《汽车机械基础》课件-项目三 任务 1

金属材料、陶瓷材料和高分子材料是现代工业三大固体工程材料。金属材料由于性能好、品种多，是目前汽车上应用最广泛的工程材料。工业上，通常将金属材料分为黑色金属和有色金属两大类。黑色金属指钢铁材料，有色金属指除了钢铁材料以外的其他所有金属材料，如：铜、铝、镁、钛、锡及其合金。陶瓷材料分传统陶瓷与特种陶瓷，高分子材料有塑料、橡胶、合成纤维、粘合剂及涂料等。1.材料的物理性能

材料的物理性能指材料的固有属性，包括密度、熔点、导热性、导电性等。常用材料的物理性能如表3-1-1所示。2.材料的化学性能

材料的化学性能指材料抵抗周围介质侵蚀的能力，包括耐蚀性和抗氧化性等。3.材料的力学性能

材料的力学性能指材料在外载荷作用下所表现出来的性能，又称机械性能，包括强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度、断裂韧度。

(1)强度强度指金属抵抗塑性变形或断裂的能力，强度的大小通常用应力(σ)来表示。按载荷的不同，强度可分为抗拉、抗压、抗剪、抗扭、抗弯曲等五种，其中抗拉强度是最基本的强度指标，可通过拉伸试验方法进行测定。

(2)塑性塑性指断裂前金属材料产生永久变形的能力。材料的良好塑性有利于金属的冷冲压成型加工，如：汽车驾驶室外壳、车箱板、油箱等。在其成型过程中，若金属材料塑性不好，则在成型时容易干裂。

(3)硬度硬度指材料抵抗其他硬物压入其表面的能力。硬度是衡量材料软硬程度的指标。常用的硬度指标有布氏硬度和洛氏硬度。

(4)韧性韧性指材料抵抗冲击载荷的能力。一些汽车零部件（如：内燃机的活塞销、连杆、变速器齿轮等），在工作过程中往往受到以一定速度作用于零件上的冲击载荷。冲击载荷的加速度大，作用时间短，使材料在受冲击时，应力分布和变形很不均匀，易产生损坏。冲击韧度通常采用摆锤冲击试验来测定，如图3-1-8所示。

(5)疲劳强度发动机曲轴、齿轮、弹簧及轴承等许多零件都是在交变载荷下工作的。承受交变应力的零件在工作应力低于材料屈服强度的情况下较长时间工作时，会产生裂纹或突然断裂，这种现象称为疲劳失效或疲劳破坏。

(6)断裂韧度前面所讨论的几个力学性能，都假定材料是均匀、连续、各向同性的。实际上，零件内往往存在着微裂纹以及夹杂、气孔等类裂纹的缺陷。材料抵抗裂纹扩展断裂的能力称为断裂韧度。断裂韧度是材料固有的力学性能指标，与裂纹的大小、形状、外加应力等无关，主要取决于材料的成分、内部组织结构。4.材料的工艺性能

汽车上使用的大多数零件都是采用金属材料制造的。金属材料的工艺性能指金属材料在工艺过程中所具有和表现出来的性能。它与金属的物理性能、化学性能和力学性能有关，也与温度、受力状态和成形条件等环境条件有关。金属材料的工艺性能包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性能和热处理性能。

摩托车的动力使用单缸风冷发动机，而汽车的动力大多使用多缸水冷发动机。气缸体材料应选用耐磨耐热铸铁等散热材料，所以摩托车的风冷发动机用铝合金作散热片，汽车的水冷发动机用铜合金制作水箱。通过上述分析可知材料有多种，每种材料都有许多性能指标，所以世界上不存在所有性能都好的材料，如：材料的塑性与