汽车常用金属材料
汽车常用金属材料
课后练习
一、填空题
1.力学性能指标主要包括强度、塑性、硬度、韧度和疲劳强度等。
2.按载荷的不同强度分为抗拉、抗压、抗剪、抗扭、抗弯曲。
3.普通黄铜仅由铜和锌两种元素组成。
4.大多数工件在淬火时都希望表面和心部都能得到高硬度，要避免零件出现“未淬透”现象，因此淬透性是衡量材料淬火处理性能好坏的指标。
5.淬火冷却剂常用水、油、盐溶液等，它们的冷却能力为水> 盐溶液> 油。
6.合金工具钢牌号中碳的质量分数的表示与合金结构钢不同，牌号中碳含量的数字表示平均碳的质量分数的千分数。
7.碳素钢按钢的质量等级可分为低碳钢、中碳钢、高碳钢。
8.钢的常用回火方法有低温回火、中温回火和高温回火。
9.铝合金按其成分和工艺特点可分为变形铝合金和铸造铝合金。
10.衡量材料塑性好坏的指标是伸长率和断面收缩率。
二、选择题
1、调质处理是指（ A ）的热处理。
A、淬火＋高温回火
B、淬火＋中温回火
C、淬火＋低温回火
2、球化退火是将珠光体中的渗碳体由片状转化为球状，主要用于（ C ）
A、亚共析钢
B、低碳钢
C、过共析钢
3、用拉伸试验可以测定材料的（ A ）性能指标。
A、强度
B、硬度
C、韧性
D、疲劳强度
4、组成合金的最基本的物质称为（ B ）
A、相
B、组元
C、组织
D、体系
5、α－Fe是具有（ A ）晶格的铁。
A、体心立方
B、面心立方
C、密排立方
6、渗碳体的含碳量为（ C ）％。
A、0．77
B、2.11
C、6.69
D、4.3
7、铸铁可以分为三大类，其中使用最广泛的是（ C ）。
A、白口铸铁
B、麻口铸铁
C、灰口铸铁
8、钢在一定条件下淬火后，获得马氏体组织深度的能力称为（ B ）。
A、淬硬性
B、淬透性
C、红硬性
D、耐磨性
9、以下几种物质中，硬度最高的是（ C ）。
A、铁素体
B、奥氏体
C、渗碳体
10、下列碳钢中，硬度最高的是（ C ）。
A、低碳钢
B、中碳钢
C、高碳钢
11、量具的最终热处理一般为（C ）
A、淬火＋高温回火
B、淬火＋中温回火
C、淬火＋低温回火
12、纯铁在加热到（ B ），发生同素异构转变，由体心立方晶格转变为面心立方晶格。
A、1538℃
B、912 ℃
C、727 ℃
13、在铁碳合金中，共析钢的含碳量为（ B ）。
A、0.0218%
B、0.77%
C、2.11%
D、6.69%
14、低温回火的主要目的是（ A ）。
A、保持高的硬度和耐磨性
B、获得较高的弹性
C、获得良好的综合机械性能
三、判断题
1、（×）退火经常安排在机械粗加工之后，用来提高零件的硬度。
2、（×）45钢表示含碳量为4.5%的优质碳素结构钢
3、（×）珠光体的硬度比马氏体高。
4、( × ) 一般情况下，金属的晶粒越细，则强度越高，塑性越低。
5、（×）含碳量为0.15％和0.35％的钢都属于亚共析钢，在室温下的组
织由珠光体和铁素体组成，所以他们的力学性能相同。
6、（√）弹性变形能随载荷的去除而消失。
7、（×）钢件经过退火处理后，其硬度明显提高。
8、（√）珠光体和索式体都是片层状铁素体和渗碳体的机械混合物。
9、（√）水淬的冷却速度快，零件产生变形、开裂的倾向大。
10、（×）20钢比T10钢的含碳量高
四、名词解释
1、弹性变形
2、淬火
3、解释下列钢牌号含义
（1）20
（2）65
（3）T8
（4）Q235—A·F
（5）ZG270－500
五、简答题
1、铸铁和碳钢对比，在机械性能上有什么优点和缺点？
答：铸铁的强度、塑性和韧性不及碳钢，但是铸铁具有良好的减磨性、高的消震性、低的
缺口敏感性、优良的切削加工性、生产成本低、铸造性能好。
2、疲劳破坏往往是突然发生的，具有很大的危险性。为了防止疲劳破坏，有哪些提高零件疲劳强度的方法？
答：为了提高零件的疲劳强度，除合理选材外，细化晶粒、均匀组织、减少材料内部缺陷、改善零件的结构形式、减小零件表面粗糙度数值及采取各种表面强化的方法（如对工件表面淬火、喷丸、渗、镀等），都能取得一定的效果
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金属材料论文金属材料工程论文： 谈几种金属材料的焊接 摘要：金属材料的焊接性，俗称可焊性，是指在一定焊接技术条件下，获得优质焊接接头的难易程度，金属材料对焊接加工适应性。金属材料的焊接性主要决定于焊接接头的组织及其性能。本文主要阐述了碳钢、低合金结构钢、不锈钢、铸铁等金属材料的焊接技术。 Abstract: Welding of metallic materials, commonly known as weldability, is access to quality ease of welded joints under certain welding conditions, also is metal material adaptability in the welding process. Welding of metallic materials is mainly determined by the organization and properties of welded joints. This article focuses on the welding technology of the carbon steel, low alloy steel, stainless steel, cast iron and other metal materials. 关键词：金属；材料；焊接 Key words: metal；material；welding 中图分类号：TG44 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2010）33-0266-01 1碳钢的焊接技术
