认识汽车用金属材料
金属材料在汽车制造的应用
金属材料在汽车制造的应用随着现代工业的发展，汽车已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
而在汽车制造过程中，金属材料的应用起到了至关重要的作用。
本文将探讨金属材料在汽车制造中的应用，并分析其优势和挑战。
金属材料在汽车制造中被广泛应用于车身和结构部件。
由于金属具有优良的强度和刚性，能够承受车辆在行驶过程中的各种力和压力，因此被用作车身框架、车门、车顶等重要部件。
常见的金属材料包括钢铁、铝合金和镁合金等。
钢铁具有高强度和耐腐蚀性，被广泛用于汽车的车身制造；铝合金具有较低的密度和良好的可塑性，被用于制造车门和车顶等部件；镁合金则具有较低的密度和较高的强度，能够减轻整车重量，提高燃油经济性。
金属材料在汽车发动机制造中也占据重要地位。
发动机是汽车的核心部件，其工作要求材料具有高温和高压的耐受能力。
因此，发动机的缸体、曲轴、连杆等关键部件通常采用高温合金和耐磨材料制造。
高温合金具有良好的高温强度和抗氧化性能，能够承受发动机高温工况下的挑战；耐磨材料则具有优异的耐磨性和摩擦性能，能够提高发动机的工作效率和寿命。
金属材料还在汽车制动系统中发挥重要作用。
制动系统是汽车行驶安全的关键因素之一，而金属材料在制动系统的刹车盘和刹车片中扮演着重要角色。
刹车盘通常采用铸铁材料制造，具有良好的热传导性和耐磨性，能够快速散热并提供稳定的制动效果；刹车片则通常采用半金属材料，具有良好的摩擦性能和耐磨性，能够提供可靠的制动力和寿命。
金属材料还广泛应用于汽车悬挂系统和转向系统等重要部件。
悬挂系统是汽车的重要组成部分，决定了汽车的操控性和乘坐舒适性。
金属材料在悬挂系统的弹簧、减震器和控制臂等部件中起到了关键作用。
弹簧通常采用高强度钢材料制造，能够承受车辆的重量和路面不平导致的冲击；减震器则采用特殊的金属材料和液体，能够减少车辆颠簸和震动；控制臂则通常采用铝合金材料，具有较低的密度和较高的强度，能够减轻整车重量并提高悬挂系统的响应速度。
转向系统是汽车的操控装置，金属材料在转向系统的转向节、转向杆和转向机构等部件中起到了重要作用。
汽车常用金属材料
二、有色金属材料
(一)铝及铝合金
铝及铝合金的密度小，属轻金属，在地球上的储量丰富，可以说居金属 元素之首。有关试验说明，若采用铝合金制造汽车的缸体和车身，整个汽车 的自重可减轻40％。
应用于轿车上的铝合金以铸铝为主。发动机部分气缸体是大尺寸的铝铸 件，采用铝铸件的还有曲轴箱、气缸盖、活塞、滤消器和发动机架等，尤其 是活塞几乎都用铝合金。
3.可锻铸铁
可锻铸铁是由白口铸铁经石墨化退火得到的一种具有团絮状石墨的铸铁， 其中碳以团絮状石墨形式存在。常用于制造汽车、拖拉机的薄壳零件、低压 阀门和各种管接头等。
4.球墨铸铁
球墨铸铁是将铁液经过球化处理而使石墨大部分或者全部呈球状的铸铁。 用球墨铸铁可制造一些受力复杂而强度、韧性及耐磨性要求高的零件。
2.合金结构钢 合金结构钢是在碳素结构钢的基础上加入合金元素而得到的钢。
3.合金工具钢 合金工具钢是在碳素工具钢的基础上加入合金元素制成的。加入了合金
元素，使得合金工具钢热处理性能得到了改善，因而提高了材料的热硬性、 耐磨性。这类钢常用来制造各种量具、模具和切削刀具，也可对应地分为量 具钢、模具钢和刃具钢，其化学成分、性能和组织结构也不同。
