汽车机械基础-(汽车金属材料)课件

任务1汽车常用金属材料1.1金属材料的力学性能

主要包括强度与塑性

、硬度、冲击韧性和疲劳强度等

2022/10/291任务1汽车常用金属材料2022/10/2211.2金属材料的其它性能1.金属材料的物理性能2.金属材料的化学性能3.金属材料的工艺性能2022/10/2921.2金属材料的其它性能2022/10/2221.3汽车常用金属材料汽车常用金属材料铁基金属材料非铁基金属材料非合金钢合金钢（碳素钢）普通碳素钢优质碳素钢低碳钢中碳钢高碳钢低合金结构钢合金结构钢铸铁灰铸铁球磨铸铁可锻铸铁铝及其合金铜及其合金轴承合金钢2022/10/2931.3汽车常用金属材料汽车常用金属材料铁基金属材料非铁基金1、非合金结构钢（碳含量＜2.11%）（1）普通碳素结构钢（普通碳素钢）杂质多、塑性、韧性不好一般用于制作受力不大的某些非重要紧固螺钉、螺母等。甲类（A类）普通碳素钢保证了力学性能，所以可以制作汽车轮辋、轮辐、消音器等（page29）2022/10/2941、非合金结构钢（碳含量＜2.11%）2022/10/224（2）优质碳素结构钢（碳含量＜0.8%；S、P含量少）1）优质碳素钢的分类及牌号低碳钢：08、10、15、20、25等

（碳的质量分数小于0.25％）中碳钢30、35、40、45、50、55（碳的质量分数0.25％—0.6％）高碳钢：60、65、70、75等（碳的质量分数0.6％—0.8％）如果钢中微量元素比较高（0.7％-0.12％），则在数字后要附以该元素符号，如65Mn等。2022/10/295（2）优质碳素结构钢（碳含量＜0.8%；S、P含量少）1）优2）优质碳素钢的性能及在汽车上的应用①低碳钢：强度、硬度不高，塑性、韧性焊接性能好。在汽车上常用来制作驾驶室、油底壳、机油箱，离合器壳等冲压件；轮胎螺栓、螺母。风扇叶片、离合器分离杠杆，驻车制动杆等油底壳风扇叶片轮胎螺栓2022/10/2962）优质碳素钢的性能及在汽车上的应用油底壳风扇叶片轮胎螺栓2②中碳钢主要性能：有较大的强度、硬度、经热处理后具有良好的塑性、韧性耐磨性、切削性等。以45号钢应用最为广泛，汽车中常用来制作曲轴正时齿轮、半轴锥齿轮、变速器齿轮各种键、气门推杆、曲轴、凸轮轴及重要螺栓螺母等2022/10/297②中碳钢主要性能：有较大的强度、硬度、经热处理2022/1③高碳钢经热处理后有更高的强度、硬度且弹性优良。如65Mn钢，可制作离合器压板弹簧，气门弹簧，活塞销卡簧等以上为碳素结构钢及其在汽车上应用方面的部分内容2022/10/298③高碳钢经热处理后有更高的强度、硬度且弹性优良。以上为碳素2.合金钢及其在汽车上的应用

合金钢的分类按用途分：

a.低合金结构钢：主要用于制造工程结构的型钢和钢筋。

b.合金结构钢：用于制造机械零件和工程构件**

c.合金工具钢：用于制造各种加工工具

d.特殊性能钢：具有特殊性能的钢，如不锈钢2022/10/2992.合金钢及其在汽车上的应用合金钢的分类按用途**合金结构钢

定义：在碳素结构钢的基础上加入合金元素而得到的钢为合金结构钢

牌号：采用“两位数字+合金元素符号+数字”的格式表示。例如：思考：20CrMnTi的含义2022/10/2910**合金结构钢定义：在碳素结构钢的基础上加入合金元素而按性能和用途分合金渗碳钢合金调质钢合金弹簧钢滚动轴承钢

分类2022/10/2911按性能和用途分合金渗碳钢合金调质钢合金弹簧钢滚动轴承钢分类（1）合金渗碳钢

这类钢的含碳量一般为0.10%～0.25%，较低的含碳量能保证零件心部具有足够的塑性和韧性。经表面渗碳、淬火、低温回火处理后，使表面获得高硬度、高耐磨性和疲劳强度等

常用合金渗碳钢的牌号及汽车上的应用2022/10/2912（1）合金渗碳钢这类钢的含碳量一般为0.10%～0.25（2）合金调质钢这类钢碳的质量分数为0.25%~0.50%，主要的合金元素是Mn、Si、