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专业小论文 材料科学是21世纪四大支柱学科之一，而金属材料工程则是材料科学中一个重要的专业方向。众所周知，金属工具的制造和使用标志着人类文明的一个重大的进步。从青铜到钢铁，再到当今形形色色的合金材料，人类在自身不断进步的同时，从未放松过对金属材料的研究与开发。金属材料工程是国家重点支持的研究方向，每年都有大量的资金投入，成果也很显著。该专业研究范围很广，可以说所有的金属元素都在其研究范围之内。目前国内主要侧重于铁合金铝合金以及其他一些特种金属材料的研究与开发。 金属材料工程是一门实用性很强的专业，通过对金属材料制备工艺及其原理的探究，研究成果可以直接应用于现实生产，所取得的进展和人民群众的日常生活密切相关。喜欢理论研究的人可以在此发挥自己的才能，在这里有广阔的理论研究空间。材料技术人员虽然掌握了许多种金属材料的制备工艺，但至今还没有完全弄清楚其中的道理，而从理论上阐明这一切对材料科学的进一步发展意义非凡。于是从中也演化出计算机模拟各种原子分子的相互作用，从而设计出符合要求的材料，这对现实生产有着极其重要的指导作用。近年来，这一领域还有许多新的发展，比如储氢材料摩擦材料以及和纳米技术相结合的协同材料等等。 金属材料是指由金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属合金金属间化合物和特种金属等。人类文明的发展和社会的进步同金属材料关系十分密切。继石器时代之后出现的铜器时代铁器时代，均以金属材料的应用为其时代的显著标志。现代，种类繁多的金属材料已成为人类社会发展的重要物质基础。我们对金属材料的认识应从以下几个方面开始： 一、分类 金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。 ①黑色金属又称钢铁材料，包括含铁90%以上的工业纯铁，含铁小于2%~4%的铸铁， 含碳小于2%的碳铁，以及各种用途的结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金、精密合金等。广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金。 ②有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金，通常分为轻金属、重金属、半 金属、贵金属稀有金属和稀土金属等。有色金属的强度和硬度一般比纯金属高，并且电阻大电阻温度系数小。 ③特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料。其中有通过快速冷凝工 艺获得的非晶态金属材料，以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等；还有隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐磨、减震阻尼等特殊功能合金等。金属材料按生产成型工艺又分为铸造金属、变形金属、喷射成形金属，以及粉末冶金材料。铸造金属通过铸造工艺成型，主要有铸钢、铸铁和铸造、有色金属及合金。变形金属通过压力加工如锻造轧制冲压等成型，其化学成分与相应的铸造金属略有不同。喷射成型金属是通过喷射成型工艺制成具有一定形状和组织性能的零件与毛胚。金属材料的性能可分为工艺性能和使用性能两种。 二、性能 为更合理使用金属材料，充分发挥其作用，必须掌握各种金属材料制成的零、构件在正常工作情况下应具备的性能（使用性能）及其在冷热加工过程中材料应具备的性能（工艺性能）。材料的使用性能包括物理性能(如比重、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性等)化学性能（耐用腐蚀性、抗氧化性），力学性能也叫机械性能。材料的工艺性能指材料适应冷、热加工方法的能力。
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船电101 李伟聪09 何碧枢11 关于“金属材料的力学性能”的论文 金属材料的力学性能 金属材料的力学性能是指金属材料在外力作用下抵抗变形或破坏的能力，如强度、硬度、弹性、塑性、韧性等。这些性能是化工设备设计中材料选择及计算时决定许用应力的依据。 ㈠强度 材料的强度是指材料抵抗外加载荷而不致失效破坏的能力. 一般来讲，材料强度仅指材料在达到允许的变形程度或断裂前所能承受的最大应力，像弹性极限、屈服点、抗拉强度、疲劳极限和蠕变极限等。材料在常温下的强度指标有屈服强度和抗拉（压）强度。 屈服强度表示材料抵抗开始产生大量塑性变形的应力。抗拉强度表示材料抵抗外力而不致断裂的最大应力。在工程上，不仅需要材料的屈服强度高，而且还需要考虑屈服强度与抗拉强度的比值（屈强比），根据不同的设备要求，其比值应适当。屈强比较小材料制造的零件具有较高的安全可靠性，因为在工作时万一超载，也能由于塑性变形使金属的强度提高而不致立刻断裂。但如果屈强比太低，则材料强度的利用率会降低。因此，过大、过小的屈强比都是不适宜的。 在化工炼油设备中，很多零部件是长期在高温下工作的，对于制造这些零部件的金属材料的屈服限ss、抗拉强度限sb都会发生显著变化，必须考虑温度对力学性能的影响。通常随着温度升高，金属的强度降低而塑性增加。另外，金属材料在高温长期工作时，在一定应力下，会随着时间
的延长缓慢地不断发生塑性变化的现象，称为“蠕变”现象。例如，高温高压蒸汽管道虽然其承受的应力远小于工作温度下材料的屈服点，但在长期的使用中则会产生缓慢而连续的变形使管径日趋增大，最后可能导致破裂。材料在高温条件下抵抗这种缓慢塑性变形的能力，用蠕变极限sn表示。蠕变极限是指试样在一定温度下和在规定的持续时间内，产生的蠕变变形量（总的或残余的）或第Ⅱ阶段的蠕变速度等于某规定值时的最大应力。 对于长期承受交变应力作用的金属材料，还有考虑“疲劳破坏”。所谓“疲劳破坏”是指金属材料在小于屈服强度极限的循环载荷长期作用下发生破坏的现象。疲劳断裂与静载荷下断裂不同，无论在静载荷下显示脆性或韧性的材料，在疲劳断裂时，都不产生明显的塑性变形，断裂是突然发生的，因此具有很大的危险性，常常造成严重的事故。金属材料在循环应力下，经受无限次循环而不发生破坏的最大应力称为“疲劳强度”，以sr（见（a）式）表示，称为应力循环系数或应力比，在对称循环时，(r=-1）表示。对于一般钢材，以106～107次不被破坏的应力，作为疲劳强度。㈡硬度硬度是指固体材料对外界物体机械作用（如压陷、刻划）的局部抵抗能力。它是由采用不同的试验方法来表征不同的抗力。硬度不是金属独立的基本性能，而是反映材料弹性、强度与塑性等的综合性能指标。在工程技术中应用最多的是压入硬度，常用的指标有布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRC、HRB)和维氏硬度(HV)等。所得到的硬度值的大小实质上是表示金属表面抵抗压入物体(钢球或锥体)所引起局部塑性变形的抗力大小。一般情况下，硬度高的材料强度高，耐磨性能较好，而切削加工性
