切削后表面粗糙度和刀具壽命等幾方面來衡量。切削后表面粗糙度和刀具

11、壽命等幾方面來衡量。影響切削加工性能的因素主要有工件的化學(xué)成分、組影響切削加工性能的因素主要有工件的化學(xué)成分、組織狀態(tài)、硬度、塑性、導(dǎo)熱性和形變強(qiáng)化等?？棤顟B(tài)、硬度、塑性、導(dǎo)熱性和形變強(qiáng)化等。 金屬的熱處理性能是指金屬能否通過熱處理工藝來改善金屬的熱處理性能是指金屬能否通過熱處理工藝來改善或提高金屬的力學(xué)性能?；蛱岣呓饘俚牧W(xué)性能。熱處理性能熱處理性能 熱處理是改變材料性能的主要手段。在熱處理過程中，熱處理是改變材料性能的主要手段。在熱處理過程中，材料的成分、組織、結(jié)構(gòu)發(fā)生變化從而引起了成分結(jié)構(gòu)敏材料的成分、組織、結(jié)構(gòu)發(fā)生變化從而引起了成分結(jié)構(gòu)敏感性參數(shù)的改變。感性參數(shù)的改變。2.42.4金屬

12、材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能 u材料的力學(xué)性能：材料的力學(xué)性能：是指材料在是指材料在外加載荷（靜載荷、外加載荷（靜載荷、沖擊載荷、交變載荷）沖擊載荷、交變載荷）作用下所表現(xiàn)出來的性能。作用下所表現(xiàn)出來的性能。 包括包括強(qiáng)度強(qiáng)度、塑性塑性、硬度硬度、韌性韌性、疲勞疲勞及及斷裂斷裂等；等； 材料在加工及使用過程中所受的外力稱為材料在加工及使用過程中所受的外力稱為載荷載荷。 v 材料在外力的作用下將發(fā)生形狀和尺寸變化，稱材料在外力的作用下將發(fā)生形狀和尺寸變化，稱為為變形變形。v外力去處后能夠恢復(fù)的變形稱為外力去處后能夠恢復(fù)的變形稱為彈性變形彈性變形。v外力去處后不能恢復(fù)的變形稱為外力去處后不能恢

13、復(fù)的變形稱為塑性變形塑性變形。 根據(jù)載荷作用性質(zhì)不同，可分為根據(jù)載荷作用性質(zhì)不同，可分為靜載荷、沖擊載荷、疲勞靜載荷、沖擊載荷、疲勞載荷載荷。 根據(jù)載荷的作用方式不同，可分為根據(jù)載荷的作用方式不同，可分為拉伸載荷、壓縮載荷、拉伸載荷、壓縮載荷、彎曲載荷、剪切載荷、扭轉(zhuǎn)載荷。彎曲載荷、剪切載荷、扭轉(zhuǎn)載荷。2.42.4 材料的力學(xué)性能材料的力學(xué)性能 載荷的形式 一、一、 強(qiáng)度強(qiáng)度圖圖8-1 拉伸試樣拉伸試樣 金屬材料抵抗塑性變形或斷裂的能力稱為強(qiáng)度。金屬材料抵抗塑性變形或斷裂的能力稱為強(qiáng)度。 強(qiáng)度指標(biāo)一般可通過金強(qiáng)度指標(biāo)一般可通過金屬拉伸試驗來測定。拉伸試驗采用標(biāo)準(zhǔn)拉伸試樣，在拉伸試驗機(jī)上緩慢施加

14、靜屬拉伸試驗來測定。拉伸試驗采用標(biāo)準(zhǔn)拉伸試樣，在拉伸試驗機(jī)上緩慢施加靜載荷，同時連續(xù)測量力和相應(yīng)的伸長，直至把試樣拉斷為止，依據(jù)測出的拉伸載荷，同時連續(xù)測量力和相應(yīng)的伸長，直至把試樣拉斷為止，依據(jù)測出的拉伸曲線，求出相應(yīng)的力學(xué)性能指標(biāo)。曲線，求出相應(yīng)的力學(xué)性能指標(biāo)。試驗時，試件兩端裝卡在試驗機(jī)卡頭上，施加緩慢增加的拉力，直到把試件拉斷為止。 （一）（一） 材料的力學(xué)性能材料的力學(xué)性能 在萬能材料實驗機(jī)上做拉伸實驗拉伸試驗拉伸試驗 下圖為低碳鋼的拉伸曲線，圖中縱坐標(biāo)表示載荷單位為N；橫坐標(biāo)表示絕對伸長量L，單位為mm。幾個變形階段：（1）Oe彈性變形階段（2）es屈服階段 （3）sd明顯塑性變形

15、階段 （4）db強(qiáng)化階段 （5）bk縮頸階段彈性變形彈性變形外力解除后能夠完全消失的變形。 塑性變形塑性變形外力解除后仍保留的變形。 (2)彈性極限彈性極限e ： 指材料在彈性變形階段所能承受的最大應(yīng)力。指材料在彈性變形階段所能承受的最大應(yīng)力。（1）屈服點(diǎn)）屈服點(diǎn)s ：表示材料產(chǎn)生屈服時對應(yīng)的應(yīng)力。屈服點(diǎn)也稱為屈服強(qiáng)度表示材料產(chǎn)生屈服時對應(yīng)的應(yīng)力。屈服點(diǎn)也稱為屈服強(qiáng)度。（2）抗拉強(qiáng)度）抗拉強(qiáng)度b ：指試樣在拉伸過程中所能承受的最大應(yīng)力值指試樣在拉伸過程中所能承受的最大應(yīng)力值。 1. 材料的彈性指標(biāo)材料的彈性指標(biāo) 塑性塑性是指金屬材料在載荷作用下斷裂前發(fā)生永久變形是指金屬材料在載荷作用下斷裂前發(fā)

16、生永久變形的能力。的能力。塑性指標(biāo)也是由拉伸試驗測得的，常用延伸率和塑性指標(biāo)也是由拉伸試驗測得的，常用延伸率和斷面收縮率來表示。斷面收縮率來表示。 2.塑性塑性材料的塑性指標(biāo)材料的塑性指標(biāo) （1）伸長率伸長率 ：是指試樣拉斷后，標(biāo)距伸長量與原是指試樣拉斷后，標(biāo)距伸長量與原始標(biāo)距的百分比。即始標(biāo)距的百分比。即式中，式中，l1是試樣斷裂后的標(biāo)距（），是試樣斷裂后的標(biāo)距（），l 0是試樣的原是試樣的原始標(biāo)距（），同一材料的伸長率與試樣尺寸有始標(biāo)距（），同一材料的伸長率與試樣尺寸有關(guān)。關(guān)。%100001lll （2）斷面收縮率斷面收縮率： 是指試樣拉斷后橫截面積的縮是指試樣拉斷后橫截面積的縮減量與原始