Cr、Ni、B等。合金调质钢是在中碳钢的基础上加人一些合金元素，经调质处理后使用，用于制造重载、受力复杂且要求综合力学性能较好的重要零件，常用合金调质钢的牌号及在汽车上的应用2022/10/2913（2）合金调质钢这类钢碳的质量分数为0.25%~0.50%，（3）合金弹簧钢此种钢碳质量分数为0.45%~0.75%,主要的合金元素为Si、Mn、W、V、Cr等。这种钢具有髙弹性极限、疲劳强度以及足够的韧性。常用的牌号有65Mn、55Si2Mn、55CrMnA、60CrMnA、60Si2Mn，在汽车中主要用来制作各种螺旋弹簧和钢板弹簧。page342022/10/2914（3）合金弹簧钢此种钢碳质量分数为0.45%~0.75%,主（4）滚动轴承钢

其含碳量为0.95%～1.15%，掺杂元素Cr的参入量为0.4%—1.65％，以保证钢有高的硬度、耐磨性和抗疲劳强度。以GCr15最为常用：（平均铬的质量我分数为1.5％的滚动轴承钢）2022/10/2915（4）滚动轴承钢其含碳量为0.95%～1.15%，掺杂元3.铸铁（碳的质量大于2.11％的铁碳合金）铸铁的分类白口铸铁（BT）灰口铸铁（HT）可锻铸铁（KTH）球墨铸铁（QT）合金铸铁2022/10/29163.铸铁（碳的质量大于2.11％的铁碳合金）铸铁的分类白口铸（1）灰铸铁（HT）灰铸铁碳的质量分数较大（2.7%4.0%）凝固时收缩量小，抗压强度、硬度接近碳素钢，减震性好，由于片状石墨存在，故耐磨性好。铸造性能和切削加工性能较好，其牌号以

“HT”和其后的一组数字表示，其后数字表示最小抗拉强度，如HT250，表示最小抗拉强度为250MPa的灰铸铁。

常用灰铸铁的牌号及在汽车上的应用2022/10/2917（1）灰铸铁（HT）灰铸铁碳的质量分数较大（2.7%4.0%（2）可锻铸铁（马口铁）可锻铸铁是由一定成分的白口铸铁经过较长的高温退火而得的铸铁，碳在铸铁组织中以团絮状石墨形式存在。耐磨损，良好的塑性、韧性和减震性，较好的强度，能承受强动载荷。常用可锻铸铁的牌号及在汽车上的应用“—”后面的数字表示伸长率，前面数字指抗拉强度2022/10/2918（2）可锻铸铁（马口铁）可锻铸铁是由一定成分的白口铸铁经过较（3）球墨铸铁球墨铸铁简称球铁。铸铁中的石墨大部分以球状形态存在。球墨铸铁的抗拉强度、塑性和韧性都优于灰铸铁和可锻铸铁。球墨铸铁常用来制造一些受力复杂，强度、韧性和耐磨性要求高的零件。常用球墨铸铁的牌号及在汽车上的应用转向器壳体传动轴2022/10/2919（3）球墨铸铁球墨铸铁简称球铁。铸铁中的石墨大部分以球状形态1.4非铁基金属材料铝及其合金铜及其合金轴承合金非铁基金属材料2022/10/29201.4非铁基金属材料铝及其合金铜及其合金轴承合金非铁基金属（1）铝：利用其良好的导热性能和抗腐蚀性，在汽车上常用来制作散热和冷却装置1.铝及其合金散热器蒸发器2022/10/2921（1）铝：利用其良好的导热性能和抗腐蚀性，在汽车上常用来制作（2）铝合金铝合金分Al-Si系列、AL-Cu系列、

Al-Mg和AI-Zn四种。发动机部分汽缸体、气缸盖是铝铸件。常用用铝铸件的还有曲轴箱、活塞、变速器壳体、发动机架等，其中活塞几乎都用铝合金制造。气缸体活塞气缸盖2022/10/2922（2）铝合金铝合金分Al-Si系列、AL-Cu系列、Al2.铜及其合金（1）纯铜：汽车中各种导线线芯、电动机、发动机类线圈均为铜制材料。发动机起动机转子2022/10/29232.铜及其合金（1）纯铜：汽车中各种导线线芯、电动机、发动（2）铜合金黄铜（铜锌合金）和