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汽车用非金属材料性能及应用 一、非金属材料分类及在汽车上的应用概述 汽车工程材料包括金属材料和非金属材料。其中金属材料包括黑色金属和有色金属；非金属材料包括高分子材料、陶瓷材料、复合材料。 高分子材料又分为工程塑料、合成纤维、橡胶、胶粘剂、涂料。工程塑料主要指强度、韧性和耐磨性较好的，具有价廉、耐蚀、降噪、美观、质轻等特点，可用于汽车保险杠、汽车内饰件、高档车用安全玻璃、仪表板等零部件。合成纤维是指单体聚合而成具有很高强度的高分子材料，如尼龙、聚酯等，用于汽车座垫、安全带、内饰件等。橡胶具有高的弹性和回弹性，一定的强度，优异的抗疲劳，良好的耐磨、绝缘、隔声、防水、缓冲、吸振等特点，用于制造汽车的轮胎、内胎、防振橡胶、软管、密封带、传动带等零部件。各种胶粘剂起到粘结、密封等作用。涂料对车身的防锈、美化及商品价值有不可忽视的作用。 陶瓷材料分为陶瓷、玻璃，陶瓷用于制造火花塞、传感器等；玻璃用于制造汽车前后门窗、侧窗等。 复合材料包括非金属基复合材料、金属基复合材料，用于汽车车顶导流板、风挡窗框等车身外装板件。 二、塑料、橡胶在汽车上的应用 1．一些基本概念 应力和应变：当材料受到外力作用，而所处的条件使它不能产生惯性移动时，它的几何形状和尺寸将发生变化，这种变化就称为应变。材料发生宏观的变形时，其内部分子间以及分子内各原于间的相对位置和距离就要发生变化，产生了原子间及分子之间的附加的内力，抵抗着外力，并力图恢复到变化前的状态，达到平衡时，附加内力与外力大小相等，方向相反。定义单位面积上的附加内力为应力，显然，其值与单位面积上所受的外力相等。 弹性模量：对于理想的弹性固体，应力与应变关系服从虎克定律，即应力与应变成正比，比例常熟成为弹性模量。可见弹性模量是材料发生单位应变时的应力，它表征材料抵抗变形能力的大小，模量愈大，愈不容易变形，表示材料刚度愈大。 拉伸强度：是在规定的试验温度、湿度和试验速度下，在标被试样上沿轴向施加拉伸裁荷，直到试样被拉断为止，断裂前试样承受的最大载荷P与试样的宽度b和厚度d的乘积的比值。σt=P/(bd) 冲击强度：是衡量材料韧性的一种强度指标，表征材料抵抗冲击载荷破坏的能力。通常定义为试样受冲击载荷而折断时单位截面积所吸收的能量。σi＝W/(bd) 硬度：是衡量材料表面抵抗机械压力的能力的一种指标。硬度的大小与材料的抗张强度和弹性模量有关，而硬度试验又不破坏材料、方法简便，所以有时可作为估计材料抗张强度的一种替代办法。硬度试验方法很多，加荷方式有动载法和静载法两类，前者用弹性回跳法和冲击力把钢球压入试样，后者则以一定形状的硬材料为压头，平稳地逐渐加荷将压头压入试样，通称压入法，因压头的形状不同和计算方法差异又有布氏、洛氏和邵氏等名称。布氏硬度试验是以平稳的裁荷将直径D一定的硬钢球压入试样表面，保持一定时问使材料充分变形，并测量压入深度h，计算试样表面凹痕的表面积，以单位面积上承受的载荷(公斤／毫米2)为材料的布氏硬度。 熔融指数：热塑性树脂和塑料在规定温度、恒定负荷下，熔体在一定时间内流过标淮出料模孔的重量。熔触指数可作为热塑性树脂质量控制和热塑性塑料成型加工工艺条件的参
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汽车用非金属材料 内容： 1．非金属材料分类及在汽车上的应用概述； 2．塑料、橡胶在汽车上的应用； 3．车用非金属材料分类 4．塑料、橡胶常用性质试验方法。 一、非金属材料分类及在汽车上的应用概述 汽车工程材料包括金属材料和非金属材料。其中金属材料包括黑色金属和有色金属；非金属材料包括高分子材料、陶瓷材料、复合材料。 高分子材料又分为工程塑料、合成纤维、橡胶、胶粘剂、涂料。工程塑料主要指强度、韧性和耐磨性较好的，具有价廉、耐蚀、降噪、美观、质轻等特点，可用于汽车保险杠、汽车内饰件、高档车用安全玻璃、仪表板等零部件。合成纤维是指单体聚合而成具有很高强度的高分子材料，如尼龙、聚酯等，用于汽车座垫、安全带、内饰件等。橡胶具有高的弹性和回弹性，一定的强度，优异的抗疲劳，良好的耐磨、绝缘、隔声、防水、缓冲、吸振等特点，用于制造汽车的轮胎、内胎、防振橡胶、软管、密封带、传动带等零部件。各种胶粘剂起到粘结、密封等作用。涂料对车身的防锈、美化及商品价值有不可忽视的作用。 陶瓷材料分为陶瓷、玻璃，陶瓷用于制造火花塞、传感器等；玻璃用于制造汽车前后门窗、侧窗等。
复合材料包括非金属基复合材料、金属基复合材料，用于汽车车顶导流板、风挡窗框等车身外装板件。 二、塑料、橡胶在汽车上的应用 1．一些基本概念 应力和应变：当材料受到外力作用，而所处的条件使它不能产生惯性移动时，它的几何形状和尺寸将发生变化，这种变化就称为应变。材料发生宏观的变形时，其内部分子间以及分子内各原于间的相对位置和距离就要发生变化，产生了原子间及分子之间的附加的内力，抵抗着外力，并力图恢复到变化前的状态，达到平衡时，附加内力与外力大小相等，方向相反。定义单位面积上的附加内力为应力，显然，其值与单位面积上所受的外力相等。 弹性模量：对于理想的弹性固体，应力与应变关系服从虎克定律，即应力与应变成正比，比例常熟成为弹性模量。可见弹性模量是材料发生单位应变时的应力，它表征材料抵抗变形能力的大小，模量愈大，愈不容易变形，表示材料刚度愈大。 拉伸强度：是在规定的试验温度、湿度和试验速度下，在标被试样上沿轴向施加拉伸裁荷，直到试样被拉断为止，断裂前试样承受的最大载荷P与试样的宽度b和厚度d的乘积的比值。σt=P/(bd) 冲击强度：是衡量材料韧性的一种强度指标，表征材料抵抗冲击载荷破坏的能力。通常定义为试样受冲击载荷而折断时单位截面积所吸收的能量。σi＝W/(bd)硬度：是衡量材料表面抵抗机械压力的能力的一种指标。硬度的大小与材料的抗张强度和弹性模量有关，而硬度试验又不破坏材料、方法简便，所以有时可作为估计材料抗张强度的一种替代办法。硬度试验方法很多，加荷方式有动载法和静载法两类，前者用弹性