17、橫截面積之比。減量與原始橫截面積之比。 即即= （A0 - A1） / A0 100% 式中，式中，A1是試樣斷裂處的最小橫斷面積（是試樣斷裂處的最小橫斷面積（2），），A0 是試樣的原始橫截面積是試樣的原始橫截面積(2)。材料的塑性指標(biāo)材料的塑性指標(biāo) 硬度硬度是指材料抵抗局部變形特別是塑性變形、壓痕或劃痕是指材料抵抗局部變形特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力，的能力， 是金屬材料重要的機(jī)械性能之一。是金屬材料重要的機(jī)械性能之一。 3.硬度硬度最常用的硬度試驗為布氏硬度（布氏硬度（HB）洛氏硬度洛氏硬度(HR) 此外，還有維氏硬度(HV)、肖氏硬度（彈性回跳法）、顯微硬度和錘擊式布氏硬度等。布氏

18、硬度布氏硬度 測試原理：測試原理：用一定大小的載荷用一定大小的載荷F F，把直徑為把直徑為D D的鋼球壓入被測試樣表的鋼球壓入被測試樣表面，保持規(guī)定時間后卸除載荷，面，保持規(guī)定時間后卸除載荷，移去壓頭，用讀數(shù)顯微鏡測出壓移去壓頭，用讀數(shù)顯微鏡測出壓痕平均直徑痕平均直徑d d。用載荷。用載荷F F除以壓痕除以壓痕的表面積所得的商，即為被測材的表面積所得的商，即為被測材料的布氏硬度值料的布氏硬度值。 實驗測量實驗測量d計算計算/查表查表硬度硬度22dD-D(D2F102. 0 =SF=）HBW（HBS 用用淬火鋼球淬火鋼球作為壓頭所測得的布氏硬度用符號作為壓頭所測得的布氏硬度用符號HBSHBS表表

19、示；示；用用硬質(zhì)合金球硬質(zhì)合金球作為壓頭所測得的布氏硬度用符號作為壓頭所測得的布氏硬度用符號HBWHBW表示表示。 布氏硬度布氏硬度 采用頂角為120的金剛石圓錐體或直徑為1.588mm的淬火鋼球作為壓頭。如圖所示。試驗時先施加初載荷，使壓頭與試樣表面接觸良好，保證測量準(zhǔn)確，再施加主載荷，保持到規(guī)定的時間后再卸除主載荷，依據(jù)壓痕的深度來確定材料的硬度值。洛氏硬度洛氏硬度 1. 原理原理 洛氏硬度洛氏硬度加初載荷加初載荷加主載荷加主載荷卸除主載荷卸除主載荷讀硬度值讀硬度值v布氏硬度主要是適用于測定灰鑄鐵、有色金屬、各種軟鋼布氏硬度主要是適用于測定灰鑄鐵、有色金屬、各種軟鋼等硬度不是很高的材料。等

20、硬度不是很高的材料。v優(yōu)點(diǎn)：能夠準(zhǔn)確地反映出金屬材料的平均性能。優(yōu)點(diǎn)：能夠準(zhǔn)確地反映出金屬材料的平均性能。v缺點(diǎn)：操作時間長、壓痕較大、不宜用于測量成品和薄件缺點(diǎn)：操作時間長、壓痕較大、不宜用于測量成品和薄件v洛氏硬度洛氏硬度v優(yōu)點(diǎn)是操作簡單迅速、能夠直接從刻盤上讀出硬度值，壓優(yōu)點(diǎn)是操作簡單迅速、能夠直接從刻盤上讀出硬度值，壓痕小，幾乎不傷及工件表面。痕小，幾乎不傷及工件表面。v缺點(diǎn)：壓痕較小，當(dāng)材料內(nèi)部組織不均勻時，硬度數(shù)據(jù)波缺點(diǎn)：壓痕較小，當(dāng)材料內(nèi)部組織不均勻時，硬度數(shù)據(jù)波動大。動大。 許多零件在工作中，往往不是單純承受靜載荷作用，許多零件在工作中，往往不是單純承受靜載荷作用，還要受到?jīng)_擊

21、載荷的作用，如活塞銷、錘桿、沖模和鍛還要受到?jīng)_擊載荷的作用，如活塞銷、錘桿、沖模和鍛模等。在設(shè)計和制造受沖擊載荷的零件和工具時，必須模等。在設(shè)計和制造受沖擊載荷的零件和工具時，必須考慮所用材料的沖擊吸收功或沖擊韌性?？紤]所用材料的沖擊吸收功或沖擊韌性。 對于承受沖擊載荷的零件，如汽車發(fā)動機(jī)中的活塞、對于承受沖擊載荷的零件，如汽車發(fā)動機(jī)中的活塞、曲軸、減震彈簧，不僅要求具有高的強(qiáng)度和一定的塑性，曲軸、減震彈簧，不僅要求具有高的強(qiáng)度和一定的塑性，還必須具備足夠的沖擊韌度。還必須具備足夠的沖擊韌度。 金屬材料抵抗沖擊載荷而不破壞的能力稱為沖擊韌金屬材料抵抗沖擊載荷而不破壞的能力稱為沖擊韌性。目前常用

22、一次擺錘沖擊彎曲試驗來測定金屬材料的性。目前常用一次擺錘沖擊彎曲試驗來測定金屬材料的沖擊韌性。沖擊韌性。 4.沖擊韌性沖擊韌性沖擊韌性沖擊韌性 （a） （b） 圖3. 5 沖擊試驗示意圖1-擺錘；2-機(jī)架；3-試樣；4-刻度盤；5-指針沖擊韌度的測定方法，如圖所示。是將被測材料制成標(biāo)準(zhǔn)缺口試樣，在沖擊試驗機(jī)上由置于一定高度的重錘自由落下而一次沖斷。沖斷試樣所消耗的能量稱為沖擊功Ak，其數(shù)值為重錘沖斷試樣的勢能差。沖擊韌度值ak就是試樣缺口處單位截面積上所消耗的沖擊功，這個值越大，則韌性越好，受沖擊時，越不容易斷裂。5.疲勞疲勞在汽車上的許多零件中，比如各種軸、齒輪、彈簧、連桿等，要受到大小和方