(二)铜及铜合金
铜是人类发现和使用最早的金属。在汽车工业所用有色金属材料中，铜 合金用量仅次于铝合金。
常用金属材料
金属材料是目前汽车上应用最广泛的工程材料。工业上，通常把金属材 料分为两大类：黑色金属和有色金属。黑色Байду номын сангаас属是指钢铁材料，有色金属是 指除铁材料以外的其他所有金属材料，如铝、铜、镁及其合金。
一、黑色金属材料 (一)碳素钢
碳素钢又称碳钢，是含碳量小于2.11%，并含有少量硅、锰、磷、硫等 杂质元素的铁碳合金。 1.碳素钢的分类
汽车金属材料应用
汽车金属材料应用汽车作为现代社会交通工具的重要组成部分，其安全、性能和环保等方面的要求也越来越高。
在汽车的制造和设计中，金属材料起着至关重要的作用。
本文将从汽车金属材料的种类、应用领域和优势等方面进行探讨。
一、汽车金属材料的种类汽车金属材料根据其性质和用途不同，可以分为以下几类：1. 钢铁材料：汽车制造中最常用的材料之一，例如碳钢、不锈钢和镀锌钢等。
钢铁材料具有强度高、耐磨损、耐腐蚀等优点，适用于车身、底盘等部件的制造。
2. 铝合金材料：铝合金材料具有密度低、强度高、导电性好等特点，广泛用于汽车制造中，例如车身板、车轮、发动机部件等。
铝合金的应用可以减轻汽车质量，提高燃油效率，降低废气排放。
3. 镁合金材料：镁合金材料具有轻巧、高强度、良好的耐腐蚀性等特点，在汽车制造中被广泛应用于发动机壳体、车身构件等部位。
4. 钛合金材料：钛合金材料具有高强度、耐磨损、耐腐蚀等特点，常用于高档汽车的制造，例如发动机、排气系统等。
钛合金虽然价格较高，但其优越的性能使得它在汽车制造中得到广泛应用。
二、汽车金属材料的应用领域1. 车身结构：汽车的车身结构对于安全和稳定性至关重要，钢铁材料和铝合金材料是常用的车身结构材料。
钢铁材料通常用于保证车身的高强度和刚性，而铝合金材料可以减轻车身重量，提高燃油效率。
2. 发动机部件：发动机作为汽车的“心脏”，需要承受高温和高压的环境。
因此，发动机部件通常采用耐高温、耐磨损的金属材料，例如铝合金和钛合金。
3. 底盘部件：底盘是汽车悬挂系统的重要组成部分，承受着车辆的荷载和震动。
为了确保底盘的强度和耐用性，常常选用高强度的钢铁材料。
4. 内饰装饰件：汽车内饰装饰件通常需要具有良好的外观质感和耐用性。
由于内饰装饰件不需要承受较大的荷载，因此一些轻巧的金属材料如铝合金、镁合金可以用于内饰装饰件的制造。
三、汽车金属材料的优势汽车金属材料相比于其他材料（如塑料、陶瓷）具有许多优势，主要包括以下几个方面：1. 强度和刚性：汽车金属材料通常具有较高的强度和刚性，能够有效抵抗碰撞和变形，提供良好的安全性能。
汽车钣金常用的金属材料简介
1.2低合金高强度钢板 低合金高强度钢板的品种主要有含磷冷 轧钢板、烘烤硬化冷轧钢板、冷轧双相钢 板和高强度无间隙固溶冷轧钢板等。进行 车身设计时可根据板制零件的受力情况和 形状复杂程度来选择钢板品种。 含磷高强度冷轧钢板：这种钢抗拉强度 可达340～460MPa，比普通冷轧钢板提高 了15%～25%，其强度和塑性的平衡性较 好，即随着强度的增加伸长率和应变硬化 指数下降甚微，另外它的耐腐蚀性较好(比 普通冷轧钢板提高20%)，点焊性能也较好。