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金属材料性能论文金属材料的论文： 浅谈“金属材料的力学性能”教学单元中的实验教学 “金属的力学性能”是“金属材料与热处理基础”教学单元中的重要内容,在“金属的力学性能”教学单元中涉及的实验较多,教材通过各种试验机的实验结果分别说明各力学性能指标的测定,但对于大多数中职学校来说,由于条件限制,教学方法普遍采用讲授法,这些试验机也只能是教材上的图片,根本无法演示,更谈不上让学生动手。为此,学生对这些概念是听得云里雾里的,难以理解。在多年的教学实践中,笔者认为,在实验设备缺乏的情况下,仍可进行实验教学,且效果较好,以下作一说明,供同行参考。 一、巧设演示,引出概念 恰当的课堂演示可以把一些深奥难懂的问题直观地反映出来,使学生通过感性认识加深对知识的理解,从而达到深入浅出的教学效果。 例如,在讲授“强度”“韧性”的概念时,可以分别做以下演示实验。 演示1取一段100mm长Φ0.6mm的细铁丝和100mm长 Φ0.9mm的焊锡丝,徒手对拉,锡丝很容易拉断而细铁丝拉不断。 说明细铁丝在拉力(静载荷)作用下更难断裂,即抵抗能力更强。由此引出“强度”的概念,学生便容易理解。
演示2用手指轻弹橡皮泥和粉笔,结果是橡皮泥产生了弯曲但并没有断裂,粉笔立即断成两截飞出。 说明在冲击载荷的作用下粉笔的抵抗能力更弱,由此引出“冲击韧性”的概念。这样学生就能从感受中理解概念。 再如,在讲到材料的硬度时,可用一简单的实验求证课本知识:找 一把小刀切削橡皮擦和铅笔。小刀可以轻而易举地切削橡皮擦,而切削铅笔却要花较大的力气。说明橡皮擦的硬度低,而铅笔的硬度高。在讲到材料硬度的测定方法时,我准备了一块橡皮泥、一块橡皮擦、一块和一把小刀,先将橡皮泥和橡皮擦放到一位同学的手中,要求判断其硬度,说明判断方法;再将小石块和小木块放到这位同学的手中,要 求判断其硬度,并说明判断方法。学生根据生活常识很自然得出如下结论:前者用手捏(压痕法)得出橡皮擦更硬,后者用小刀划(划痕法)得 出石块更硬。接下来再讲授“布氏硬度测量法”等相关内容时,学生便不难理解了。 事实证明,这种简单的演示实验,对帮助学生理解和掌握概念能起到很好的作用。通过加强实验,不仅可以使学生具备一定的感性认识。更重要地是使学生进一步理解物理概念和定理是怎样在实验基础上 建立起来的,从而有效地帮助学生形成概念,导出规律,掌握理论,正确而深刻地领会物理知识。 二、合理运用多媒体教学手段,强化实验演示效果
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金属材料科学概论 内容摘要：本文简单地介绍了金属材料的概念、特质及其性能，着重阐述了金属材料的分类、金属材料科学的制备及合成以及金属材料的成型工艺, 同时就金属材料的应用及发展前景提出了看法。 关键词：金属材料；发展和兴起；概念；分类；性能；制备及合成；成型；应用 一、金属材料简介 1、金属材料的概念 金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属、合金、金属材料金属间化合物和特种金属材料等。 2、金属材料的分类 金属材料的分类可按照成分和用途分为两大类。其中按金属成份分类可分为钢铁、有色（非铁）金属和复合金属材料三大类；按材料用途分类可分为结构材料和工程材料。 （一）、金属材料的成分分类 （1）钢铁 钢铁可细分为以下几种：工业纯铁、碳钢、合金钢和铸铁四种。其中工业纯铁为含碳约在0.01% 以下的铁一碳合金；碳钢为含碳在0.01-1.5% 间的铁-碳合金；合金钢为含镍、铬、钨、钒、钛、钴、铜、锰、硅等合金元素的铁一碳合金；铸铁为含碳2.0-4.0% 间的铁一碳合金(也可含其它合金元素)。 （2）有色（非铁）金属 有色（非铁）金属可分为重有色金属、轻有色金属、稀有和难熔金属、稀土金属、稀散金属、贵金属和放射性金属七大类。重有色金属为铜、铅、锌、镍、锡等及其合金；轻有色金属为铝、镁、钛、铍等及其合金；稀有、难熔金属为钨、钼、铂、铌、铪、钒、铬等及其合金；稀土金属为镧、铈、镨、钕、钷、钐等；稀散金属为镓、铟、铊等；贵金属为金、银、铂族金属及其合金；放射性金属为铀、钍、镭。 （3）复合金属材料 复合金属材料主要为以下几种：镀层一镀锌铁皮、钢丝, 镀锡铁皮( 马口铁) 等；渗层一渗铬、渗铝钢板、钢管等；包层一包铜钢丝, 包镍( 及镍合金) 钢板, 农用钢板等；机械混合合金——银一钨、铜一钨合金, 硬质合金, 金属陶瓷等；纤维增强合金一铍丝增强铝合金, 钨丝增强高温合金, 碳、硼丝增强合金等。（二）、金属材料的用途分类 （1）结构材料 结构材料可主要分为三类：一类为结构钢, 不锈钢, 耐热钢, 耐酸钢, 弹簧钢, 轴承钢, 工具钢, 模具钢, 铸铁( 包括可锻铸铁, 球墨铸铁等) ；第二类为结构用的铝、镁、钦、铜等及其合金；第三类为复合材料一纤维增强, 复层, 蜂窝结构
(完整版)汽车用非金属材料简
汽车用非金属材料 内容：1．非金属材料分类及在汽车上的应用概述； 2．塑料、橡胶在汽车上的应用； 3．车用非金属材料分类 4．塑料、橡胶常用性质试验方法。 一、非金属材料分类及在汽车上的应用概述 汽车工程材料包括金属材料和非金属材料。其中金属材料包括黑色金属和有色金属；非金属材料包括高分子材料、陶瓷材料、复合材料。 高分子材料又分为工程塑料、合成纤维、橡胶、胶粘剂、涂料。工程塑料主要指强度、韧性和耐磨性较好的，具有价廉、耐蚀、降噪、美观、质轻等特点，可用于汽车保险杠、汽车内饰件、高档车用安全玻璃、仪表板等零部件。合成纤维是指单体聚合而成具有很高强度的高分子材料，如尼龙、聚酯等，用于汽车座垫、安全带、内饰件等。橡胶具有高的弹性和回弹性，一定的强度，优异的抗疲劳，良好的耐磨、绝缘、隔声、防水、缓冲、吸振等特点，用于制造汽车的轮胎、内胎、防振橡胶、软管、密封带、传动带等零部件。各种胶粘剂起到粘结、密封等作用。