《汽车机械基础》-项目活动五-零部件材料的应用认识

PAGE4班级姓名学号项目活动五零部件材料的应用认识项目活动工作页任务描述：通过对发动机及活塞连杆组的观察与认识，可以发现，其结构零件的材料以金属材料为主，每一个零件的材料都是不同的，不同的结构零件是如何考虑选材的？零部件的选材、加工、使用性能及维护，都与材料密切相关，必须了解汽车常用金属材料的性能、分类、特点及应用：1）对金属材料的基本知识（类型、牌号、应用）进行认识；2）分析钢铁材料性能影响因素；3）认识发动机主要零部件材料应用及性能控制。项目活动：1、什么是钢铁材料？碳钢和铸铁又是指什么材料？答：钢铁材料是指以铁（Fe）为主要元素、碳（C）的质量分数（ωC，一般称为含碳量）一般在4%以下且含有一些其他元素的铁碳合金。其中ωC在2.11%以下的称为碳钢，ωC为2.11%～6.69%的称为铸铁。2、钢的常用热处理方法有哪些？答：热处理是指对固态金属或合金进行适当方式的加热、保温和冷却，使其获得所需要的内部组织和性能的加工工艺方法。金属材料经过热处理对其性能影响很大。钢的常用热处理方法有：(1）退火（焖火）；(2)正火（正常化）；（3）淬火（蘸火）；（4）回火、调质处理。3、钢铁材料的种类很多，请写出钢铁材料的分类。答：碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢、易切削钢、铸钢碳钢——钢铁钢碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢、易切削钢、铸钢碳钢——钢铁钢合金钢合金结构钢低合金结构钢、渗碳钢、调质钢、滚轴承钢、弹簧钢、超高强度钢合金工具钢量具刃具钢合金模具钢高速钢冷作模具钢热作模具钢特殊性能钢——不锈钢、耐热钢、耐磨钢铸铁——白口铸铁、灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁4、碳钢常用的分类方法有哪些？答：碳钢常用的分类方法如下。1）按碳质量分数分（1）低碳钢：ωC≤0.25％的钢，其塑性好，多用作冲压、焊接和渗碳零件。（2）中碳钢：0.25％<ωC≤0.60％的钢，强度和韧性均较高，热处理后具有良好的综合力学性能，多用作要求良好的强韧性的各种重要零件。（3）高碳钢：ωC>0.60％的钢，强度、硬度较高，多用作工具、模具量具等工件。2）按品质（主要根据碳钢中杂质硫、磷质量分数多少）分（1）普通碳素钢：ωS≤0.055％，ωP≤0.045％。（2）优质碳素钢：ωS≤0.040％，ωP≤0.040％。（3）高级优质碳素钢：ωS≤0.030％，ωP≤0.035％。（4）特级优质碳素钢：ωS≤0.025％，ωP≤0.030％。3）按用途分（1）碳素结构钢：主要用于制造各种机器零件和工程结构件。多为低碳钢和中碳钢。（2）碳素工具钢：主要用于制造各种刀具、量具和模具。多为高碳钢。5、普通碳素结构钢的牌号由什么组成？常用牌号有哪几种？举例说明其在工程上的应用。普通碳素结构钢的牌号由代表屈服强度(屈服点)的汉语拼音首位字母Q、屈服点σs的数值（单位MPa）、质量等级(A、B、C、D)和脱氧方法符号等四个部分按顺序排列组成。常用牌号有Q195、Q215、Q235和Q275。普通碳素结构钢一般作为工程用钢，如钢板、钢筋、型钢等，广泛用作桥梁、建筑等构件。碳素结构钢也可作为机器用钢，但用于制造不重要的机器零件，如螺钉、铆钉等6、优质碳素结构钢的牌号如何表示，其在汽车上都有哪些应用？答：优质碳素结构钢的牌号用两位数字表示，该数字表示钢的平均碳的质量分数的万分数，如牌号45表示其平均碳的质量分数为0.45％。质碳素结构钢在汽车上的应用实例：08钢应用于驾驶室、油箱、离合器等；20钢应用于离合器分离杠杆、风扇叶片、驻车制动杆等；45钢应用于凸轮轴、曲轴、转向节主销、离合器踏板轴等；65Mn钢应用于气门摇臂复位弹簧、活塞油环簧片、离合器压板盘弹簧、活塞销卡簧等6、铸铁的种类有哪些？铸铁的性能特点如何？答：铸铁是一系列主要由铁、碳、硅（Si）组成的合金，其ωC为2.11％~6.69％。常将铸铁分为白口铸铁和灰口铸铁两大类。灰铸铁的种类：灰铸铁中的碳主要是以石墨的形式出现的，其断口呈灰色。在灰铸铁中，石墨大部分为层片状的称为灰铸铁，形状为球状的称为球墨铸铁，形状为蠕虫状的称为蠕墨铸铁，形状为团絮状的称为可锻铸铁。铸铁的性能：1）力学性能较差。这是由于石墨的强度、韧性极低，减小钢基体的有效截面，并引起应力集中，其抗拉强度、塑韧性等力学性能比钢低，但铸铁的抗压强度很高，可于钢相近或更高。2）耐磨性好。这是由于石墨有利于润滑、储油，提高了铸件的耐磨性。3）消振性好（是钢的十倍）。这是由于石墨组织松软，能吸收振动能量，提高了铸铁的消振能力。4）铸造性好。这是由于铸铁中硅的含量高，且成分接近共晶成，熔点低、流动性好、凝固收缩小。5）切削加工性好。石墨使切屑易断，还可润滑刀具。6）缺口敏感性低。石墨的存在使表面粗糙，对外加的缺口不再敏感，对疲劳极限的影响不明显。7、灰铸铁的牌号由什么组成，举例说明。了解灰铸铁的性能及应用。答：灰铸铁的牌号由“HT”和一组数字组成。其中“HT”为灰铸铁的代号，代号后面的数字表示其抗拉强度值（MPa）。如HT150表示抗拉强度为150MPa的灰铸铁。灰铸铁的铸造性能好，可加工性好，减振性好，减摩性好，价格低廉，但也存在着塑性差，韧性差，抗拉强度低，焊接性能较差等缺点，多用来制造机床床身、机架、箱体、壳体以及承受摩擦的导轨、缸体等零件。在汽车上多用于不镶缸套的整体缸体、缸盖等零件的制造，还可用以制造飞轮、飞轮壳、变速箱壳及盖、离合器壳及压板、进排气支管、制动鼓以及液压制动总泵和分泵的缸体等，8、球墨铸铁的牌号由什么组成，举例说明。了解球墨铸铁的性能及应用。答：球墨铸铁的牌号由“QT”和两组数字组成，其中“QT”为球墨铸铁的代号，代号后面的两组数字分别表示抗拉强度Rm（MPa）和伸长率A（％）。例如：QT450－10表示抗拉强度为450MPa，为10％的球墨铸铁。由于石墨呈球状，其对基体的割裂作用较小，因此球墨铸铁的力学性能较高，在抗拉强度、屈服比、屈服比（Rp0.2／Rm）、疲劳强度等方面都可以与钢媲美（冲击韧度则不如钢）。同时，球墨铸铁具有灰铸铁的许多优点，如良好的减振性、耐磨性、低的缺口敏感性等，球墨铸铁常用来代替部分铸钢和锻钢（以铁代钢、以铸代锻）制造曲轴、机床主轴、汽车拖拉机底盘零件以及齿轮、阀体等重要零件