23、向呈周期性變化的載荷作用。這種交變載荷雖然小于材料的強(qiáng)度極限，甚至小于其彈性極限，但經(jīng)多次循環(huán)后，在沒有明顯的外觀變形時也會發(fā)生斷裂，這種破壞稱作疲勞破壞或疲勞斷裂疲勞破壞或疲勞斷裂。這種破壞都是突然發(fā)生的，具有很大的危險性。疲勞試驗 疲勞曲線 疲勞強(qiáng)度-1是表示材料以周期性交變載荷作用而不致引起斷裂的最大應(yīng)力，其大小與應(yīng)力變化的次數(shù)有關(guān)。對于黑色金屬規(guī)定循環(huán)次數(shù)為107次，有色金屬循環(huán)次數(shù)為108次。 疲勞失效原因分析:由于材料表面或內(nèi)部存在有劃痕、尖角、夾雜等缺陷，這些有缺陷部位的局部應(yīng)力大于屈服點(diǎn)，會產(chǎn)生局部變形引起微裂紋，成為疲勞源，隨著應(yīng)力循環(huán)次數(shù)的增加，微裂紋逐漸擴(kuò)展，使零件承載的

24、橫截面大大減少，以至于不能承受載荷而突然斷裂。為了提高金屬的疲勞強(qiáng)度，可以通過改善零件的結(jié)構(gòu)形狀，避免應(yīng)力集中，減小表面粗糙度值，進(jìn)行表面熱處理和強(qiáng)化處理等方法。 THANK YOU!第二講第二講 汽車常用材料汽車常用材料 v碳素鋼v合金鋼v鑄鐵v有色金屬及合金v非金屬材料v復(fù)合材料 鑄鐵鑄鐵 碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于2.11、小于6.67的鐵碳合金為鑄鐵。 鋼鐵材料 以鐵、碳為基礎(chǔ)的鐵碳合金。 碳素鋼碳素鋼 碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(含碳量)小于2.11的鐵碳合金稱為碳素鋼。一、碳鋼一、碳鋼(1)按按碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分分低碳鋼低碳鋼W(C) 0.25%中碳鋼中碳鋼 0.25% W(C) 0.6%高碳鋼高

25、碳鋼W(C) 0.6%(2)按按鋼的質(zhì)量鋼的質(zhì)量分（分（S、P含量）含量） 普通碳素鋼普通碳素鋼 Ws 0.055%，Wp 0.045% 優(yōu)質(zhì)碳素鋼優(yōu)質(zhì)碳素鋼 Ws、 Wp 0.040% 高級優(yōu)質(zhì)碳素鋼高級優(yōu)質(zhì)碳素鋼 Ws 0.030% ，Wp 0.035% 1.1.碳鋼的分類碳鋼的分類(3)按按鋼的用途鋼的用途分分碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼 ：用于制造各種機(jī)械零件、工程構(gòu)件。一：用于制造各種機(jī)械零件、工程構(gòu)件。一般為低、中碳鋼。般為低、中碳鋼。碳素工具鋼碳素工具鋼 ：用于制造各種工具。一般為高碳鋼。：用于制造各種工具。一般為高碳鋼。(4)按按冶煉方法冶煉方法分分 鎮(zhèn)靜鋼：是鋼液在澆注前用錳鐵、硅鐵

26、、鋁進(jìn)行充分鎮(zhèn)靜鋼：是鋼液在澆注前用錳鐵、硅鐵、鋁進(jìn)行充分脫氧，注入模子后，鋼液不發(fā)生碳脫氧，注入模子后，鋼液不發(fā)生碳氧反應(yīng)而處于鎮(zhèn)靜狀氧反應(yīng)而處于鎮(zhèn)靜狀態(tài)，故稱鎮(zhèn)靜鋼（態(tài)，故稱鎮(zhèn)靜鋼（Z）。）。 沸騰鋼：是在冶煉后期將鋼液用少量錳鐵輕度脫氧，沸騰鋼：是在冶煉后期將鋼液用少量錳鐵輕度脫氧，鋼液氧含量較高，注入錠模后發(fā)生碳鋼液氧含量較高，注入錠模后發(fā)生碳氧反應(yīng)，析出大量氧反應(yīng)，析出大量的的CO氣體，引起鋼液沸騰，故稱為沸騰鋼（氣體，引起鋼液沸騰，故稱為沸騰鋼（F）。）。1.1.碳鋼的分類碳鋼的分類1.1.碳鋼的分類碳鋼的分類雜質(zhì)元素對鋼性能的影響 有益元素 Si 有很強(qiáng)的固溶強(qiáng)化作用,能脫氧。

27、Mn 脫氧、去硫,提高鋼的強(qiáng)度和硬度。有害元素: P 有很強(qiáng)的固溶強(qiáng)化作用,低溫韌性差 ( 冷脆 )。 S 能引起鋼在熱加工時或高溫工作下開裂 ( 熱裂 )。2.2.碳鋼的牌號及用途碳鋼的牌號及用途碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素工具鋼碳素工具鋼 （1）普通碳素結(jié)構(gòu)鋼）普通碳素結(jié)構(gòu)鋼 有害雜質(zhì)硫、磷和非金屬夾雜物較多，同等情況下塑性、有害雜質(zhì)硫、磷和非金屬夾雜物較多，同等情況下塑性、韌性較低；但冶煉容易、工藝性好且價格便宜，能滿足一般韌性較低；但冶煉容易、工藝性好且價格便宜，能滿足一般工程構(gòu)件和普通零件的性能要求，因此應(yīng)用廣泛。工程構(gòu)件和普通零件的性能要求，因此應(yīng)用廣泛。一

28、般用于一般用于受力不大、制造要求不高的機(jī)械零件受力不大、制造要求不高的機(jī)械零件（如螺釘、螺母）和廠（如螺釘、螺母）和廠房、橋梁、船舶等建造結(jié)構(gòu)件。房、橋梁、船舶等建造結(jié)構(gòu)件。 普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號由代表屈服點(diǎn)的漢語拼音第一個字普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號由代表屈服點(diǎn)的漢語拼音第一個字母母“Q”、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級符號和脫氧方法符號四個部、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級符號和脫氧方法符號四個部分按順序組成。如：分按順序組成。如：Q235AF表示屈服點(diǎn)為表示屈服點(diǎn)為235MPa的的A級級沸騰鋼。沸騰鋼。 用途鋼板、鋼筋、型鋼等，作橋梁、建筑等構(gòu)件。鋼板、鋼筋、型鋼等，作橋梁、建筑等構(gòu)件。 多邊型角鋼多邊型角鋼螺釘

