汽车机械基础ppt第10章

1、第第10 10章章 有色金属有色金属与非金属材料与非金属材料l在纯铝中加入在纯铝中加入SiSi、CuCu、MgMg、ZnZn、MnMn等金属等金属元素形成元素形成铝合金铝合金。可显著提高力学性能，。可显著提高力学性能，且仍保持密度小、比强度高、耐腐蚀、导且仍保持密度小、比强度高、耐腐蚀、导热性好的优点，可以用来制作机器零件。热性好的优点，可以用来制作机器零件。l铝合金可通过固溶铝合金可通过固溶时效处理来改变铝合时效处理来改变铝合金的力学性能。金的力学性能。l根据铝合金的成分及生产工艺特点，可将根据铝合金的成分及生产工艺特点，可将其分为其分为变形铝合金变形铝合金和和铸造铝合金铸造铝合金。l变形铝

2、合金塑性较好，宜于进行压力加工，变形铝合金塑性较好，宜于进行压力加工，一般由冶金厂由铝锭加工成各种型材（板、一般由冶金厂由铝锭加工成各种型材（板、带、管等）产品供应，其合金含量一般小带、管等）产品供应，其合金含量一般小于于5%（高强度铝合金含量在（高强度铝合金含量在8%14%）。）。按加入元素及主要性能特点分为防锈铝、按加入元素及主要性能特点分为防锈铝、硬铝、超硬铝和锻铝。常用变形铝合金的硬铝、超硬铝和锻铝。常用变形铝合金的牌号、成分、机械性能及用途见教材表牌号、成分、机械性能及用途见教材表10.1。l直接用铸造方法浇注成零件或毛坯的铝合金。其直接用铸造方法浇注成零件或毛坯的铝合金。其所含合金

3、元素的数量比较高，压力加工性能差，所含合金元素的数量比较高，压力加工性能差，但铸造性能较好，可以制造形状复杂的零件。合但铸造性能较好，可以制造形状复杂的零件。合金元素总的含量在金元素总的含量在8%25%范围内，以加入元素范围内，以加入元素不同而分为许多类别。不同而分为许多类别。l代号用代号用“ZL”加三位数字表示。第一位数字表示加三位数字表示。第一位数字表示合金类别：合金类别：1为铝为铝硅系，硅系，2为铝为铝铜系，铜系，3为为铝铝镁系，镁系，4为铝为铝锌系；第二、三位数字表示合锌系；第二、三位数字表示合金顺序号，序号不同化学成分不同，优质在后面金顺序号，序号不同化学成分不同，优质在后面加加“A

4、”。几种常用铸造铝合金的牌号、成分、机。几种常用铸造铝合金的牌号、成分、机械性能及用途见教材表械性能及用途见教材表10.2 。 l也称也称“电解铜电解铜”或或“紫铜紫铜”。含铜量。含铜量w wCuCu=99.5%=99.5%99.95%99.95%。具有良好的塑性、导电性具有良好的塑性、导电性和耐蚀性。其密度为和耐蚀性。其密度为8.9g/cm8.9g/cm3 3，熔点为，熔点为10831083，固态下为面心立方晶格，无同素异构转变。工固态下为面心立方晶格，无同素异构转变。工业纯铜的强度、硬度低，不宜制作结构零件，业纯铜的强度、硬度低，不宜制作结构零件，广泛用于制造电线、电缆、铜管以及配制铜合广

5、泛用于制造电线、电缆、铜管以及配制铜合金。金。l我国工业纯铜常用的有我国工业纯铜常用的有T1T1、T2T2、T3T3、T4T4四种，四种，代号中数字越大，表示杂质含量越高。代号中数字越大，表示杂质含量越高。l黄铜是以锌为主要添加元素的铜合金，分为黄铜是以锌为主要添加元素的铜合金，分为普通黄铜和特殊黄铜。几种常用黄铜的牌号、普通黄铜和特殊黄铜。几种常用黄铜的牌号、成分、机械性能及用途见教材表成分、机械性能及用途见教材表10.3。l青铜原指铜锡合金，因呈青黑色而得名。以青铜原指铜锡合金，因呈青黑色而得名。以后，由于需要发展了不含锡而加入铝、硅、后，由于需要发展了不含锡而加入铝、硅、锰、铅等其他元素