涂料对车身的防锈、美化及商品价值有不可忽视的作用。 陶瓷材料分为陶瓷、玻璃，陶瓷用于制造火花塞、传感器等；玻璃用于制造汽车前后门窗、侧窗等。 复合材料包括非金属基复合材料、金属基复合材料，用于汽车车顶导流板、风挡窗框等车身外装板件。 二、塑料、橡胶在汽车上的应用 1．一些基本概念应力和应变：当材料受到外力作用，而所处的条件使它不能产生惯性移动时，它的几何形状和尺寸将发生变化，这种变化就称为应变。材料发生宏观的变形时，其内部分子间以及分子内各原于间的相对位置和距离就要发生变化，产生了原子间及分子之间的附加的内力，抵抗着外力，并力图恢复到变化前的状态，达到平衡时，附加内力与外力大小相等，方向相反。定义单位面积上的附加内力为应力，显然，其值与单位面积上所受的外力相等。 弹性模量：对于理想的弹性固体，应力与应变关系服从虎克定律，即应力与应变成正比，比例常熟成为弹性模量。可见弹性模量是材料发生单位应变时的应力，它表征材料抵抗变形能力的大小，模量愈大，愈不容易变形，表示材料刚度愈大。 拉伸强度：是在规定的试验温度、湿度和试验速度下，在标被试样上沿轴向施加拉伸裁荷，直到试样被拉断为止，断裂前试样承受的最大载荷P 与试样的宽度 b 和厚度 d 的乘积的比值。dt=P/(bd)冲击强度：是衡量材料韧性的一种强度指标，表征材料抵抗冲击载荷破坏的能力。通 常定义为试样受冲击载荷而折断时单位截面积所吸收的能量。oi = W/(bd) 硬度：是衡量材料表面抵抗机械压力的能力的一种指标。硬度的大小与材料的抗张强度和弹性模量有关，而硬度试验又不破坏材料、方法简便，所以有时可作为估计材料抗张强度的一种替代办法。硬度试验方法很多，加荷方式有动载法和静载法两类，前者用弹性回跳法和冲击力把钢球压入试样，后者则以一定形状的硬材料为压头，平稳地逐渐加荷将压头压入试样，通称压入法，因压头的形状不同和计算方法差异又有布氏、洛氏和邵氏等名称。布 氏硬度试验是以平稳的裁荷将直径 D 一定的硬钢球压入试样表面，保持一定时问使材料充 分变形，并测量压入深度h,计算试样表面凹痕的表面积，以单位面积上承受的载荷（公斤/毫米2）为材料的布氏硬度。
金属材料标准代号
金属材料标准代号 实用钢铁材料手册 1.铸造用生铁［YB（T）14—199」 2.炼钢用生铁（GB／T717—1998） 3.球墨铸铁用生铁（GB／T1412－－1985） 4.铸造用磷铜钛低合金耐磨生铁（YB/T5210—1993） 5.含钒生铁（YB／T5125—1993） 6.脱碳低磷粒铁（YB／T068一1995） 一.铁合金 1.硅铁（GB／T2272—1987） 2.锰铁（GB/T3795—1996） 3.金属锰（GB／T2774—1991） 4.电解金属锰（YB／T051—1993） 5.铬铁（GB／T5683—1987） 6.金属钻（GB／T3211—1987） 7.氮化铝铁（YB／T5140—1993） 8.真空法微碳铬铁（GB／T5684－－1987） 9.钨铁（GB／T3684一1996） 10.钼铁（GB/T3649—l987） 11.氧化钼块（YB/T5129—1993） 12.钒铁（GB/T4139—1987） 13.钒渣（YB/T008—1997） 14.五氧化二钒（GB/T3283—1987） 15.钛铁（GB／T3282－1987） 16.铌铁（GB／T7737－－1997） 17.铌磷半钢（YB/T4025—1991） 18.硼铁（GB/T5682—1995） 19.磷铁（YB/T5036－1993） 20.锰硅合金（GB/T4008—1996） 21.硅铬合金（GB／T4009—1989） 22.硅铝合金（YB／T065一1995） 23.硅钙合金（YB／T5051—1993） 24.硅钡合金（GB／T066一1995） 25.硅钡铝合金（YB／T（We－Q巧）
金属材料论文
我身边的材料 ————金属材料 摘要：金属材料是人类使用最早并且与我们生活最密切相关的材料。文章介绍了金属材料的分类，性质，应用，前景，并将一些新兴的金属材料做了简单的介绍。 关键词：金属材料；性质；新兴金属材料；金属基复合材料 金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属、合金、金属材料金属间化合物和特种金属材料等。 人类文明的发展和社会的进步同金属材料关系十分密切。继石器时代之后出现的铜器时代、铁器时代，均以金属材料的应用为其时代的显著标志。现代，种类繁多的金属材料已成为人类社会发展的重要物质基础。 金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。①黑色金属又称钢铁材料，包括含铁90%以上的工业纯铁，含碳 2%～4%的铸铁，含碳小于 2%的碳钢，以及各种用途的结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金、精密合金等。广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金。 ②有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金，通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等。有色合金的强度和硬度一般比纯金属高，并且电阻大、电阻温度系数小。③特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料。其中有通过快速冷凝工艺获得的非晶态金属材料，以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等；还有隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐磨、减振阻尼等特殊功能合金以及金属基复合材料等。 金属材料的性能一般分为工艺性能和使用性能两类。所谓工艺性能是指机械零件在加工制造过程中，金属材料在所定的冷、热加工条件下表现出来的性能。金属对各种加工工艺方法所表现出来的适应性称为工艺性能，主要有以下四个方面：⑴切削加工性能；⑵可锻性； ⑶可铸性；金属材料工艺性能的好坏，决定了它在制造过程中加工成形的适应能力。