29、、鉚釘螺釘、鉚釘鋼筋、螺紋鋼鋼筋、螺紋鋼建筑構(gòu)件建筑構(gòu)件鋼橋梁鋼橋梁（2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 有害雜質(zhì)硫、磷和非金屬夾雜物較少，品質(zhì)較高，塑有害雜質(zhì)硫、磷和非金屬夾雜物較少，品質(zhì)較高，塑性、韌性比（普通）碳素鋼好。主要用于制造較重要性、韌性比（普通）碳素鋼好。主要用于制造較重要的機(jī)械零件。的機(jī)械零件。 優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼的牌號用兩位數(shù)字表示，兩位數(shù)字表優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼的牌號用兩位數(shù)字表示，兩位數(shù)字表示該鋼的平均含碳量的萬分?jǐn)?shù)。如示該鋼的平均含碳量的萬分?jǐn)?shù)。如45鋼表示平均含碳鋼表示平均含碳量為量為0.45的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。若含錳量較高，數(shù)字的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。若含錳量較高，數(shù)字后面應(yīng)加后面應(yīng)加“M

30、n”，以示區(qū)別。如：，以示區(qū)別。如：60Mn。用途用途較重要的零件，如較重要的零件，如齒輪、軸、連桿、彈簧齒輪、軸、連桿、彈簧等。等。 熱處理：熱處理：滲碳、淬火、回火等。滲碳、淬火、回火等。上海桑塔納發(fā)動機(jī)曲軸就是采用優(yōu)質(zhì)上海桑塔納發(fā)動機(jī)曲軸就是采用優(yōu)質(zhì)5050號中號中碳素鋼鍛制而成，先正火后半精加工，最后碳素鋼鍛制而成，先正火后半精加工，最后經(jīng)中頻淬火后再精加工經(jīng)中頻淬火后再精加工 汽車曲軸汽車曲軸常用鋼號及其應(yīng)用常用鋼號及其應(yīng)用08 08 、 10 10鋼鋼: :強(qiáng)度低強(qiáng)度低, ,塑性好塑性好, ,具有良好的沖壓、拉深及具有良好的沖壓、拉深及焊接性能焊接性能, ,用于制造冷沖壓件用于制造

31、冷沖壓件, ,如汽車和拖拉機(jī)油箱、儀如汽車和拖拉機(jī)油箱、儀表板、汽缸蓋襯墊、連桿軸瓦的鋼背、曲軸止推片等表板、汽缸蓋襯墊、連桿軸瓦的鋼背、曲軸止推片等. .15 15 、2020鋼鋼: :滲碳滲碳, ,表硬內(nèi)韌表硬內(nèi)韌, ,作凸輪、小齒輪、摩擦片、作凸輪、小齒輪、摩擦片、活塞銷、搖臂等活塞銷、搖臂等30553055鋼鋼: :調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì), ,綜合機(jī)械性能好綜合機(jī)械性能好, ,制齒輪、連桿、軸類等制齒輪、連桿、軸類等60706070鋼鋼, ,淬火淬火, ,中回中回, ,制造彈性元件制造彈性元件, ,如汽車氣門彈簧如汽車氣門彈簧. . （3）碳素工具鋼的牌號、性能及用途）碳素工具鋼的牌號、性能及用途

32、碳素工具鋼的牌號由漢字碳素工具鋼的牌號由漢字“碳碳”的漢語拼音第一個字母的漢語拼音第一個字母“T”加上阿拉伯?dāng)?shù)字組成，其數(shù)字表示鋼中平均含碳量的千加上阿拉伯?dāng)?shù)字組成，其數(shù)字表示鋼中平均含碳量的千分?jǐn)?shù)。分?jǐn)?shù)。如：如：T8鋼表示平均含碳量為鋼表示平均含碳量為0.8的碳素工具鋼。若的碳素工具鋼。若為高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼，則應(yīng)在牌號后面標(biāo)以字母為高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼，則應(yīng)在牌號后面標(biāo)以字母A，如，如T12A鋼表示平均含碳量為鋼表示平均含碳量為1.2的高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼。的高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼。 碳素工具鋼的含碳量在碳素工具鋼的含碳量在0.70以上，硬度高，耐磨性好，以上，硬度高，耐磨性好，碳素工具鋼都是優(yōu)質(zhì)

33、鋼或高級優(yōu)質(zhì)鋼。碳素工具鋼主要用于碳素工具鋼都是優(yōu)質(zhì)鋼或高級優(yōu)質(zhì)鋼。碳素工具鋼主要用于制造刀具、模具和量具。制造刀具、模具和量具。用途用途沖頭、鑿子、鉆頭、銼刀、量規(guī)等。沖頭、鑿子、鉆頭、銼刀、量規(guī)等。 螺紋量規(guī)螺紋量規(guī)熱處理熱處理：淬火：淬火 + + 低溫回火低溫回火 合金鋼合金鋼 在碳鋼的基礎(chǔ)上加入有益的其他元素形成的鋼，稱為合金鋼。 常用的合金元素有：鉻(Cr)、鎳(Ni)、硅(si）、鋁(Al)、硼(B)、鎢(w)、鉬(Mo)、鈦(Ti)及稀土元素Re等。二、合金鋼二、合金鋼合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼 低合金鋼低合金鋼合金工具鋼合金工具鋼 中合金鋼中合金鋼特殊性能鋼特殊性能鋼 高合金鋼高合金

34、鋼 類型：碳鋼碳鋼：價格低，但是，力學(xué)性能低，淬透性低，回火抗力：價格低，但是，力學(xué)性能低，淬透性低，回火抗力差，耐熱、耐低溫、耐蝕等特殊性能差。差，耐熱、耐低溫、耐蝕等特殊性能差。 1.合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號由兩位數(shù)字元素符號數(shù)由兩位數(shù)字元素符號數(shù)字三個部分組成。前兩位數(shù)字表示該鋼的平均含碳量字三個部分組成。前兩位數(shù)字表示該鋼的平均含碳量的萬分?jǐn)?shù)；元素符號表示鋼中含有的主要合金元素，的萬分?jǐn)?shù)；元素符號表示鋼中含有的主要合金元素，后面的數(shù)字表示合金元素的含量。合金元素含量小于后面的數(shù)字表示合金元素的含量。合金元素含量小于1.5時不標(biāo)時不標(biāo)。 如：如：40Cr鋼表示平均含碳量為鋼表示平

