《汽车材料》第一章-前言、金属材料的力学性能

❖ 金属材料在载荷作用下抵抗破坏的性能，称为 力学性能（或称为机械性能）。
❖ 力学性能指标有强度、硬度、塑性、冲击韧性 等。
❖ 常用的试验方法有拉伸试验、硬度试验、冲击 试验等。
❖ 金属材料的力学性能是机械设计、材料选择、 工艺评定及材料检验的主要依据。
§1.1 强度和塑性
❖ 强度是指金属材料在载荷作用下抵抗破坏（永久 变形或断裂）的性能。
❖ 目前生产中测定硬度方法有压入法、划痕法、回 弹高度法等。其中压入法的应用最为普遍，它是 在规定的静态试验力作用下，将压头压入被测试 的金属材料表面，根据被压入程度来测定其硬度 值。
❖ 在压入法中根据试验力、压头和表示方法的不同， 常用的硬度试验方法有布氏硬度（HBS或HBW）、 洛氏硬度(HRA、HRB、HRC)和维氏硬度 （HV）。
四.本课程学习目的及要求
认识汽车工程材料性能特点及控制技术 掌握汽车工程材料的类型、性能特点、牌
号及应用。 了解新型材料应用及发展趋势
本课程学习方法
➢抓好基本学习环节 ➢注重理论知识的实际应用 ➢总结归纳
第一章 金属材料的力学性能
金属材料的性能一般分为工艺性能和使用性能两类：
金属材料的性能
使用性能
四、 塑性指标
❖ 1、延伸性变形能力大小的指标，、大，表示材料塑性好
δ < 2 ~ 5%属于脆性材料，如铸铁、混凝土、石料等；δ≈5 ~ 10%
属于韧性材料；δ> 10% 属于塑性材料，如钢材、铜、铝等。
§1.2 硬 度
❖ 硬度是衡量金属材料软硬程度的一种性能指标， 它是指金属表面抵抗局部塑性变形或破坏的能力。
1.力学性能——强度、塑性、硬 度、冲击韧性、疲劳强度等； 2.物理性能——密度、熔点、热 膨胀性、导热性、导电性等； 3.化学性能——耐蚀性、抗氧化 性等
工艺性能
1.铸造性能 2.冷热压力加工性能 3.焊接性能 4.热处理性能 5.切削加工性能
变形的概念及载荷分类：
❖ 机器上由金属材料制成的零部件，工作过程中在外力（又称 载荷）的作用下，都会发生形状、尺寸改变，这种改变称为 变形。 根据载荷作用性质不同，可分为静载荷、冲击载荷、疲 劳载荷等三种。
❖ 塑性是指金属材料在载荷作用下产生塑性变形 （永久变形）而不破坏的能力。
一、拉伸试验 拉伸试验是指用静拉伸力对试样进行轴向拉
伸，测量拉伸力和相应的伸长，并测其力学性能 的试验。
拉伸试验机
拉伸试样
二、力 — 伸长曲线
三、 强度指标
❖ 金属材料抵抗拉伸力的强度指标有屈服点、规定残余伸长应力、抗 拉强度。
根据高技能人才培养目标，本教材紧扣汽车运用与维修专业的特点， 一够用为度，适用为主，应用为本，注重理论与实践紧密结合，教材中尽 可能体现了汽车材料方面的新知识、新技术、新工艺和新材料，使学生毕 业后能适应汽车材料技术及市场的变化和我发展需要。
《汽车材料》是汽车检测与维修专业的一门技术基础课。其主要任务是 通过本课程的学习，使学生对汽车用金属材料、非金属材料、润滑材料、 汽车美容材料等各种材料有一个较全面的、概括性的了解；初步掌握汽车 常用材料的牌号、性能，掌握常用金属材料热处理方法的原理、目的及应 用；具备合理选材及应用的基本知识和相关技能；初步具备分析非金属材 料特性及应用状况的能力。为学好后续专业课程及今后进一步学习打下基 础。
❖ (1)静载荷：大小不变或变动很慢的载荷，例如:床头箱对机 床床身的压力。
❖ (2)冲击载荷：突然增加或消失的载荷，例如：空气锤锤头 下落时锤杆所承受的载荷。
❖ (3)疲劳载荷：周期性的动载荷，例如：机床主轴就是在变 载荷作用下工作的。
❖ 常见的变形方式有：拉伸、压缩、弯曲、扭转、剪切等。
力学性能概念：
一、 布氏硬度
一、 布氏硬度
布氏硬度的标注方法：符号HBS或HBW之前为硬度值，符 号后面按以下顺序用数值表示试验条件：球体直径/试验力/ 试验力保持时间(10～15s不标注)。
例如：125HBSl0/1000/30表示用直径10mm的淬火钢球在 1000kgf(9.807kN)试验力作用下保持30s测得的布氏硬度值为 125；
布氏硬度试验的优点是测出的硬度值准确可靠，因压痕 面积大，能消除因组织不均匀引起的测量误差；布氏硬度试 验的缺点是压痕大，不适宜测量成品件或太小太薄的试样硬 度，且测量速度较慢，测得压痕直径后还需计算或查表。
二、洛氏硬度
二、洛氏硬度
❖ 洛氏硬度试验操作简便、迅速，效率高，可以测定软、硬金属 的硬度；压痕小，可用于成品检验。但压痕小，测量组织不均 匀的金属硬度时，重复性差，测得的硬度值不够准确，一般需 测三次以上，取其平均值。而且不同的硬度级别测得硬度值不 可直接比较大小。
1、屈服点和规定残余伸长应力
式中： FS—试样屈服时的拉伸力， 即拉伸曲线中S点所对应的外力（N） S0—试样的原始截面积（mm2）
三、 强度指标
2、抗拉强度 抗拉强度是金属材料断裂前所承受的最大应力，故又
称强度极限。常用σb来表示。
屈服强度和抗拉强度在机械设计和选择、评定金属材 料下时工有作重，要否意则义会，引因起为机金件属的材塑料性不变能形在；超金过属其材料σ也S的不条能件 超金造过属机其材械σ料零b的件的σ时条，r件0.常2下也以工难σ作测b，作得否为，则选所会材以导和在致设使机计用件的脆的依性破据金坏。属。材脆料性制
《汽车材料》
《汽车材料》目录
第一章 金属材料的力学性能 第二章 黑色金属（钢铁材料） 第三章 有色金属及其合金 第四章 典型汽车零件金属材料的选用 第五章 汽车常用非金属材料 第六章 汽车燃料 第七章 汽车润滑材料 第八章 汽车工作油液
前言
本书是根据教育部新颁发的《中等职业学校汽车运用与维修专业教学指 导方案》，为了适应技工学校汽车专业主干课程汽车材料的教学基本要求， 并参照有关行业职业技能鉴定规范及中级工、高级工等级考核标准编写的， 适用于技工或职业学校汽车专业，也可作为相关行业岗位培训参考用书。
三、维氏硬度
维氏硬度的优点是适 用范围宽，试验时加载小， 压痕深度浅，可测量零件 表面淬硬层，测量对角线 长度d误差小，结果精确 可靠。其缺点是生产率比 洛氏硬度试验低，不宜于 成批生产检验，且对试样 表面质量要求较高。