《材料概论》PPT课件.ppt

汽车零部件材料的应用,机械设计与材料概论,制作：纪洋洋,材料在我们生活中无处不在，各种各样的材料使得我们的生活变得丰富多彩，各种材料的结合、组装制成了复杂的机械，而机械在各个领域的应用使得我们的生活、生产变得快捷化、自动化！ 可见，机械与材料是我们生活中不可缺少的元素，它们是相辅相成的，优质的材料制成多功能的机器，机器又生产出更加优质的材料。 今天，我主要讲述的是现代社会的标志汽车与材料的紧密联系！,内容,材料简介性能 汽车的材料组成、分类、应用 汽车材料的展望,一、材料的物理性能 1.密度 2.熔点 3.导热性 4.导电性 5.热膨胀性 6.磁性 二、材料的化学性能 1.耐腐蚀性 2.抗氧化性 三、材料的加工性能 1.铸造性能 2.锻造性能 3.焊接性能 4.切削加工性能 5.热处理性能 四、材料的力学性能 1.强度 2.塑性3.硬度4.冲击韧度5.疲劳强度,材料简介性能,材料： 一、钢板 1.薄钢板 (1)普通碳素钢薄钢板和优质钢薄钢板 这类板材是经冷轧或热轧获得的薄钢板，俗称黑铁皮或黑铁板。 1)普通薄钢板。 2)优质薄钢板。 (2)镀层薄钢板 镀层(镀膜)薄钢板俗称白铁皮，是在冷轧或热轧薄钢板上镀一层非铁金属(锌、锡、铅)膜而成。 1)镀锌薄钢板。 2)镀锡薄钢板。 3)镀铅薄钢板。 2.厚钢板,3.特殊钢板 二、非铁金属板材 1.铜板 (1)纯铜薄板 纯铜薄板呈紫红色，熔点为1083，密度为8.9kgm3，具有良好的导电性、导热性和耐蚀性，还有良好的塑性和延展性，但抗拉强度较低，适于压力加工。 (2)铜合金薄板 铜合金薄板主要指黄铜薄板。 2.铝板 (1)纯铝薄板 纯铝薄板是银白色的轻金属，熔点为660，密度为2.7103kgm3，并具有良好的塑性、延展性、导电性、导热性和耐蚀性。,(2)铝合金薄板 铝合金薄板是在纯铝中加入镁、锰、硅、铜等合金元素轧制而成的。 三、钢管 1.无缝钢管 2.有缝钢管 四、型钢 1.圆钢、方钢和六角钢 2.扁钢 3.角钢 4.槽钢 5.工字钢,塑料 1.塑料的组成及特性 1)密度小，吸水率低。 2)化学稳定性好。 3)比强度高。 4)良好的绝缘性。 5)良好的耐磨、减摩和自润滑性能。 6)良好的吸振性能。 3.汽车钣金常用塑料及其制品 1)聚氯乙烯(PVC)。 2)聚苯乙烯。 3)低压聚乙烯。 4)ABS塑料。,5)聚丙烯。 6)有机玻璃。 7)尼龙和聚甲醛。 8)聚四氟乙烯。 9)聚苯醚。 10)泡沫塑料。 橡胶 1.橡胶的分类 2.常用橡胶,无机非金属材料 1.玻璃 (1)夹层玻璃 夹层玻璃是指在两块厚22.5mm的玻璃之间加上一层厚0.380.76mm的聚乙烯醇缩丁醛(PVB)中间膜以后热压而成的一种玻璃。 (2)钢化玻璃 将玻璃加热至650，用高速气流急剧冷却，从而在玻璃表面上形成残余的压应力层(约100MPa)，使玻璃得到强化。 2.陶瓷 (1)陶瓷材料的性能 1)力学性能与金属相比，陶瓷具有很高的弹性模量和硬度，抗压强度高，但脆性大、韧度小、抗拉强度很低。 2)热性能。 3)化学性能。,4)电性能。 5)特殊功能。 (2)陶瓷在汽车上的应用 1)陶瓷在汽车制造业上用作切削刃具。 2)碗状微孔陶瓷可作汽油滤清器芯。 