（一）、汽车钣金对金属材料的要求 在现代生活中，汽车既是工业、 农业乃至各行各业的最重要的交通运 输工具之一，也是人类日常生活中最 重要的活动工具之一。在使用过程中， 汽车往往在极其恶劣的环境中进行工 作，重载荷、高速度、高振动、高粉 尘，而且经常日晒雨淋，工作温度非 常悬殊，因而对汽车的钣金件特别是 钣金覆盖件，提出了较为严格的要求。
3、汽车材料的发展趋势 众所周知，要想保证汽车的安全和舒适就要增加 汽车车身的质量；要保证汽车的节能性和环保性就要降 低汽车车身的质量。从表面上看，这两方面是相互矛盾 的，但是在科学技术日新月异的今天，各种轻质材料的 开发与使用就很好的解决了这一问题，进而人们越来越 关注轻质材料了，轻质材料的生产工艺也越来越成熟了。 实践证明这些轻量化、高强度化、高防锈能力、好的加 工性能和减振性能的轻质材料不仅可以保证汽车的各项 性能要求又能有效地减轻汽车自身的质量。最新资料显 示，轻质材料的大量使用使得汽车自身质量与过去相比 减轻了20%～60%，预计在未来的10a内，轿车自身 质量还将继续减轻20%。
2、其他金属材料在汽车制造中的应用 2.1铝合金 与汽车用钢板相比，铝合金具有密度小(27g/cm3)、比 强度高、耐腐蚀、热稳定性好、易成型、可回收及再生等优点， 而且技术也较成熟。另外由于所有的铝合金都可以回收再生利 用，因此铝合金深受环保人士的欢迎。铝材料在汽车上的运用， 可以提高安全性，减轻车身质量。 由美国密歇根州铝业协会公布的2项研究表明：通过有选 择地采用铝材料不仅可以减轻车身的质量，而且可以提高其安 全性和燃料的使用效率。SUV车身设计中使用铝材料后，其性 能得到了提高，使用铝材料车身质量可以减轻40%，同时在 性能上，和传统使用钢材料能达到一致。因此铝质车身使SUV 成为大容量及轻质量的汽车，而这将适合新一代的“城市SUV” 性能要求。 (SUV指的是城市多功能车的英文(Sport Utility Vehicle)缩写意思，20世纪80年代起源于美国，是为迎合年 轻白领阶层的爱好而在皮卡底盘上发展起来的一种厢体车。离 地间隙较大，在一定的程度上既有轿车的舒适性又有越野车的 越野性能。)
汽车常用金属材料的应用
汽车常用金属材料的应用不可忽视的是钢材在汽车制造中的广泛应用。
钢材具有高强度、韧性好、耐磨损等特点，非常适合用于汽车车身和底盘的制造。
车身钢板通常采用高强度低合金钢板，能够提供足够的刚度和安全性。
底盘则常用碳素结构钢，能够承受较大的荷载和冲击力。
此外，汽车的各种零部件，如发动机支架、车轮、车门等也都需要使用钢材来提供稳固的支撑和保护。
铝合金是另一种常见的汽车金属材料。
相比于钢材，铝合金具有更轻、更耐腐蚀的特点。
因此，在汽车制造中，铝合金常用于制造车身结构的一些部件，如车门、车顶等。
铝合金车身的应用能够降低整车质量，提高燃油经济性和行驶性能。
此外，铝合金也常用于制造发动机部件，如缸体和曲轴箱，可以提高散热性能，降低发动机的重量。
除了钢材和铝合金，镁合金也在汽车制造中得到了广泛应用。
镁合金具有很高的强度和轻量化的特点，是一种具有很大潜力的材料。
在汽车制造中，镁合金常用于制造车身结构的一些零部件，如车顶、引擎盖等。
相比于铝合金，镁合金更轻，能够提高整车的燃油经济性。
此外，镁合金还能够提供良好的抗冲击性能，提高汽车的安全性能。
除了上述三种常见的金属材料，还有一些其他的金属材料也在汽车制造中得到了应用。
例如，铜合金常用于汽车的电气系统中，以提供良好的导电性能。
不锈钢常用于制造汽车的排气系统，以提供耐腐蚀性能。