6、的青铜，称特殊青铜或无锰、铅等其他元素的青铜，称特殊青铜或无锡青铜。几种常用青铜的牌号、成分、机械锡青铜。几种常用青铜的牌号、成分、机械性能及用途见教材表性能及用途见教材表10.4。l钛呈银白色，熔点高（钛呈银白色，熔点高（1 725），密度小），密度小（4.5g/cm3），导热性差。），导热性差。l力学性能与其纯度有很大关系。分为力学性能与其纯度有很大关系。分为4个等个等级：级：TA0、TAl、TA2、TA3，数字越大纯，数字越大纯度越低。度越低。l常用于制造常用于制造350以下工作的低载荷零件，以下工作的低载荷零件，如飞机骨架、发动机部件、耐海水管道及如飞机骨架、发动机部件、耐海水管道及柴

7、油机活塞、连杆等。柴油机活塞、连杆等。 l 型钛合金（型钛合金（TA）具有很好的强度、韧性、热稳）具有很好的强度、韧性、热稳定性、焊接性和铸造性，抗氧化能力较好，塑性定性、焊接性和铸造性，抗氧化能力较好，塑性较低，热强性很好；较低，热强性很好；l 型钛合金（型钛合金（TB）强度较高、韧性好，易于冲压）强度较高、韧性好，易于冲压成形，经淬火和时效处理后强度进一步提高，主成形，经淬火和时效处理后强度进一步提高，主要用于制造高强度板材和复杂形状零件。要用于制造高强度板材和复杂形状零件。l + 型钛合金（型钛合金（TC）兼有上述合金的优点，即塑）兼有上述合金的优点，即塑性好、热强性好（可在性好、热强性

8、好（可在400长期工作）、抗海长期工作）、抗海水腐蚀能力很强，生产工艺简单，并可通过淬火水腐蚀能力很强，生产工艺简单，并可通过淬火和时效处理进行强化，主要应用于飞机压气机盘和时效处理进行强化，主要应用于飞机压气机盘和叶片、舰艇耐压壳体、大尺寸锻件、模锻件等。和叶片、舰艇耐压壳体、大尺寸锻件、模锻件等。 l镁的密度很小，耐蚀性很差，强度和塑性均不高，镁的密度很小，耐蚀性很差，强度和塑性均不高，一般不直接用做结构材料。一般不直接用做结构材料。l镁合金比强度更高，能承受较大的冲击载荷和具镁合金比强度更高，能承受较大的冲击载荷和具有更高疲劳极限；耐蚀性好（特别耐煤油、汽油有更高疲劳极限；耐蚀性好（特别

9、耐煤油、汽油等矿物油和碱类的腐蚀），有良好的切削加工性。等矿物油和碱类的腐蚀），有良好的切削加工性。因此在航空、无线电通信、仪表等行业获得广泛因此在航空、无线电通信、仪表等行业获得广泛的应用。镁合金是最有发展前景的汽车轻量化材的应用。镁合金是最有发展前景的汽车轻量化材料之一。料之一。l镁合金根据加工方法分为变形镁合金（压力加工镁合金根据加工方法分为变形镁合金（压力加工镁合金）和铸造镁合金两类，代号分别以镁合金）和铸造镁合金两类，代号分别以“MB”和和“ZM”加序号表示。加序号表示。l常用的变形镁合金有常用的变形镁合金有MBl、MB2、MB8、MBl5。常用铸造镁合金有常用铸造镁合金有ZMl、Z

10、M2、ZM5。名名 称称符符 号号用用 途途 举举 例例聚乙烯聚乙烯PE车厢内饰件、油箱、挡泥板、转向盘、发动机罩、空气车厢内饰件、油箱、挡泥板、转向盘、发动机罩、空气导管导管聚氯乙烯聚氯乙烯PVC方向盘、坐垫套、车门内板、仪表板、操纵杆盖板等，方向盘、坐垫套、车门内板、仪表板、操纵杆盖板等，占车用塑料的占车用塑料的20%30%聚丙烯聚丙烯PP接线板、转向盘、保险杠、风扇罩、散热器栅格、灯罩、接线板、转向盘、保险杠、风扇罩、散热器栅格、灯罩、电线覆皮电线覆皮聚氨酯树脂聚氨酯树脂PU为主要内饰材料：仪表板、方向盘、车门扶手、遮阳板、为主要内饰材料：仪表板、方向盘、车门扶手、遮阳板、密封条、头枕密