35、均含碳量為0.40，主要合金，主要合金元素為元素為Cr，其含量在，其含量在1.5以下的合金結(jié)構(gòu)鋼；以下的合金結(jié)構(gòu)鋼；60Si2Mn鋼表示平均含碳量為鋼表示平均含碳量為0.60，主要合金元素，主要合金元素為為Si、Mn，其平均含量分別為，其平均含量分別為2、1.5的合金結(jié)的合金結(jié)構(gòu)鋼。構(gòu)鋼。 2.合金工具鋼的牌號由合金工具鋼的牌號由“一位數(shù)字一位數(shù)字+合金元素符號合金元素符號+數(shù)字?jǐn)?shù)字”構(gòu)成，前一位數(shù)表示平均含碳量的構(gòu)成，前一位數(shù)表示平均含碳量的千分之幾千分之幾，當(dāng)當(dāng)含碳量大于或者等于含碳量大于或者等于1%時不標(biāo)注時不標(biāo)注。合金元素及其含。合金元素及其含量的標(biāo)注與合金結(jié)構(gòu)剛相同。例如：量的標(biāo)注與

36、合金結(jié)構(gòu)剛相同。例如：9SiCr表示平均含表示平均含碳量為碳量為0.9%，平均含硅，平均含硅.含鉻量均小于含鉻量均小于1.5%的合金工的合金工具鋼。具鋼。 3.特殊性能鋼的牌號：表示方法和合金工具鋼基特殊性能鋼的牌號：表示方法和合金工具鋼基本相同。本相同。 4.滾動軸承鋼的牌號：表示方法和合金工具鋼基本滾動軸承鋼的牌號：表示方法和合金工具鋼基本相同，但是當(dāng)合金元素為相同，但是當(dāng)合金元素為Cr時，時，Cr后面的數(shù)字表示含后面的數(shù)字表示含鉻量的千分之幾鉻量的千分之幾，并且在其牌號前，并且在其牌號前冠上字母冠上字母G。例如：。例如：GCr9表示平均含鉻量為表示平均含鉻量為0.9%的滾動軸承鋼。的滾動

37、軸承鋼。1 1低合金結(jié)構(gòu)鋼低合金結(jié)構(gòu)鋼成分成分 0.12%w(C)0.12%w(C)0.2% 0.2% ，主加元素主加元素MnMn，附加附加V V、TiTi性能性能 強(qiáng)度、塑性、韌性高，焊接、耐磨、強(qiáng)度、塑性、韌性高，焊接、耐磨、耐腐蝕、冷成形性能好。耐腐蝕、冷成形性能好。用途：低合金結(jié)構(gòu)鋼在汽車上常用于制造車縱架、橫梁和前保險杠骨架等結(jié)構(gòu)件。牌號：低合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號采用“Q加屈服點(diǎn)數(shù)值和質(zhì)量等級符號”的新格式表示。例如：Q390A表示屈服點(diǎn)為390MPa的A級低合金結(jié)構(gòu)鋼。高壓容器高壓容器橋梁橋梁船舶船舶車輛車輛應(yīng)用應(yīng)用2 2合金滲碳鋼合金滲碳鋼成分成分 w(C)=0.1w(C)=0.10.

38、25%, 0.25%, 韌性好。合金元韌性好。合金元素提高淬透性、耐磨性素提高淬透性、耐磨性, , 細(xì)化晶粒。細(xì)化晶粒。性能性能 滲層硬度高，耐磨，抗接觸疲勞；心滲層硬度高，耐磨，抗接觸疲勞；心部韌性高、強(qiáng)度大。部韌性高、強(qiáng)度大。用途用途 表面要求具有高硬度、高耐磨性，而表面要求具有高硬度、高耐磨性，而芯部要求具有高強(qiáng)度和韌性的機(jī)械零件。芯部要求具有高強(qiáng)度和韌性的機(jī)械零件。2 2合金滲碳鋼合金滲碳鋼滲滲C鋼的牌號（摘自鋼的牌號（摘自GB/T3077-1999GB/T3077-1999）（滲（滲C C: 930: 930，回火：回火：200 200 ）主主 要要 化化 學(xué)學(xué) 成成 分分, %預(yù)備

39、處理預(yù)備處理淬火淬火, CMnCr，Ni0.170.240.170.240.500.801.301.600.701.00 880 800水水, 油油880水水, 油油0.170.230.170.230.901.200.801.100.901.201.001.30 850 油油880 870 油油鋼號鋼號20Cr20MnV20CrMn20CrMnTi淬淬透透性性低低中中高高18Cr2Ni4WA20Cr2Ni4A0.130.190.170.23W0.81.20.300.601.351.654.04.51.251.653.253.75950 850空空 880 780油油機(jī)械性能機(jī)械性能bMPasM

40、Pa83535785540 05909301080735835118011808351080aKU2J475547557863熱處理應(yīng)用應(yīng)用 耐磨件耐磨件 2020CrCr，小軸、活塞銷、小齒小軸、活塞銷、小齒輪。輪。 2020CrMnTiCrMnTi，汽車齒輪。汽車齒輪。1818Cr2Ni4WACr2Ni4WA，如曲軸、連桿。如曲軸、連桿。 滲碳滲碳 淬火淬火 低溫回火低溫回火3 3合金調(diào)質(zhì)鋼合金調(diào)質(zhì)鋼成分成分 w(C)=0.25w(C)=0.250.50%0.50%，合金元素消除回火脆性合金元素消除回火脆性。 MnMn、CrCr、NiNi、B B、 SiSi用來提高淬透性，用來提高淬透性，

41、MoMo、W W可抑制可抑制第二類回火脆性，第二類回火脆性，TiTi、V V細(xì)化晶粒。細(xì)化晶粒。性能性能 經(jīng)熱處理后綜合機(jī)械性能高經(jīng)熱處理后綜合機(jī)械性能高用途用途 主要用來制造承受較大載荷的重要零件。主要用來制造承受較大載荷的重要零件。調(diào)質(zhì)鋼的牌號（摘自調(diào)質(zhì)鋼的牌號（摘自GB/T3077GB/T307719991999）淬淬透透性性鋼號鋼號主主 要要 成成 分分, , %淬火淬火回火回火CMnSiCr低低450.420.500.500.800.170.37830840水水580640空空40Cr0.370.450.500.80Cr 0.81.10850油油500 水，油水，油中中高高35CrM