青铜（除黄铜外的铜合金）铅青铜、锡青铜和铝青铜可做滑动轴承材料，常用做柴油机的曲轴轴瓦，连杆小头衬套为铅青铜。连杆小头铜套曲轴轴瓦2022/10/2924（2）铜合金黄铜（铜锌合金）和青铜（除黄铜外的铜合金）连杆（3）轴承合金应满足的要求：①良好的减摩性能。②有一定的抗压强度和硬度。③塑性和冲击韧性良好。。④表面性能好。即有良好的抗咬合性、顺应性和嵌藏性。⑤有良好的导热性、耐腐蚀性和小的热胀系数。常用轴承合金主要有锡基、铅基、铜基合金、和铝基轴承合金等。锡基和铅基轴承合金又称为巴氏合金，是应用广泛的轴承合金。2022/10/2925（3）轴承合金应满足的要求：2022/10/2225作业1、强度、塑性、硬度、疲劳轻度的定义。2.汽车上常用的铁基材料和非铁基材料有哪些？2022/10/2926作业2022/10/2226任务1汽车常用金属材料1.1金属材料的力学性能

主要包括强度与塑性

、硬度、冲击韧性和疲劳强度等

2022/10/2927任务1汽车常用金属材料2022/10/2211.2金属材料的其它性能1.金属材料的物理性能2.金属材料的化学性能3.金属材料的工艺性能2022/10/29281.2金属材料的其它性能2022/10/2221.3汽车常用金属材料汽车常用金属材料铁基金属材料非铁基金属材料非合金钢合金钢（碳素钢）普通碳素钢优质碳素钢低碳钢中碳钢高碳钢低合金结构钢合金结构钢铸铁灰铸铁球磨铸铁可锻铸铁铝及其合金铜及其合金轴承合金钢2022/10/29291.3汽车常用金属材料汽车常用金属材料铁基金属材料非铁基金1、非合金结构钢（碳含量＜2.11%）（1）普通碳素结构钢（普通碳素钢）杂质多、塑性、韧性不好一般用于制作受力不大的某些非重要紧固螺钉、螺母等。甲类（A类）普通碳素钢保证了力学性能，所以可以制作汽车轮辋、轮辐、消音器等（page29）2022/10/29301、非合金结构钢（碳含量＜2.11%）2022/10/224（2）优质碳素结构钢（碳含量＜0.8%；S、P含量少）1）优质碳素钢的分类及牌号低碳钢：08、10、15、20、25等

（碳的质量分数小于0.25％）中碳钢30、35、40、45、50、55（碳的质量分数0.25％—0.6％）高碳钢：60、65、70、75等（碳的质量分数0.6％—0.8％）如果钢中微量元素比较高（0.7％-0.12％），则在数字后要附以该元素符号，如65Mn等。2022/10/2931（2）优质碳素结构钢（碳含量＜0.8%；S、P含量少）1）优2）优质碳素钢的性能及在汽车上的应用①低碳钢：强度、硬度不高，塑性、韧性焊接性能好。在汽车上常用来制作驾驶室、油底壳、机油箱，离合器壳等冲压件；轮胎螺栓、螺母。风扇叶片、离合器分离杠杆，驻车制动杆等油底壳风扇叶片轮胎螺栓2022/10/29322）优质碳素钢的性能及在汽车上的应用油底壳风扇叶片轮胎螺栓2②中碳钢主要性能：有较大的强度、硬度、经热处理后具有良好的塑性、韧性耐磨性、切削性等。以45号钢应用最为广泛，汽车中常用来制作曲轴正时齿轮、半轴锥齿轮、变速器齿轮各种键、气门推杆、曲轴、凸轮轴及重要螺栓螺母等2022/10/2933②中碳钢主要性能：有较大的强度、硬度、经热处理2022/1③高碳钢经热处理后有更高的强度、硬度且弹性优良。如65Mn钢，可制作离合器压板弹簧，气门弹簧，活塞销卡簧等以上为碳素结构钢及其在汽车上应用方面的部分内容2022/10/2934③高碳钢经热处理后有更高的强度、硬度且弹性优良。以上为碳素2.合金钢及其在汽车上的应用