钛合金则常用于制造高性能跑车和豪华车的零部件，以提供更高的强度和轻量化。
汽车制造中常用的金属材料有钢材、铝合金、镁合金等。
这些材料在汽车的车身、底盘和各种零部件中发挥着重要作用。
它们各自具有不同的特点，能够满足汽车制造对强度、耐腐蚀性、轻量化等方面的要求。
随着科技的不断发展，新型金属材料的应用也将不断涌现，为汽车制造带来更多的可能性。
汽车常用金属材料
项目二 汽车常用工程材料
活动二 汽车常用金属材料
3. 常用碳钢的牌号、性能及主要用途 1）碳素结构钢。这类钢的牌号由代表屈服点的字母“Q”、屈服点值（单位 MPa）、质量等级（分为A、B、C、D四级，A级质量最低，D级质量最高）、脱氧 方法符号（F为沸腾钢，Z为镇静钢，B为半镇静钢）按顺序排列组成。例如Q235— AF，表示屈服强度为235MPa的A级质量的碳素结构钢，属于沸腾钢。
影响。
项目二 汽车常用工程材料
任务二 汽车常用金属材料
硫
磷
锰
硅
项目二 汽车常用工程材料
任务二 汽车常用金属材料
2. 碳钢的分类
1）按碳含量分类： ① 低碳钢 含碳量wc＜0.25％ ② 中碳钢 含碳量wc＝0.25％～0.6％ ③ 高碳钢 含碳量wc＞0.6％
2）按质量分类（主要根据有害杂质硫、磷的含量分类）： ① 普通碳素钢 含硫量wS≤0.05％，含磷量wP≤0.045％。 ② 优质碳素钢 含硫量wS、含磷量wP均≤0.035％。 ③ 高级优质碳素钢 含硫量wS≤0.02％，含磷量wP≤0.03％。
图2-2-8）。
球墨铸铁的牌号由球铁“QT”加两组数字表示，两组数字分别表示最低抗拉强度(MPa)和最小
伸长率，如QT400—18表示最低抗位强度为400MPa和最小伸长率18％的球墨铸铁。
球墨铸铁的牌号、性能、用途如表2-2-6所示
表2-2-6 球墨铸铁的牌号、性能及用途
项目二 汽车常用工程材料
1．表面淬火
钢的表面淬火是通过快速加热，将钢件表面层迅速加热到淬火温度，不等热量传到工件内层 就予以快速冷却下来的热处理工艺。
1) 火焰加热表面淬火 其工艺方法是利用可燃气体(如乙炔)的火焰将工件表面快速加热到淬火温度，然 后立即用水喷射冷却，通过控制火焰喷嘴的移动速度可获得不同厚度的淬硬层。此 法适用于单件或小批量零件的表面淬火。 2) 感应加热表面淬火
汽车中常用的金属材料
本章内容
一、金属材料的主要性能 二、汽车常用金属材料 三、汽车材料的热处理 四、汽车非金属材料
第二讲 汽车常用材料
❖碳素钢 ❖合金钢 ❖铸铁 ❖有色金属及合金 ❖非金属材料 ❖复合材料
一、碳钢
钢铁材料 以铁、碳为基础的铁碳合金。 碳素钢 碳的质量分数(含碳量)小于2.11％的 铁碳合金称为碳素钢。 铸铁 碳的质量分数大于2.11％、小于6.67 ％的铁碳合金为铸铁。
油
18Cr2Ni4W A
高
20Cr2Ni4A
0.13~0.19 W0.8~1.2 1.35~1.65 950 ／ 850 1180 835
4.0~4.5
空
0.17~0.23 0.30~0.60 1.25~1.65 880／ 780 1180 1080
3.25~理 渗碳 → 淬火 → 低温回火
15 、20钢:渗碳,表硬内韧,作凸轮、小齿轮、摩擦片、 活塞销、摇臂等
30~55钢:调质,综合机械性能好,制齿轮、连杆、轴类等 60~70钢,淬火,中回,制造弹性元件,如汽车气门弹簧.
