汽车中常用的金属材料ppt课件

汽车机械基础
——第一章 汽车常用工程材料
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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
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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
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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。
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1．低合金结构钢
成分 —— w(C)＜0.2% ，主加元素Mn，附加V、Ti、Nb。 性能 —— 强度、韧性高，焊接、冷成形性能好。
常用低合金结构钢的牌号、成分、性能（厚度(直径)16mm，AKV ≥34J）
钢号
旧钢号
主 要 化 学 成 分，%
C
Mn Si，
s ， MPa
机械性能
b ， MPa
0.55
420
Q460
14MnMoV 18MnMoNb
0.20
1.00 ~1.70
0.55
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1.碳钢的分类
(1)按碳的质量分数分 低碳钢 W(C) ≤ 0.25% 中碳钢 0.25% ＜W(C) ≤ 0.6% 高碳钢 W(C) ＞ 0.6%
(2)按钢的质量分（S、P含量） 普通碳素钢 Ws ≤ 0.055%，Wp ≤ 0.045% 优质碳素钢 Ws、 Wp ≤ 0.040% 高级优质碳素钢 Ws ≤ 0.030% ，Wp ≤ 0.035%
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（1）普通碳素结构钢 有害杂质硫、磷和非金属夹杂物较多，同等情况下塑性、 韧性较低；但冶炼容易、工艺性好且价格便宜，能满足一般 工程构件和普通零件的性能要求，因此应用广泛。一般用于 受力不大、制造要求不高的机械零件（如螺钉、螺母）和厂 房、桥梁、船舶等建造结构件。 普通碳素结构钢的牌号由代表屈服点的汉语拼音第一个字 母“Q”、屈服点数值、质量等级符号和脱氧方法符号四个部 分按顺序组成。如：Q235－AF表示屈服点为235MPa的A级 沸腾钢。
1.碳钢的分类
杂质元素对钢性能的影响 1. 有益元素
Si — 有很强的固溶强化作用,能脱氧。 Mn — 脱氧、去硫,提高钢的强度和硬度。 2. 有害元素: P — 有很强的固溶强化作用,低温韧性差 ( 冷脆 )。 S — 能引起钢在热加工时或高温工作下开裂 ( 热裂 )。
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2.碳钢的牌号及用途
碳素结构钢 优质碳素结构钢 碳素工具钢
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用途
钢板、钢筋、型钢等，作桥梁、建筑等构件。
多边型角钢
钢桥梁 钢筋、螺纹钢
建筑构件 螺钉、铆钉
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（2）优质碳素结构钢 有害杂质硫、磷和非金属夹杂物较少，品质较高，塑 性、韧性比（普通）碳素钢好。主要用于制造较重要 的机械零件。
优质结构钢的牌号用两位数字表示，两位数字表 示该钢的平均含碳量的万分数。如45钢表示平均含碳 量为0.45％的优质碳素结构钢。若含锰量较高，数字 后面应加“Mn”，以示区别。如：60Mn。
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（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。
5 ， %
Q295
09MnNb 12Mn
0.16
0.80 ~1.50
0.55
295
Q345
16Mn 16MnRe
0.18 1.00 ~0.20 ~1.600.55345
Q390
16MnNb 15MnTi
0.20
1.00 ~1.60
0.55
390
Q420
14MnVTiRe 15MnVN
0.20
1.00 ~1.70
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用途
冲头、凿子、钻头、锉刀、量规等。 热处理：淬火 + 低温回火
螺纹量规
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二、合金钢
碳钢：价格低，但是，力学性能低，淬透性低，回火抗力 差，耐热、耐低温、耐蚀等特殊性能差。
合金钢 在碳钢的基础上加入有益的其他元素形 成的钢，称为合金钢。
常用的合金元素有：铬(Cr)、镍(Ni)、硅(si）、 铝(Al)、硼(B)、钨(w)、钼(Mo)、钛(Ti)及稀 土元素Re等。
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用途 较重要的零件，如
齿轮、轴、连杆、弹簧 等。
热处理：
渗碳、淬火、回火等。
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上海桑塔纳发动机曲轴就是采用优质50号中 碳素钢锻制而成，先正火后半精加工，最后 经中频淬火后再精加工
汽车曲轴
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常用钢号及其应用
08 、 10钢:强度低,塑性好,具有良好的冲压、拉深及 焊接性能,用于制造冷冲压件,如汽车和拖拉机油箱、仪 表板、汽缸盖衬垫、连杆轴瓦的钢背、曲轴止推片等. 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.
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1.碳钢的分类
(3)按钢的用途分 碳素结构钢 ：用于制造各种机械零件、工程构件。一
般为低、中碳钢。 碳素工具钢 ：用于制造各种工具。一般为高碳钢。
(4)按冶炼方法分 镇静钢：是钢液在浇注前用锰铁、硅铁、铝进行充分
脱氧，注入模子后，钢液不发生碳—氧反应而处于镇静状 态，故称镇静钢（Z）。
沸腾钢：是在冶炼后期将钢液用少量锰铁轻度脱氧， 钢液氧含量较高，注入锭模后发生碳—氧反应，析出大量 的CO气体，引起钢液沸腾，6 故称为沸腾钢（F）。
合金结构钢
类型： 合金工具钢
特殊性能钢 17
合金结构钢的牌号由两位数字＋元素符号（或汉 字）＋数字三个部分组成。前两位数字表示该钢的平 均含碳量的万分数；元素符号（或汉字）表示钢中含 有的主要合金元素，后面的数字表示合金元素的含量。 合金元素含量小于1.5％时不标。
如：40Cr钢表示平均含碳量为0.40％，主要合金 元素为Cr，其含量在1.5％以下的合金结构钢； 60Si2Mn钢表示平均含碳量为0.60％，主要合金元素 为Si、Mn，其平均含量分别为2％、＜1.5％的合金结 构钢。