42、o0.320.400.400.70Cr 0.81.10850油油550 水，油水，油38CrMoAlA0.350.42Al 0.71.1Cr 1.351.65940水，油水，油640水，油水，油40CrMnMo0.370.450.901.20Cr 0.91.20850油油600 水，油水，油機(jī)械性能機(jī)械性能 bMPasMPaaKU2J6003553940MnB0.370.441.101.400.200.40850油油500 水，油水，油9807854798078547980835639808357198078563熱處理熱處理應(yīng)用應(yīng)用: : 軸類、連桿、齒輪軸類、連桿、齒輪 4040CrCr，

43、一般尺寸重要零件，如齒輪、主軸。一般尺寸重要零件，如齒輪、主軸。 3535CrMoCrMo，較大截面零件，如曲軸、連桿。較大截面零件，如曲軸、連桿。 4040CrNiMoCrNiMo，大截面重載零件，如汽輪機(jī)主軸和葉輪。大截面重載零件，如汽輪機(jī)主軸和葉輪。調(diào)質(zhì)，可附加表面淬火或化學(xué)熱處理調(diào)質(zhì)，可附加表面淬火或化學(xué)熱處理。 應(yīng)用應(yīng)用: :汽車曲軸汽車曲軸圓錐齒輪圓錐齒輪4 4合金彈簧鋼合金彈簧鋼成分成分 w(C)=0.450.70 %， Si, Mn為主要元素。為主要元素。性能性能 疲勞強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度高，塑性、韌性良好疲勞強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度高，塑性、韌性良好，耐耐震動、沖擊。震動、沖擊。用途用途用于

44、制造彈簧和彈性元件的專用鋼。用于制造彈簧和彈性元件的專用鋼。65Mn合金彈簧鋼常用于小彈簧，合金彈簧鋼常用于小彈簧，55Si2Mn,60Si2Mn常用常用于大截面彈簧。于大截面彈簧。4 4合金彈簧鋼合金彈簧鋼鋼號鋼號主主 要要 成成 分分, , %淬火淬火 油油 回回火火機(jī)械性能機(jī)械性能 CMnSi, CrbMPasMPa10%akkJ/m2650.620.700.500.800.170.37840油油50010008009450850.820.900.500.800.170.37820油油48011501000660065Mn0.620.700.901.200.170.37830油油5401

45、000800880060Si2Mn0.560.640.600.901.502.00870油油48013001200580050CrVA0.460.540.500.80Cr 0.81.10850油油500130011505 9800（摘自（摘自GB/T12221985） 汽車板簧汽車板簧火車螺旋彈簧火車螺旋彈簧應(yīng)用應(yīng)用 6565MnMn、60Si2Mn60Si2Mn：汽車，拖拉機(jī)，機(jī)車的板簧和螺旋彈簧。汽車，拖拉機(jī)，機(jī)車的板簧和螺旋彈簧。汽車板簧汽車板簧大型熱卷彈簧大型熱卷彈簧熱卷大彈簧熱卷大彈簧彈簧絲彈簧絲5 5滾動軸承鋼滾動軸承鋼成分成分 w(C)=0.95%1.0 %性能性能 具有較高的硬

46、度和耐磨性，有較高的抗壓強(qiáng)度具有較高的硬度和耐磨性，有較高的抗壓強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度，有足夠的韌性和一定的耐蝕性。和疲勞強(qiáng)度，有足夠的韌性和一定的耐蝕性。用途用途用于制造滾動軸承相關(guān)部位的專用鋼。用于制造滾動軸承相關(guān)部位的專用鋼。牌號：在合金元素為牌號：在合金元素為Cr時，后面的數(shù)字表示含鉻量的千時，后面的數(shù)字表示含鉻量的千分之幾，并且在前冠上字母分之幾，并且在前冠上字母G。合金工具鋼是在碳素工具鋼的基礎(chǔ)上加入合金元素制成的。合金工具鋼具有更高硬度、耐磨性，更好的淬透性、熱硬性和回火穩(wěn)定性等。因而可以制造刃具、模具、量具和其它工具。合金工具鋼合金工具鋼 合金刃具鋼合金刃具鋼：主要用來制造金屬切削刀具

47、。：主要用來制造金屬切削刀具。 合金模具鋼合金模具鋼：主要用來制造各種金屬成形用的模具。：主要用來制造各種金屬成形用的模具。 合金量具鋼合金量具鋼：量具用來測量工件尺寸的工具（如游標(biāo)卡：量具用來測量工件尺寸的工具（如游標(biāo)卡尺、量規(guī)。尺、量規(guī)。量量 具具刃刃 具具模模 具具合金工具鋼的牌號合金工具鋼的牌號由數(shù)字元素符號數(shù)字三個部分組成。由數(shù)字元素符號數(shù)字三個部分組成。前面的數(shù)字表示該鋼的平均含碳量的千分?jǐn)?shù)（當(dāng)含碳量前面的數(shù)字表示該鋼的平均含碳量的千分?jǐn)?shù)（當(dāng)含碳量1時，則不予標(biāo)出）；元素符號表示鋼中含有的主要合金時，則不予標(biāo)出）；元素符號表示鋼中含有的主要合金元素，后面的數(shù)字表示合金元素的含量。合

48、金元素含量小元素，后面的數(shù)字表示合金元素的含量。合金元素含量小于于1.5時不標(biāo)時不標(biāo)。如：。如：9SiCr鋼表示平均含碳量為鋼表示平均含碳量為0.9，主要合金元素為主要合金元素為Si、Cr，其含量均在，其含量均在1.5以下的合金工以下的合金工具鋼；具鋼；Cr12MoV鋼表示平均含碳量鋼表示平均含碳量1，主要合金元素，主要合金元素為為Cr，其平均含量分別為，其平均含量分別為12合金元素合金元素Mo、V，其平均，其平均含量均含量均1.5的合金工具鋼。的合金工具鋼。1 1不銹鋼不銹鋼2 2耐熱鋼耐熱鋼3 3耐磨鋼耐磨鋼三三 特殊性能鋼特殊性能鋼1.不銹鋼不銹鋼性能：在腐蝕介質(zhì)中具有高抗腐蝕能力，含碳

