汽车工程材料ppt课件.ppt

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1、项目一汽车工程材料任务一汽车常用材料主要性能分析任务二铁碳合金任务三汽车典型零件热处理任务四汽车零件常用材料任务一汽车常用材料主要性能分析任务引入图1-1汽车曲轴、活塞、齿轮汽车曲轴、活塞、齿轮的主要性能有哪些？1．掌握汽车常用材料的性能指标。2．具有对不同汽车零件进行主要性能分析的能力。学习目标相关知识一、金属材料的使用性能二、金属材料的工艺性能力学性能是指金属材料在外力的作用下表现出来的特性。力学性能指标强度硬度疲劳强度塑性冲击韧性（一）力学性能一、金属材料的使用性能（一）力学性能两个定义：★载荷:金属材料在加工及使

2、用过程中所受到的外力。★变形:金属材料受载荷作用而发生的几何形状和尺寸的变化称为变形。分类:静载荷、冲击载荷、变载荷分类:弹性变形、塑性变形A.拉伸试样按国标规定标准拉伸试样可分为：（1）板形试样：原材料为板材或带材。短试样l0＝5d0。l0为试样标距，d0为试样直径。（2）圆形试样：长试样l0＝10d0，强度和塑性是根据拉伸试验测定出来的。标准拉伸试样d1拉伸试验机标准拉伸试样d1缩颈现象拉伸试验中得出的拉伸力F与伸长量△L的关系曲线。屈服弹性变形缩颈断裂塑性变形B.拉伸曲线（力-伸长曲线）图1-4低碳钢的拉伸曲线（应

3、力—应变曲线）强化C.应力-应变曲线（1）应力：单位面积上试样承受的载荷。（2）应变：单位长度的伸长量。应力-应变曲线1．强度（1）屈服强度和规定残余伸长应力材料的屈服强度（屈服极限），用s表示。材料的规定残余伸长应力，用0.2表示。强度是材料在载荷（外力）作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。在拉伸试验中具有屈服现象的金属材料称为塑性材料，而工程上使用的金属材料，大多数没有明显的屈服现象，这类金属材料称为脆性材料。有些脆性材料，不仅没有屈服现象，而且也不产生缩颈。铸铁的拉伸曲线（2）抗拉强度在工程上把称为屈强比。屈强比高

4、表示材料的抗变形能力较强，不易发生塑性变形，材料强度的有效利用率高；屈强比低表示材料的塑性较好，零件的安全可靠性越高。屈服强度和抗拉强度是机械零件设计和选材的主要依据。材料的抗拉强度，用b表示。2．塑性（1）断后伸长率塑性是材料断裂前发生不可逆塑性变形的能力。试样拉断后，标距伸长量和原始标距的百分比。≥5%，塑性材料；<5%，脆性材料。长试样：；短试样：。试样拉断后，缩颈处横截面积的缩减量与原始横截面积的百分比。（2）断面收缩率材料的δ或ψ值越大，表示材料的塑性越好。塑性直接影响到零件的成形加工及使用。3．硬度硬度是指

5、金属材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划伤的能力。布氏硬度HB洛氏硬度HR维氏硬度HV压入法硬度试验方法：（1）布氏硬度压头淬火钢球HBS：布氏硬度值450的材料；硬质合金球HBW：布氏硬度值450～650的材料。优点：测量误差小（因压痕大），数据稳定，重复性强。缺点：压痕面积较大，测量费时，不能用于太薄件、成品件及比压头还硬的材料。应用：常用于测量较软材料、灰铸铁、有色金属、退火正火钢材的硬度。不适于测量成品零件或薄件的硬度。（2）洛氏硬度压头120º金刚石圆锥体HRA与HRC淬火钢球HRB初试验力F1总试验力

6、F主试验力F2F=F1+F2测量操作简单，方便快捷，压痕小；测量范围大，能测较薄工件。测量精度较低，可比性差，不同标尺的硬度值不能比较。例如：50HRC<70HRA×50HRB>40HRC×优点：缺点：应用：可用于成品检验和薄件表面硬度检验。不适于测量组织不均匀材料。（3）维氏硬度与布氏硬度试验原理基本相同，只是改用金刚石四棱锥体作压头。特点：可测较薄的硬化层及很软、很硬的材料。4．冲击韧性冲击韧性采用的测定方法是摆锤式一次冲击试验方法。冲击韧性是指金属材料在冲击载荷作用下断裂时吸收变形能量的能力。冲击韧度是指冲击试样缺

7、口处单位横截面面积上的冲击吸收功。冲击韧度（）：冲击试验原理示意图冲击吸收功：-40-20020204060T↓，αk急剧↓，韧性→脆性。韧脆转变温度：材料由韧性状态向脆性状态转变的温度。Titanic钢板强度高，韧性很差，特别是在低温呈脆性，冲击试样是典型的脆性断口，近代船用钢板的冲击试样则具有相当好的韧性。Titanic钢板（左图）和近代船用钢板（右图）的冲击试验结果Titanic沉没原因：疲劳强度（σ-1）是材料在无数次重复的交变载荷作用下不发生断裂的最大应力，其大小与应力变化的次数有关。5.疲劳强度在循环应力和应

8、变作用下，零部件在一处或几处产生局部永久性累积损伤，经一定循环次数后，产生裂纹或突然产生断裂的过程，这种破坏称为疲劳破坏（或疲劳断裂）。对于黑色金属（钢材）规定循环次数为N=107次，对应有色金属循环次数为N=108次。（二）物理性能1.密度；2.熔点；3.导热性；4.导电性；5.热膨胀性。金属材料的物理性能是指金属