3)将氧化锆或氧化钛制成微孔陶瓷元件，制成氧化锆型和氧化钛型氧传感器，为ECU提供发动机尾气排放中氧分子含量的信息，以便ECU调整向发动机的供油量，确保尾气排放清洁。 4)三元催化转换器。 5)火花塞是由陶瓷材料制作的。 复合材料 1.复合材料的组成和分类,(1)纤维增强复合材料 这类复合材料是以石棉纤维、玻璃纤维、碳素纤维做增强相，复合塑料、树脂、橡胶和金属为基体相的材料而制成。 (2)层叠复合材料 层叠复合材料由两层或两层以上不同材料复合而成。 (3)颗粒复合材料 颗粒复合材料是由一种或多种颗粒均匀地分布在基体相内形成的。 2.常用纤维增强复合材料 (1)玻璃纤维树脂复合材料 这类材料是以玻璃纤维为增强相，以树脂为粘结剂而制成，俗称玻璃钢。,(2)碳纤维树脂复合材料 碳纤维树脂复合材料是以碳纤维及其制品为增强相，以环氧树脂、酚醛树脂、聚四氟乙烯为粘结剂结合而成的材料。 五、密封剂,典型轿车构造图,汽车结构组成,由以上分析可看出：,汽车是一个复杂的机械系统,通常，一辆汽车由约3万个零部件组装而成。 汽车零件按用途来分类: 通用零件： 在各种机器中经常使用的零件。 如：螺栓、螺母 专用零件： 仅在特定类型机器中使用的零件，如：活塞，曲轴。,汽车上每个零部件的生产制造都涉及到材料问题。 据统计，汽车上的零部件采用了4千余种不同的材料加工制造。从汽车的设计、选材、加工制造，到汽车的使用、维修和养护无一不涉及到材料。,材料是汽车工业的基础,现代汽车要满足: 安全、舒适、自重轻、污染排放低、能耗小、价格低等要求.材料是首要考虑方面。,1.汽车工程材料: (包括分类,性能,牌号,热处理工艺及应用) 2.汽车运行材料,一、汽车应用材料的组成,1.汽车工程材料的分类, 金属材料（ 纯金属及合金 ）, 黑色金属（ 钢铁 ), 有色金属 (Cu、Al、Ti、Mg ), 非金属材料, 有机高分子材料（主要成分、） 塑料、橡胶、合成纤维等, 无机材料 玻璃、水泥、陶瓷等, 复合材料 玻璃纤维增强塑料等,典型零部件材料应用：,金属材料在汽车零部件中的应用：,汽车机械构造总体认识,非金属材料在汽车零部件中的应用：,以现代轿车用材为例，按照重量来换算， 钢材占汽车自重的55%-60%， 铸铁占12%-5%， 有色金属占6% 10%， 塑料占8% 12%，橡胶占4%，玻璃占3%， 其他材料（油漆、各种液体等）占12% 6%。,2.汽车材料的应用,车用汽油 燃料 轻柴油 其它代用燃料 发动机油 车辆齿轮油 润滑油 液力传动油 液压油 润滑脂 制动液 工作液 减振器液 发动机冷却液 制冷剂 轮胎,汽车运行材料,3.汽车运行材料,二.汽车材料的展望,汽车工业发展的方向:汽车轻量化和减少污染 汽车材料总的发展趋势是： 结构材料中钢铁材料所占比例将逐步下降，有色金属、陶瓷材料、复合材料、高分子材料等新型材料的用量有所上升。在性能可靠的条件下，将尽可能多地采用铝合金、复合材料等轻型、新型材料取代钢铁材料。,几种新兴材料简介,1.镁合金, 密度低、比强度和比刚度较高。, 镁、铝合金和复合材料 汽车轻量化的材料 减少油耗,镁合金方向盘骨架,镁合金汽车轮毂,镁合金汽缸盖,2.形状记忆合金,应用:丰田汽车的散热器护拦活门. 日产汽车冷却风扇离合器.,3.复合材