49、量低，經(jīng)熱處理后能獲得良好的塑性和焊接性能。用途：主要用于制造腐蝕介質(zhì)下工作的機(jī)械零件。原理：加入Cr或者Ni能使剛表面形成一層致密的氧化膜，將鋼與外部介質(zhì)隔離，防止繼續(xù)被腐蝕。碳能保證鋼的強(qiáng)度硬度，但是會降低耐蝕性，所以不銹鋼碳含量較低。耐耐 熱熱 鋼鋼 的的 用用 途途發(fā)動機(jī)葉片發(fā)動機(jī)葉片航空發(fā)動機(jī)航空發(fā)動機(jī)汽輪機(jī)葉片汽輪機(jī)葉片汽車閥門汽車閥門耐磨鋼用途耐磨鋼用途用途：履帶、鐵道岔道用途：履帶、鐵道岔道、挖掘機(jī)、拖拉機(jī)、坦克的履帶板等挖掘機(jī)、拖拉機(jī)、坦克的履帶板等 代表牌號代表牌號Mn13Mn13 含碳量大于含碳量大于2.11%2.11%、并含有較多硅、錳、硫、磷等、并含有較多硅、錳、硫、

50、磷等雜質(zhì)元素的鐵碳合金稱為鑄鐵雜質(zhì)元素的鐵碳合金稱為鑄鐵。 根據(jù)鑄鐵中石墨形態(tài)不同，鑄鐵可分為：灰鑄鐵中的石墨呈片狀；可鍛鑄鐵中的石墨呈團(tuán)絮狀；球墨鑄鐵中的石墨呈球狀，蠕墨鑄鐵中的石墨呈蠕蟲狀。四四 鑄鐵鑄鐵有色金屬是指鋼鐵以外的其他金屬。有色金屬種類很多，又具有某些獨(dú)特的性能，是工業(yè)上不可缺少的金屬材料，有色金屬應(yīng)用較廣的是鋁、銅及其合金和軸承合金。 鋼鐵材料也稱為黑色金屬。四、有色金屬及其合金四、有色金屬及其合金v顯著特點(diǎn)是：密度小、塑性高但強(qiáng)度、硬度低.可以經(jīng)冷變形或通過合金化使其強(qiáng)化；可以進(jìn)行冷、熱壓力加工。v鋁導(dǎo)電、導(dǎo)熱性良好，僅次于銀和銅。常用鋁代替銅制作導(dǎo)線和零件，也可以制作電子

51、、電氣設(shè)備散熱片。v工業(yè)純鋁的代號有L1到L6等六種。L1雜質(zhì)最少1工業(yè)純鋁工業(yè)純鋁2鋁合金鋁合金v在純鋁中加入在純鋁中加入SiSi、CuCu、MgMg、ZnZn、MnMn等金屬元素形等金屬元素形成成鋁合金鋁合金。可顯著提高力學(xué)性能，且仍保持密度?？娠@著提高力學(xué)性能，且仍保持密度小、比強(qiáng)度高、耐腐蝕、導(dǎo)熱性好的優(yōu)點(diǎn)，可以小、比強(qiáng)度高、耐腐蝕、導(dǎo)熱性好的優(yōu)點(diǎn)，可以用來制作機(jī)器零件。用來制作機(jī)器零件。v根據(jù)鋁合金的成分及生產(chǎn)工藝特點(diǎn)，可將其分為根據(jù)鋁合金的成分及生產(chǎn)工藝特點(diǎn)，可將其分為形變鋁合金形變鋁合金和和鑄造鋁合金鑄造鋁合金。 鋁合金 (1）變形鋁合金）變形鋁合金防銹鋁合金防銹鋁合金 代號：代

52、號：LF加順序號加順序號硬鋁合金硬鋁合金 代號：代號：LY加順序號加順序號超硬鋁合金超硬鋁合金 代號：代號：LC加順序號加順序號鍛鋁合金鍛鋁合金 代號：代號：LD加順序號加順序號（2）鑄造鋁合金）鑄造鋁合金 Al-Si系合金系合金 代號：代號：ZL1加兩位順序號加兩位順序號Al-Cu系合金系合金 代號：代號： ZL2加兩位順序號加兩位順序號Al-Mg系合金系合金 代號：代號： ZL3加兩位順序號加兩位順序號Al-Zn 系合金系合金 代號：代號： ZL4加兩位順序號加兩位順序號牌號：牌號：ZAl加元素及其百分含量。加元素及其百分含量。 鋁合金應(yīng)用 汽缸頭汽缸頭活塞活塞( (裙部為鋁硅合金裙部為鋁

53、硅合金) )銅及銅合金的性能特點(diǎn)銅及銅合金的性能特點(diǎn)優(yōu)異的物理、化學(xué)性能優(yōu)異的物理、化學(xué)性能 導(dǎo)電、導(dǎo)熱性、抗蝕、抗磁能力高導(dǎo)電、導(dǎo)熱性、抗蝕、抗磁能力高 良好的加工性能良好的加工性能 塑性好；鑄造性好塑性好；鑄造性好某些特殊機(jī)械性能某些特殊機(jī)械性能 優(yōu)良的減摩性和耐磨性，高的彈性極限和疲勞極限優(yōu)良的減摩性和耐磨性，高的彈性極限和疲勞極限 v 純銅強(qiáng)度低，雖然冷加工變形可提高其強(qiáng)度，但塑性顯純銅強(qiáng)度低，雖然冷加工變形可提高其強(qiáng)度，但塑性顯著降低，不能制作受力的結(jié)構(gòu)件。為了滿足制作結(jié)構(gòu)件著降低，不能制作受力的結(jié)構(gòu)件。為了滿足制作結(jié)構(gòu)件的要求，在銅中加入的要求，在銅中加入合金元素合金元素，通過一些

54、途徑提高合金，通過一些途徑提高合金的強(qiáng)度，獲得高強(qiáng)度的銅合金。的強(qiáng)度，獲得高強(qiáng)度的銅合金。v 常用的合金元素：常用的合金元素：ZnZn、AlAl、SnSn、MnMn、NiNi、BeBe、TiTi、CrCr、ZrZr等。等。v 銅合金按其化學(xué)成分可分為黃銅、青銅、白銅三大類。銅合金按其化學(xué)成分可分為黃銅、青銅、白銅三大類。 v 純銅純銅v 性能：具有優(yōu)良的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，較好的耐熱性和塑性能：具有優(yōu)良的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，較好的耐熱性和塑性，但強(qiáng)度和硬度較低。性，但強(qiáng)度和硬度較低。v 用途：主要用于制造電線、電纜、電路接頭和散熱器等。用途：主要用于制造電線、電纜、電路接頭和散熱器等。v 代號：代號：