所谓使用性能是指机械零件在使用条件下，金属材料表现出来的性能，它包括机械性能、物理性能、化学性能等。金属材料的性能决定着材料的适用范围及应用的合理性。金属材料的性能主要分为四个方面，即：机械性能、化学性能、物理性能、工艺性能。金属材料使用性能的好坏，决定了它的使用范围与使用寿命。金属材料在载荷作用下抵抗破坏的性能，称为机械性能(或称为力学性能)。金属材料的机械性能是零件的设计和选材时的主要依据。外加载荷性质不同(例如拉伸、压缩、扭转、冲击、循环载荷等)，对金属材料要求的机械性能也将不同。常用的机械性能包括：强度、塑性、硬度、冲击韧性、多次冲击抗力和疲劳极限等。化学性能：金属与其他物质引起化学反应的特性称为金属的化学性能。在实际应用中主要考虑金属的抗蚀性、抗氧化性（又称作氧化抗力，这是特别指金属在高温时对氧化作用的抵抗能力或者说稳定性），以及不同金属之间、金属与非金属之间形成的化合物对机械性能的影响等等。在金属的化学性能中，特别是抗蚀性对金属的腐蚀疲劳损伤有着重大的意义；物理性能：金属的物理性能主要考虑：⑴密度⑵熔点⑶热膨胀性⑷磁性能⑸电学性能（主要是电导率）； 新兴金属材料介绍： 1、金属基复合材料 金属基复合材料起源于20 世纪50 年代末或60 年代初期，它是一种把金属作为基体和增强材料进行复合加工而制成的一种材料。基体可以是铜、铝、镁以及金属间化合物等。增强材料的种类也很多，可以是碳化硅、碳纤维以及氧化铝等。它除了具有很高的韧性和可塑性之外，还能耐高温，且导电性能良好，可抗辐射，阻隔性能良好不吸潮。正是由于这些优良的特性，使得它经过了几十年的发展成为了如今最炙手可热的复合材料之一。由于金属基复合材料的性能优秀，所以它能够被运用到了各个行业。比如汽车行业中的柴油机活塞、Al 发动机组的缸体驱动轴、连杆等；还有航空航天行业。比如战隼战机的机腹尾翼以及燃料通
汽车用非金属材料-简介
汽车用非金属材料培训 内容： 1．非金属材料分类及在汽车上的应用概述； 2．塑料、橡胶在汽车上的应用； 3． 4．塑料、橡胶常用性质试验方法。 一、非金属材料分类及在汽车上的应用概述 汽车工程材料包括金属材料和非金属材料。其中金属材料包括黑色金属和有色金属；非金属材料包括高分子材料、陶瓷材料、复合材料。 高分子材料又分为工程塑料、合成纤维、橡胶、胶粘剂、涂料。工程塑料主要指强度、韧性和耐磨性较好的，具有价廉、耐蚀、降噪、美观、质轻等特点，可用于汽车保险杠、汽车内饰件、高档车用安全玻璃、仪表板等零部件。合成纤维是指单体聚合而成具有很高强度的高分子材料，如尼龙、聚酯等，用于汽车座垫、安全带、内饰件等。橡胶具有高的弹性和回弹性，一定的强度，优异的抗疲劳，良好的耐磨、绝缘、隔声、防水、缓冲、吸振等特点，用于制造汽车的轮胎、内胎、防振橡胶、软管、密封带、传动带等零部件。各种胶粘剂起到粘结、密封等作用。涂料对车身的防锈、美化及商品价值有不可忽视的作用。 陶瓷材料分为陶瓷、玻璃，陶瓷用于制造火花塞、传感器等；玻璃用于制造汽车前后门窗、侧窗等。 复合材料包括非金属基复合材料、金属基复合材料，用于汽车车顶导流板、风挡窗框等车身外装板件。 二、塑料、橡胶在汽车上的应用 1．一些基本概念 应力和应变：当材料受到外力作用，而所处的条件使它不能产生惯性移动时，它的几何形状和尺寸将发生变化，这种变化就称为应变。材料发生宏观的变形时，其内部分子间以及分子内各原于间的相对位置和距离就要发生变化，产生了原子间及分子之间的附加的内力，抵抗着外力，并力图恢复到变化前的状态，达到平衡时，附加内力与外力大小相等，方向相反。定义单位面积上的附加内力为应力，显然，其值与单位面积上所受的外力相等。 弹性模量：对于理想的弹性固体，应力与应变关系服从虎克定律，即应力与应变成正比，比例常熟成为弹性模量。可见弹性模量是材料发生单位应变时的应力，它表征材料抵抗变形能力的大小，模量愈大，愈不容易变形，表示材料刚度愈大。 拉伸强度：是在规定的试验温度、湿度和试验速度下，在标被试样上沿轴向施加拉伸裁荷，直到试样被拉断为止，断裂前试样承受的最大载荷P与试样的宽度b和厚度d的乘积的比值。σt=P/(bd) 冲击强度：是衡量材料韧性的一种强度指标，表征材料抵抗冲击载荷破坏的能力。通常定义为试样受冲击载荷而折断时单位截面积所吸收的能量。σi＝W/(bd) 硬度：是衡量材料表面抵抗机械压力的能力的一种指标。硬度的大小与材料的抗张强度和弹性模量有关，而硬度试验又不破坏材料、方法简便，所以有时可作为估计材料抗张强度的一种替代办法。硬度试验方法很多，加荷方式有动载法和静载法两类，前者用弹性回跳法和冲击力把钢球压入试样，后者则以一定形状的硬材料为压头，平稳地逐渐加荷将压头压入试样，通称压入法，因压头的形状不同和计算方法差异又有布氏、洛氏和邵氏等名称。布
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一、疲劳计算 根据计算结果，分析影响构建疲劳寿命的主要因素。 Solution: 1.We can get three conclusions from the picture shown in Figure E14.4. a.the flaw shape is buried circular plate crack b.initial flaw size is 0.1 milimeter . c.critical dimension of fatigue crack is about 1 milimeter . So a0=0.1mm ac=1mm a/2c=0.5 a/h=0.75 Look up the curves of Me shown in appendix D Me=1.1 As Q=Φ2-0.212(σ/σs)2 Calculate Q=2.41 2.Estimate the remaining life of the part As da/dN=10-11 (Δk)4=10-11[Me*σ*(3.14*a/Q)1/2]4 The derivation of expression (1) is Nc is da/10-11[Me*σ*(3.14*a/Q)1/2]4 Known: The maximum stress isσ, σ=300Mpa .