（3）碳素工具钢的牌号、性能及用途 碳素工具钢的牌号由汉字“碳”的汉语拼音第一个字母 “T”加上阿拉伯数字组成，其数字表示钢中平均含碳量的 千分数。如：T8钢表示平均含碳量为0.8％的碳素工具钢。 若为高级优质碳素工具钢，则应在牌号后面标以字母A，如 T12A钢表示平均含碳量为1.2％的高级优质碳素工具钢。 碳素工具钢的含碳量在0.70％以上，硬度高，耐磨性好， 碳素工具钢都是优质钢或高级优质钢。碳素工具钢主要用于 制造刀具、模具和量具。
合金结构钢
类型： 合金工具钢
特殊性能钢
合金结构钢的牌号由两位数字＋元素符号（或汉
金属材料在汽车制造的应用
金属材料在汽车制造的应用引言：金属材料在汽车制造中起着重要的作用，其广泛应用于汽车结构件、发动机部件、车身外观和内饰等方面。
本文将从这几个方面详细介绍金属材料在汽车制造中的应用。
一、汽车结构件汽车结构件是构成汽车整体结构的关键部件，需要具备足够的强度和刚度。
金属材料因其优良的力学性能广泛应用于汽车结构件的制造中。
例如，钢材作为一种经济实用的金属材料，被广泛用于汽车的车架、车身框架、车门和车顶等结构件的制造中。
此外，铝合金材料因其重量轻、强度高等特点，被广泛应用于汽车制造中的悬挂系统、制动系统和传动系统等关键部件，提高了汽车的整体性能。
二、发动机部件发动机是汽车的心脏，而金属材料在发动机部件的制造中扮演着重要角色。
首先，发动机的缸体和曲轴箱通常采用铸铁材料制造，因其具备良好的热传导性能和高温抗氧化性能，能够有效降低发动机的热能损失。
其次，活塞和连杆通常采用铝合金材料制造，因其重量轻、强度高，能够提高发动机的功率输出和燃油经济性。
此外，汽缸套通常采用钢材制造，因其具备良好的耐磨性和热导性能，能够提高发动机的使用寿命和工作效率。
三、车身外观车身外观是汽车的重要组成部分，金属材料在车身外观的制造中起到了至关重要的作用。
例如，汽车的车顶、车门、引擎盖等外观部件通常采用钢材或铝合金材料制造，以提供足够的强度和刚度，同时还要满足造型设计的需求。
此外，为了提高车身的安全性和耐撞性，部分车身外观部件还采用高强度钢材或复合材料进行制造。
四、车内饰车内饰是汽车的重要组成部分，对驾乘舒适性和美观度有重要影响。
金属材料在车内饰的制造中也有广泛应用。
例如，汽车的方向盘、仪表盘和门把手等部件通常采用铝合金材料制造，以提供足够的强度和质感。
此外，一些豪华汽车还采用镀铬材料或不锈钢材料进行装饰，增加车内的豪华感和档次感。
总结：金属材料在汽车制造中的应用十分广泛，涵盖了汽车结构件、发动机部件、车身外观和车内饰等方面。
金属材料的应用能够提供足够的强度和刚度，同时满足汽车的造型设计和性能要求。
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45Cr 连杆
整理课件
13
训练案
1、下列发动机零件在选材时应考虑哪些问题？选择哪 些材料较适？
(1) 活塞 具有高温强度高及膨胀系数小的性能
材料：高硅铝合金
(2) 曲轴 具有良好的耐磨性、减振性和可加工性
材料：铸铁中的球墨铸铁
(3) 排气门 在高温下具有良好耐氧化能力
且具有较高的高温强度 材料： 耐热钢
(4) 气门弹簧 具有高且稳定的弹性极限，
高的强度和疲劳极限
材料：弹簧钢整理课件
14
(5) 滑动轴承 具有足够的抗压强度和抗疲 劳性能
材料： 锡基轴承合金、铅基轴承合金、铜 基轴承合金
2、现代轿车所选用的材料主要有哪些？
轿车车身都是由薄钢板冲压成型， 然后焊接或铆接在一起的
气缸体一般用灰铸铁铸成
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评价组
质疑组
简答题（简答能作出合理评敢于质疑，并 题展示时不能价，指出错误作出合理解释， 看导学案） 并订正（订正质疑组加2分
时用红粉笔）（请举手质疑） 同时要给被评 价组打分
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10