11、封条、头枕ABS树脂树脂ABS仪表盘、控制箱、灯壳、挡泥板、变速杆、散热器护栅仪表盘、控制箱、灯壳、挡泥板、变速杆、散热器护栅有机玻璃有机玻璃PMMA灯罩、油杯、镜片、遮阳板、标牌、油标灯罩、油杯、镜片、遮阳板、标牌、油标聚酰胺（尼聚酰胺（尼龙）龙）PA冷却风扇、滤网、把手、钢板弹簧销衬套、散热器副油冷却风扇、滤网、把手、钢板弹簧销衬套、散热器副油箱箱聚甲醛聚甲醛POM各种阀门、转向器衬套、万向节轴承、各种手柄及门销各种阀门、转向器衬套、万向节轴承、各种手柄及门销酚醛塑料酚醛塑料PE制动衬片、离合器摩擦片、分电器盖制动衬片、离合器摩擦片、分电器盖聚碳酸酯聚碳酸酯PC保险杠、刻度板、壳体、水泵叶

12、轮保险杠、刻度板、壳体、水泵叶轮l大致分为大致分为传统陶瓷传统陶瓷和和特种陶瓷特种陶瓷两大类。两大类。l传统陶瓷又称普通陶瓷，主要以天然硅酸盐矿物传统陶瓷又称普通陶瓷，主要以天然硅酸盐矿物质（黏土、长石、石英等）为原料，经粉碎、成质（黏土、长石、石英等）为原料，经粉碎、成型、烧结后而成。按用途可分为日用陶瓷、建筑型、烧结后而成。按用途可分为日用陶瓷、建筑陶瓷、卫生陶瓷、电器陶瓷、化工陶瓷和多孔陶陶瓷、卫生陶瓷、电器陶瓷、化工陶瓷和多孔陶瓷。瓷。 l特种陶瓷又称新型陶瓷，以化工原料（氧化物、特种陶瓷又称新型陶瓷，以化工原料（氧化物、氮化物、碳化物等）为原料，经配料、成型、烧氮化物、碳化物等）为原

13、料，经配料、成型、烧结而成。按其用途可分为电容陶瓷、压电陶瓷、结而成。按其用途可分为电容陶瓷、压电陶瓷、磁性陶瓷、电光陶瓷、高温陶瓷等。磁性陶瓷、电光陶瓷、高温陶瓷等。 （2）陶瓷的性能及应用）陶瓷的性能及应用l具有很高的弹性模量和硬度（具有很高的弹性模量和硬度（1 500 HV），极高的红硬性（可达），极高的红硬性（可达1 000以以上），抗压强度高，但抗拉强度和韧性都上），抗压强度高，但抗拉强度和韧性都很低，脆性大很低，脆性大 ；l化学性能非常稳定化学性能非常稳定 ；l熔点很高，一般在熔点很高，一般在2 000左右左右 ；l导热性和膨胀性小导热性和膨胀性小 ；l大多是绝缘体，某些特种陶瓷具

14、有导电性大多是绝缘体，某些特种陶瓷具有导电性和导磁性。和导磁性。（3）几种常用的特殊陶瓷）几种常用的特殊陶瓷l氧化铝陶瓷氧化铝陶瓷的主要成分是的主要成分是Al2O3，又称刚玉瓷。它，又称刚玉瓷。它高温强度高、硬度高、耐磨性好，具有良好的绝高温强度高、硬度高、耐磨性好，具有良好的绝缘性和化学稳定性。但抗热振性能差，不能承受缘性和化学稳定性。但抗热振性能差，不能承受温度的突变。在汽车工业中的典型用途为火花塞温度的突变。在汽车工业中的典型用途为火花塞绝缘体，汽车排气净化器、发动机缸盖底板、缸绝缘体，汽车排气净化器、发动机缸盖底板、缸套、活塞顶等也用到了陶瓷材料。套、活塞顶等也用到了陶瓷材料。l氮化硅陶瓷氮化硅陶瓷（Si3N4）的显著特点是抗热振性能好，）的显著特点是抗热振性能好