合金钢的分类按用途分：

a.低合金结构钢：主要用于制造工程结构的型钢和钢筋。

b.合金结构钢：用于制造机械零件和工程构件**

c.合金工具钢：用于制造各种加工工具

d.特殊性能钢：具有特殊性能的钢，如不锈钢2022/10/29352.合金钢及其在汽车上的应用合金钢的分类按用途**合金结构钢

定义：在碳素结构钢的基础上加入合金元素而得到的钢为合金结构钢

牌号：采用“两位数字+合金元素符号+数字”的格式表示。例如：思考：20CrMnTi的含义2022/10/2936**合金结构钢定义：在碳素结构钢的基础上加入合金元素而按性能和用途分合金渗碳钢合金调质钢合金弹簧钢滚动轴承钢

分类2022/10/2937按性能和用途分合金渗碳钢合金调质钢合金弹簧钢滚动轴承钢分类（1）合金渗碳钢

这类钢的含碳量一般为0.10%～0.25%，较低的含碳量能保证零件心部具有足够的塑性和韧性。经表面渗碳、淬火、低温回火处理后，使表面获得高硬度、高耐磨性和疲劳强度等

常用合金渗碳钢的牌号及汽车上的应用2022/10/2938（1）合金渗碳钢这类钢的含碳量一般为0.10%～0.25（2）合金调质钢这类钢碳的质量分数为0.25%~0.50%，主要的合金元素是Mn、Si、

Cr、Ni、B等。合金调质钢是在中碳钢的基础上加人一些合金元素，经调质处理后使用，用于制造重载、受力复杂且要求综合力学性能较好的重要零件，常用合金调质钢的牌号及在汽车上的应用2022/10/2939（2）合金调质钢这类钢碳的质量分数为0.25%~0.50%，（3）合金弹簧钢此种钢碳质量分数为0.45%~0.75%,主要的合金元素为Si、Mn、W、V、Cr等。这种钢具有髙弹性极限、疲劳强度以及足够的韧性。常用的牌号有65Mn、55Si2Mn、55CrMnA、60CrMnA、60Si2Mn，在汽车中主要用来制作各种螺旋弹簧和钢板弹簧。page342022/10/2940（3）合金弹簧钢此种钢碳质量分数为0.45%~0.75%,主（4）滚动轴承钢

其含碳量为0.95%～1.15%，掺杂元素Cr的参入量为0.4%—1.65％，以保证钢有高的硬度、耐磨性和抗疲劳强度。以GCr15最为常用：（平均铬的质量我分数为1.5％的滚动轴承钢）2022/10/2941（4）滚动轴承钢其含碳量为0.95%～1.15%，掺杂元3.铸铁（碳的质量大于2.11％的铁碳合金）铸铁的分类白口铸铁（BT）灰口铸铁（HT）可锻铸铁（KTH）球墨铸铁（QT）合金铸铁2022/10/29423.铸铁（碳的质量大于2.11％的铁碳合金）铸铁的分类白口铸（1）灰铸铁（HT）灰铸铁碳的质量分数较大（2.7%4.0%）凝固时收缩量小，抗压强度、硬度接近碳素钢，减震性好，由于片状石墨存在，故耐磨性好。铸造性能和切削加工性能较好，其牌号以

“HT”和其后的一组数字表示，其后数字表示最小抗拉强度，如HT250，表示最小抗拉强度为250MPa的灰铸铁。

常用灰铸铁的牌号及在汽车上的应用2022/10/2943（1）灰铸铁（HT）灰铸铁碳的质量分数较大（2.7%4.0%（2）可锻铸铁（马口铁）可锻铸铁是由一定成分的白口铸铁经过较长的高温退火而得的铸铁，碳在铸铁组织中以团絮状石墨形式存在。耐磨损，良好的塑性、韧性和减震性，较好的强度，能承受强动载荷。常用可锻铸铁的牌号及在汽车上的应用“—”后面的数字表示伸长率，前面数字指抗拉强度2022/10/2944（2）可锻铸铁（马口铁）可锻铸铁是由一定成分的白口铸铁经过较（3）球墨铸铁球墨铸铁简称球铁。铸铁中的石墨大部分以球状形态存在。球墨铸铁的抗拉强度、塑性和韧性都优于灰铸铁和可锻铸铁。球墨铸铁常用来制造一些受力复杂，强度、韧性和耐磨性要求高的零件。常用球墨铸铁的牌号及在汽车上的应用转向器壳体传动轴2022/10/2945（3）球墨铸铁球墨铸铁简称球铁。铸铁中的石墨大部分以球状形态1.4非铁基金属材料铝及其合金铜及其合金轴承合金非铁基金属材料2022/10/29461.4非铁基金属材