Substitute Mc ,a0 ,ac ,and Q into expression (2) Integrate Nc. Nc=49 weeks. As the initiation stage of the flaw is 50 percent of the life of part , the total life time of the part is 49*2=98 . The above results are some larger ,because we uncondering stress frequency and other factors ,and it will be understood in Figure 1.1 Obviously , σe is larger than 300 Mpa ,because Nc σ σ From the calculation above,it can be found in the process that the influence factors of the fatigue are: A, stress concentration B, stress cycle times C, stress ratio D, stress amplitude E, the steel yield strength 二、断裂分析 根据上图40Cr断口金相照片，试分析：
(完整版)《汽车材料》课程标准
《汽车材料》课程标准 课程名称：汽车材料 学时：26 适用专业：汽车检测与维修技术 一、课程简介 1、课程性质 《汽车材料》是汽车检测与维修技术专业的专业基础课程，起承前启后的作用。 2、与前后续课程的关系 前修课程：《汽车发动机构造与维修》、《材料力学》；后续课程：《汽车底盘构造与维修》、《汽车电气设备构造与维修》、《发动机电控技术》、等。 二、课程目标 1.知识目标 （1）掌握汽车的构成和汽车材料的分类。 （2）掌握了解石油、汽油、柴油等各种燃料的使用性能及注意事项。了解汽车的一些其他代用燃料。 （3）掌握发动机润滑系统的作用、性能、以及注意事项、了解并掌握齿轮油、润滑脂的使用性能以及注意事项。 （4）掌握液力传动油、汽车制动液、汽车防冻液的使用性能要求、规格和使用注意事项。了解其他工作液的使用性能要求、规格和使用注意事项。 （5）掌握金属材料的性能与结构、掌握金属材料的热处理、掌握常用金属材料以及典型汽车零件金属材料的选用。 （6）了解车用橡胶材料的品种以及汽车轮胎的类型和结构；掌握汽车用塑料的性能、种类及应用；掌握汽车玻璃的性能、种类及主要用途；掌握其他非金属材料的性能特点及应用。（7）了解汽车美容的含义；掌握汽车美容用品。 2.能力目标 （1）掌握汽车材料分类、金属材料概念。 （2）了解汽车燃油使用性能及评定指标,能够正确选用各类汽车燃料；了解汽车新能源及油料管理技术。 （3）掌握汽车润滑材料的分类、特性、规格、选用及使用注意事项。 （4）汽车工作液主要规格的辨别、能够合理选择、正确使用各种汽车工作液。 （5）掌握汽车用金属材料的基本概念，热处理方法，了解常用金属材料的成分、组织、性能之间的关系，金属材料的分类、牌号、性能特点、用途及金属材料的发展趋势。掌握强度、塑性及评价指标，硬度、韧性、疲劳强度及评价指标，了解工艺性能；掌握热处理的概念、目的，了解热处理原理；钢的正火、退火、淬火、回火含义及目的；表面热处理的目的、种类，自学钢的热处理新技术部分。 （6）掌握汽车常用非金属材料种类、应用、性能特点以及汽车新能源等的应用状况及发展动态。掌握橡胶、玻璃的特性、种类，了解其一般用途及在汽车上的应用。
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目录 一、金属材料的性质 二、铁碳合金 三、金属的工艺性能 四、金属材料的改性方法 五、金属材料的发展趋势 六、参考文献
金属材料的性质 在自然界中，金属元素占75%。价电子数目少，电子层数较多，原子核对价电子的引力较弱，价电子容易脱离原子核的束缚而形成自由电子是其金属原子的结构特点。 自由电子在正离子之间作高速运动，形成带负电的电子云，正离子与电子云之间产生强烈的静电吸引力，金属原子间这种正离子与自由电子的引力结合称为金属键。金属键与非金属原子间的结合键不同。由于金属键的作用力很大，并且大量的原子结合成整体金属，固金属的强度高；金属键没有方向性，原子间也没有选择性，所以在外力作用下发生原子位置的相对移动时，金属健也不会遭到破坏，所以金属具有比较好的塑性变形能力；由于金属中的自由电子在电场的作用下作定向运动，使金属具有导电性，金属离子在平衡位置可以作热振动，且温度越高，金属离子的振幅越大，因此金属具有良好的导热性。 固态金属的原子彼此靠金属键结合在一起，表现出有规则的特征，即固态金属具有晶体结构。固态金属的晶格有多种形式，除少数具有复杂的结构外，大多数都属于体心立方，面心立方和密排六方三种中的一种： 体心立方晶格的结构特点：8个原子组成一个立方体，立方体的中心处还有一个原子。这种晶胞所占有的实际原子数为2，各棱边长度相等；具有这种结构特点的金属有：W、Cr、Mo、V、Nb等。 面心立方晶格的结构特点：8个原子组成一个立方体，立方体各面的中心处还分布有1个原子。这种晶胞所占有的实际原子数为4，各棱边长度相等；具有这种结构的金属有：Cu、Al、Ni、Pb等。 密排六方晶格的结构特点：12个原子组成一个六棱柱体，上下两个六边形中心处各有1个原子，六棱柱体的心部所占有的实际原子数为6。具有这种晶格的金属有：Mg、Be、Cd、Zn等。 以上的三种晶格是一种理想的状况，与实际金属的晶体结构有很大的差距。实际金属的原子排列不可能像理想晶体那样规则和完整，由于要受到加工、凝固以及其它因素的影响，实际晶体中总存在着偏离完整性的区域，这些区域就称为晶体缺陷。按几何特征，晶体缺陷可分为点缺陷，线缺陷和面缺陷。 （1）点缺陷结晶过程中，在高温下或由于辐照等，晶体中会产生点缺陷。其特征是三维方向上尺寸都很小，仅引起几个原子范围的不完整，该缺陷就是点缺陷。包括空位，间隙原子和异类原子三种。 （2）线缺陷指晶格中某一列或若干列原子出现有规律的错排，破坏了晶格的规则而形成的缺陷。位错的种类很多，但最简单、最基本的有两种类型：一种是刃型位错，另一种是螺型位错。 （3）面缺陷面缺陷主要是指晶界、亚晶界等。其特点是两个方向尺寸较大，一个方向尺寸很小。 铁碳合金 一合金及其结构 两种或两种以上的元素组成的金属物质称为合金。合金是金属，因而合金的组元中含有较大比例的金属元素。而其他含量少的元素可以是金属元素，也可以是非金属元素。如黄铜是铜锌合金，黄铜的组成元素都是金属元素。而钢是铁、碳等元素组成的合金，所含铁、锰等元素是金属元素，但碳、硅等则是非金属元素。合金中各组元之间相互影响、相互作用，因而可组成各种不同的结构。 1.固溶体