55、T T加順序號。加順序號。v T1T1到到T4T4，T1T1雜質(zhì)最少。雜質(zhì)最少。軸承合金滑動軸承中的軸瓦及內(nèi)襯的材料滑動軸承中的軸瓦及內(nèi)襯的材料工作條件工作條件 沖擊、交變載荷，沖擊、交變載荷， 軸頸壓力、摩擦。軸頸壓力、摩擦。性能要求性能要求: :足夠抗壓強(qiáng)度足夠抗壓強(qiáng)度; ;足夠塑韌性和疲勞強(qiáng)度足夠塑韌性和疲勞強(qiáng)度; ;耐磨性好且硬度不能太高耐磨性好且硬度不能太高; ;良好磨合性；良好磨合性；軸瓦表面有微孔；良好的導(dǎo)熱性較小軸瓦表面有微孔；良好的導(dǎo)熱性較小膨脹系數(shù)、一定的耐蝕性。膨脹系數(shù)、一定的耐蝕性。軸瓦軸瓦四、非金屬材料四、非金屬材料非金屬材料包括橡膠、塑料、玻璃、陶瓷、合成纖維、膠粘

56、劑、摩擦材料、涂裝材料等各種材料，它們在汽車上的應(yīng)用呈逐年增長的趨勢。（一）塑料（一）塑料塑料是一種以有機(jī)合成樹脂為主要組成的高分子材料，它通常可在加熱、加壓條件下被注塑或固化成形，故稱為塑料。汽車用工程塑料，主要用于制造某些機(jī)器零件或構(gòu)件，具有強(qiáng)度、韌度和耐磨性較好，價廉、耐腐蝕、降噪聲、美觀、質(zhì)輕等特點(diǎn)。樹脂是決定塑料性能和使用范圍的主要組成物，在塑料中，起粘結(jié)其他組分的作用。塑料中的合成樹脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為30100。因此，大多數(shù)塑料都是以樹脂名稱來命名的，例如，聚氯乙烯塑料的樹脂就是聚氯乙烯。 （1）填充劑；（2）增塑劑；（3）穩(wěn)定劑；（4）著色劑；（5）其他 塑料的分類塑料的分類 v按

57、樹脂的熱性能可分為熱塑性塑料和熱固性塑按樹脂的熱性能可分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩大類。料兩大類。 v按使用范圍可分為通用塑料和工程塑料兩大類按使用范圍可分為通用塑料和工程塑料兩大類 。塑料的主要特性塑料的主要特性 v 質(zhì)量輕、強(qiáng)度低、剛度低質(zhì)量輕、強(qiáng)度低、剛度低 ；v 化學(xué)穩(wěn)定性好；化學(xué)穩(wěn)定性好；v 良好的絕緣性；良好的絕緣性；v 優(yōu)良的減摩性能、耐磨性能；優(yōu)良的減摩性能、耐磨性能；v 耐蝕性好耐蝕性好 ；v 優(yōu)良的吸振性；優(yōu)良的吸振性；v 耐熱性差，導(dǎo)熱性差，易老化耐熱性差，導(dǎo)熱性差，易老化 。 汽車用塑料按照用途可分為內(nèi)飾件用塑料、工程塑料和外裝件用料。內(nèi)飾用塑料品種主要有：聚氨酯（PU

58、）、聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯（PP）和ABS等。它們用于制作座墊、儀表板、扶手、頭枕、門內(nèi)襯板、頂棚襯里、地毯、控制箱、轉(zhuǎn)向盤等內(nèi)飾塑料制品。汽車上常用的工程塑料有聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚苯烯、ABS、聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、酚醛樹脂等。汽車的外裝件及結(jié)構(gòu)件包括傳動軸、車架、發(fā)動機(jī)罩等，要求具備高強(qiáng)度，因而多采用纖維增強(qiáng)塑料復(fù)合材料制造。v 所謂橡膠，是指在使用溫度范圍內(nèi)處于高彈性狀態(tài)的高分子材料。v 橡膠最顯著的特點(diǎn)是具有高的彈性和回彈性。同時，橡膠還有一定的強(qiáng)度，優(yōu)異的抗疲勞性，以及良好的耐磨、絕緣、隔聲、防水、緩沖、吸振等性能。v 橡膠是以生膠為原料，加入適量的配合劑，經(jīng)硫

59、化工藝處理以后得到的一種生產(chǎn)原材料。v橡膠分類：天然橡膠；合成橡膠。v橡膠的主要特性：v1.極高的彈性v2.良好的熱可塑性v3.良好的粘著性v4.良好的絕緣性陶瓷大致可分為傳統(tǒng)陶瓷及特種陶瓷兩大類。其生產(chǎn)過程比較復(fù)雜，但基本的工藝是原料的制備、坯料的成型和制品的燒成或燒結(jié)三大步驟。和金屬一樣，陶瓷材料的力學(xué)性能和物理、化學(xué)性能也是由它的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)狀況決定的。陶瓷的組織結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，一般由晶體相、玻璃相和氣相組成。各種相的組成、結(jié)構(gòu)、數(shù)量、幾何形狀及分布狀況等都會影響陶瓷的性能。( (三三) ) 陶瓷材料陶瓷材料2. 陶瓷的性能及應(yīng)用陶瓷的性能及應(yīng)用 v 具有很高的彈性模量和硬度（具有很高的

60、彈性模量和硬度（1 500 HV），極高的紅硬），極高的紅硬性（可達(dá)性（可達(dá)1 000以上），抗壓強(qiáng)度高，但抗拉強(qiáng)度和韌以上），抗壓強(qiáng)度高，但抗拉強(qiáng)度和韌性都很低，脆性大性都很低，脆性大 ；v 化學(xué)性能非常穩(wěn)定化學(xué)性能非常穩(wěn)定 ；v 熔點(diǎn)很高，一般在熔點(diǎn)很高，一般在2 000左右左右 ；v 導(dǎo)熱性和膨脹性小導(dǎo)熱性和膨脹性小 ；v 大多是絕緣體，某些特種陶瓷具有導(dǎo)電性和導(dǎo)磁性。大多是絕緣體，某些特種陶瓷具有導(dǎo)電性和導(dǎo)磁性。（1）普通陶瓷（傳統(tǒng)陶瓷）（2）特種陶瓷（新型陶瓷）幾種常用的特殊陶瓷幾種常用的特殊陶瓷 v 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。它高溫強(qiáng)，又稱