探究案展示
展示内容 展示人 （探究任务一） 员
图1
1组A2
图2
2组A2
图3
3组A2
图4
4组A2
图5
5组A2
图6
点评要求
1、声音洪 亮 2、语言精 简 3、点评步 骤：判断 正误-规范 思路-征求 意见
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5
观察并填写汽车金属零部件的名称
气缸体
活塞
离合器壳体 曲轴
排气门
连杆
连杆轴瓦 液压挺柱
连杆小头衬套
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6
2、连线汽车零部件与所用钢铁材料
连杆
低碳钢
活塞销
耐热钢
轴瓦
不锈钢
气门弹簧
灰铸铁
排气门
合金铸铁
6组A2
展示要求 点评人员 点评要求
1、书面展 示
6组C1
2、动作迅
速5Biblioteka C13、书写规范4组C1
4、格式正 确
3组C1
5、声音洪 2组C1 亮
6、尽量脱 1组C1 稿
整理课件
1、声音洪 亮 2、语言精 简 3、点评步 骤：判断 正误-规范 思路-征求 意见
11
探究任务一：识别汽车金属零件所采用的材料
渗碳钢
20CrMnTi （渗碳钢）
合金铸铁
低碳钢板
铸铁
耐热钢
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12
探究任务二：看牌号找汽车上的金属零件
4Cr10Si2Mo 排气门
QT400-17 曲轴
ZchSnSb12-4-10 轴瓦 50CrMn 气门弹簧
HT200 气缸体
16Mn 油底壳
KT350-10 后桥壳
20CrMnTi 活塞销
认识汽车用金属材料
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1
占汽车净重比
聚
橡 磁玻 碳
碳
塑
其
胶
材璃 料
酸
酯 Ti
纤 维
Al Fe 料 它
材料
各种材料在先进汽车中占的重量百分比
整理课件
2
学习目标
知识目标：
熟知汽车常用零部件的金属材料；了解其应用场合
能力目标：
通过学习，提升学生对汽车用金属材料的认识
情感目标：
培养学生在生产和生活中树立善于思考的良好习惯
整理课件
1、声音洪 亮 2、语言精 简 3、点评步 骤：判断 正误-规范 思路-征求 意见
4
展示内容 2题
展示人员
连杆、 活塞销
1组C1
轴瓦、 气门弹簧
2组C1
排气门、
气缸体
3组 C1
后桥壳、 气缸套
4组 C1
排气歧管、 5组 C1 油底壳
曲轴
6组C1
展示要求 点评人员
1、书面展 示 2、动作迅 速 3、书写规 范 4、格式正 确 5、声音洪 亮 6、尽量脱 稿
重点： 常用汽车零部件的金属材料 难点： 金属材料的性能
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3
预习案展示
展示内容 展示人员 展示要求 点评人员 点评要求 1题
图1
1组B1
1、书面
图2
2组B1 展示
2、动作
图3
3组B1 迅速
图4
4组B1
3、书写 规范
图5
5组B1 4、格式
正确
图6
6组B1
5、声音
洪亮
图7
3组B2 6、尽量
图8
6组B2 脱稿
气缸体
轴承合金
后桥壳
调质钢
气缸套
可锻铸铁
排气歧管
渗碳钢
曲轴
弹簧钢
整理课件
7
我的疑惑
你有疑惑吗？
整理课件
8
探究案
时间15分钟，要求： 1、请大家积极投入到探究过程中去； 2、各组通过探究，对探究案的每一道
题目答案达成共识，并快速记忆（简答 题可以掌握要点）；
整理课件
9
小组评价和评分细则
展示组
15
整理课件
16
3、钢板弹簧所使用的材料是（ D ）
A．轴承钢 C．弹簧钢
B．低碳钢 D．调制钢
整理课件
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