汽车常用金属材料
汽车常用金属材料 课后练习 一、填空题 1.力学性能指标主要包括强度、塑性、硬度、韧度和疲劳强度等。 2.按载荷的不同强度分为抗拉、抗压、抗剪、抗扭、抗弯曲。 3.普通黄铜仅由铜和锌两种元素组成。 4.大多数工件在淬火时都希望表面和心部都能得到高硬度，要避免零件出现“未淬透”现象，因此淬透性是衡量材料淬火处理性能好坏的指标。 5.淬火冷却剂常用水、油、盐溶液等，它们的冷却能力为水> 盐溶液> 油。 6.合金工具钢牌号中碳的质量分数的表示与合金结构钢不同，牌号中碳含量的数字表示平均碳的质量分数的千分数。 7.碳素钢按钢的质量等级可分为低碳钢、中碳钢、高碳钢。 8.钢的常用回火方法有低温回火、中温回火和高温回火。 9.铝合金按其成分和工艺特点可分为变形铝合金和铸造铝合金。 10.衡量材料塑性好坏的指标是伸长率和断面收缩率。 二、选择题 1、调质处理是指（ A ）的热处理。 A、淬火＋高温回火 B、淬火＋中温回火 C、淬火＋低温回火 2、球化退火是将珠光体中的渗碳体由片状转化为球状，主要用于（ C ） A、亚共析钢 B、低碳钢 C、过共析钢 3、用拉伸试验可以测定材料的（ A ）性能指标。 A、强度 B、硬度 C、韧性 D、疲劳强度 4、组成合金的最基本的物质称为（ B ） A、相 B、组元 C、组织 D、体系
5、α－Fe是具有（ A ）晶格的铁。 A、体心立方 B、面心立方 C、密排立方 6、渗碳体的含碳量为（ C ）％。 A、0．77 B、2.11 C、6.69 D、4.3 7、铸铁可以分为三大类，其中使用最广泛的是（ C ）。 A、白口铸铁 B、麻口铸铁 C、灰口铸铁 8、钢在一定条件下淬火后，获得马氏体组织深度的能力称为（ B ）。 A、淬硬性 B、淬透性 C、红硬性 D、耐磨性 9、以下几种物质中，硬度最高的是（ C ）。 A、铁素体 B、奥氏体 C、渗碳体 10、下列碳钢中，硬度最高的是（ C ）。 A、低碳钢 B、中碳钢 C、高碳钢 11、量具的最终热处理一般为（C ） A、淬火＋高温回火 B、淬火＋中温回火 C、淬火＋低温回火 12、纯铁在加热到（ B ），发生同素异构转变，由体心立方晶格转变为面心立方晶格。 A、1538℃ B、912 ℃ C、727 ℃ 13、在铁碳合金中，共析钢的含碳量为（ B ）。 A、0.0218% B、0.77% C、2.11% D、6.69% 14、低温回火的主要目的是（ A ）。 A、保持高的硬度和耐磨性 B、获得较高的弹性 C、获得良好的综合机械性能 三、判断题 1、（×）退火经常安排在机械粗加工之后，用来提高零件的硬度。 2、（×）45钢表示含碳量为4.5%的优质碳素结构钢 3、（×）珠光体的硬度比马氏体高。 4、( × ) 一般情况下，金属的晶粒越细，则强度越高，塑性越低。 5、（×）含碳量为0.15％和0.35％的钢都属于亚共析钢，在室温下的组
课题6 汽车金属材料的选用
课题6 汽车金属材料的选用 课题引入 首先请大家思考以下几个问题： ?如何在品种繁多的金属材料中选择合适机械零部件要求的材料？ ?选择材料时要考虑哪些方面的因素？ ?选好材料后如何确定合理的加工及热处理工艺路线？ ?在不同类型的汽车零部件中常用的金属材料有哪些 课题说明 学习金属材料和热处理的主要目的是为了在工业上能正确的选择材料和应用材料。机器、汽车等机械设备都是由各种零件组合而成，所以，零件的制造是生产出合格机械产品的基础，而要生产出一个合格的零件，必须解决为三个关键问题：即合理的零件结构设计，恰当的材料选择以及正确的加工工艺。这三个关键环节相互依存缺一不可，其中任何一个环节出了差错，都将严重影响零件的质量，甚至使零件不能使用而报废。 当零件有了合理的结构设计后，那么选材及材料的后续加工就是至关重要的了，它将直接关系到产品的质量及生产效益。因此，掌握各种工程材料的性能，合理的选择材料和使用材料，正确的制定热处理工艺，是从事汽车制造工程技术人员必须具备的知识。 课题目标 ?了解机械零件的常见失效形式。 ?掌握金属材料工程选用的一般原则。 ?掌握轴类零件常用的金属材料及选用 ?掌握齿轮类零件常用的金属材料及选用 ?掌握各类刃具和模具常用的金属材料及选用 ?了解各类机械零件的加工工艺规程 ?了解汽车覆盖件板料的性能特点及选用
6.1金属材料的选材原则 在机械制造工业中，要获得质量高且成本低的零部件，首先在机械设计过程中要科学合理，其中机械零部件材料及热处理工艺的设计是一个重要的环节。选用的材料必须保证使用过程中具有良好的工作能力；必须保证零件便于加工制造；必须保证零件总成本最低。即主要综合考虑选用材料的使用性能、工艺性能和经济性能这三个方面。 6.1.1零件的失效 1．失效的概念 零件质量的重要评价标准即为零件的服役时间的长短。要合理正确的选材，必须首先了解各类零件的主要失效形式。机械零件的失效是指零件由于某种原因丧失了正常的工作能力。具体表现为：①零件完全破坏，不能继续工作；②零件严重损伤，继续工作不安全；③不能满意地达到预期的作用。 零件的失效，特别是那些没有明显征兆的失效，往往会带来巨大的操作，甚至导致严重事故。例如高压容器的坚固螺栓，若发生过量变形而伸长，就会使容器渗漏；又如变速箱中的齿轮，若产生了过量塑性变形，就会使轮齿啮合不良，甚至卡死、断齿，引起设备事故。因此，对零件的失效进行分析，找出失效的原因，是零件设计和选材的基础。 2．失效形式 金属零部件常见的失效形式有变形失效、断裂失效、表面损伤失效等。 （1）弹性变形失效 是指一些细长的轴、杆件或薄壁筒零部件，在外力作用下将发生弹性变形，如果弹性变形过量，会使零部件失去有效工作能力。例如镗床的镗杆，如果工作中产生过量弹性变形，不仅会使镗床产生振动，造成零部件加工精度下降，而且还会使轴与轴承的配合不良，甚至会引起弯曲塑性变形或断裂。引起弹性变形失效的原因，主要是零部件的刚度不足。因此，要预防弹性变形失效，应选用弹性模量大的材料。 （2）塑性变形失效 是指零部件承受的静载荷超过材料的屈服强度时，将产生塑性变形。塑性变形会造成零部件间相对位置变化，致使整个机械运转不良而失效。例如压力容器上的紧固螺栓，如果拧得过紧，或因过载引起螺栓塑性伸长，便会降低预紧力，致使配合面松动，导致螺栓失效。（3）断裂失效 根据金属材料断裂前所产生的宏观塑性变形的大小可将断裂分为韧性断裂与脆性断裂。 韧性断裂的特征是断裂前发生明显的宏观塑性变形，脆性断裂在断裂前基本上不发生塑性变形，是一种突然发生的断裂，没有明显征兆，因而危害性很大。一般规定光滑拉伸试样的断面收缩率小于5%者为脆性断裂；大于5%者为韧性断裂。 （4）表面损伤失效