汽车机械基础教程第3版教学课件作者吴笑伟PPT 任务5汽车工程材料.ppt

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1、任务5汽车工程材料材料包括工程材料和运行材料。要求：掌握常用金属材料、非金属材料和运行材料的性能、分类、品种、牌号和主要规格，以及合理选择、正确使用材料的基本知识和相关技能。工程材料直接关系到产品研究设计、工艺安排、质量检测、组织管理和经济效益等诸多环节；本章主要介绍金属材料的性能、金属材料与非金属材料的基本知识、钢的热处理工艺与常用方法。5.1金属材料的性能金属材料的性能：使用性能和工艺性能。使用性能是指金属材料在使用时为了保证零件、工程构件或工具等的正常工作，材料所应具备的性能，它包括机械性能（如强度、塑性、硬度等）、物理性能（如密度、熔点、导热性、导电性

2、等）、化学性能（如耐腐蚀性、抗氧化性等）等。工艺性能反映金属材料在被制成各种零件、构件和工具的过程中，材料适应各种冷、热加工的性能，主要包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性能、热处理性能等。金属材料的机械性能金属材料在加工和使用过程中都要承受不同形式外力的作用，当外力达到或超过某一限度时，材料就会发生变形，以至断裂。所谓机械性能是指金属材料在外力作用下所表现出来的性能。强度塑性疲劳强度冲击韧性硬度金属材料的机械性能金属的强度是指材料在外力作用下抵抗永久变形和破坏的能力。按载荷的形式不同，金属材料的强度可分为抗拉强度、抗扭强度、抗弯强度和抗剪强度。各种强

3、度之间有一定的联系，一般以抗拉强度作为金属材料的强度指标。强度抗拉强度是通过拉伸试验来测定的。其方法是把一定尺寸和形状的金属试样装夹在试验机上，然后对试样逐渐施加拉伸载荷，直至把试样拉断为止。根据试样在拉伸过程中承受的载荷和产生变形量之间的关系，可得到相应的拉伸曲线，根据拉伸曲线可确定有关的机械性能。金属材料的机械性能塑性是指金属材料在载荷作用下断裂前发生永久变形的能力。塑性指标也是由拉伸试验测得的，常用延伸率和断面收缩率来表示。塑性是材料的一个重要指标，延伸率和断面收缩率数值越大，表示材料的塑性越好。金属材料的塑性好坏，对于零件的使用和加工性能有着十分重要的

4、意义。塑性好的材料可以发生大量塑性变形而不破坏，易于通过塑性变形加工成复杂形状的零件，例如，工业纯铁的可达延伸率50%，断面收缩率可达80%，可以拉制细丝、轧制薄板等。塑性好的材料在使用中能够保证材料不会因为稍有超载而突然断裂，这样就增加了材料使用的安全性。塑性金属材料的机械性能硬度是指材料抵抗局部变形特别是塑性变形、压痕或划痕的能力，是金属材料重要的机械性能之一。硬度值可间接地反映金属的强度及金属在化学成分和热处理工艺上的差异。材料的硬度值，是按一定方法测出的数据，不同方法在不同条件下测量的硬度值，因含意不同，其数据也不同，因此一般不能进行相互比较。最常用的

5、硬度测试方法有布氏硬度试验法、洛氏硬度试验法、维氏硬度试验法三种。硬度金属材料的机械性能布氏硬度布氏硬度测试原理图把规定直径的淬火钢球或硬质合金球以一定的试验力压入试样表面（如图所示），保持规定时间后卸除试验力，然后用测量表面压痕直径，布氏硬度值是用球面压痕单位表面积上所承受的平均压力来表示。金属材料的机械性能布氏硬度根据所用压头不同写为HBS或HBW。当压头为淬火钢球时用HBS表示；当压头为硬质合金钢球时用HBW表示。其标写方法为：在符号HBS或HBW前用数字表示其硬度值，符号后按以下顺序表示试验条件：球体直径/试验力/试验力保持的时间（10～15s不标注）

6、。例如170HBS10/1000/30表示用直径10mm的钢球，在9807N的试验力作用下，保持30s时测得的布氏硬度值为170。530HBW5/750表示用直径为5mm的硬质合金球，在7355N的试验力作用下，保持10～15s时测得的布氏硬度值为530。优点：数据准确、稳定、重复性强，具有较高的测量精度。缺点：操作时间较长，对不同材料需要不同压头和试验力，压痕测量较费时；在进行高硬度材料试验时，由于球体本身的变形会使测量结果不准确。金属材料的机械性能洛氏硬度试验采用金刚石圆锥体或淬火钢球压头，压入金属表面后，保持规定时间后卸除主试验力，以测量的压痕深度来计算

7、洛氏硬度值。洛氏硬度洛氏硬度试验示意图金属材料的机械性能为了用一台硬度计测定从软到硬不同金属材料的硬度，可采用不同的压头和总试验力组成几种不同的洛氏硬度标尺，每一种标尺用一个字母在洛氏硬度符号HR后面加以注明。常用的洛氏硬度标尺有A，B，C三种，其中C标尺应用最广泛。各种不同标尺的洛氏硬度值不能直接进行比较，但可用试验测得的换算表相互比较。洛氏硬度的表示方法：符号HR之前的数字表示硬度值，HR后面的字母表示不同洛氏硬度的标尺。例如45HRC表示用C标尺测定的洛氏硬度值为45。洛氏硬度试验的优点是操作迅速、简便；可测量成品及较薄的工件；测量硬度值范围大。其缺点是

8、试验资料不稳定。对铸铁等均匀性较差的材