Contents項目一汽車常用材料認(rèn)知項目二工程力學(xué)一般應(yīng)用項目三常用機械傳動機構(gòu)的認(rèn)知與拆裝項目四簡單液壓傳動回路的連接項目概述材料是人類生產(chǎn)和生活所必需的物質(zhì)，人類社會的發(fā)展伴隨著各種材料的不斷開發(fā)和利用。在現(xiàn)代社會里，材料、能源、信息被稱為現(xiàn)代技術(shù)的三大支柱，而能源和信息的發(fā)展，在某種程度上又依賴于材料的進步。因此，材料科學(xué)的發(fā)展在現(xiàn)代工業(yè)社會中占舉足輕重的地位。汽車常用材料有成千上萬種，在圖樣、技術(shù)文件或生產(chǎn)現(xiàn)場看見符號，就能了解材料的性能與用途，需要在學(xué)習(xí)中善于尋找規(guī)律并歸類，能比較同類零件應(yīng)用不同材料的優(yōu)劣，并理解汽車上典型零件的選材理由。知識目標(biāo)１.了解材料在汽車發(fā)展中的地位和作用。２.掌握材料的分類及性能。３.了解常用金屬材料的熱處理工藝、特點及應(yīng)用。４.掌握汽車常用金屬材料牌號、性能和汽車上的應(yīng)用。５.掌握汽車常用非金屬材料分類、代號、性能和汽車上的應(yīng)用。技能目標(biāo)１.能夠區(qū)分材料所受的外載荷。２.能識讀常用金屬材料的牌號并分析典型汽車零件。３.能舉例采用鋁合金制造的汽車零部件。４.能識讀非金屬材料的代號并分析典型汽車零件。素養(yǎng)目標(biāo)１.樹立正確的勞動觀念，培養(yǎng)良好的勞動習(xí)慣。２.弘揚工匠精神，塑造精益求精的品質(zhì)。項目一汽車常用材料認(rèn)知學(xué)習(xí)任務(wù)1認(rèn)知材料性能學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬材料學(xué)習(xí)任務(wù)3認(rèn)知非金屬材料學(xué)習(xí)任務(wù)1認(rèn)知材料性能飛機的零件不僅要求材料輕，同時要求必須有足夠的強度以抵抗氣流的沖擊。坦克的履帶與挖掘機的鏟齒都要求材料不僅硬，還要耐磨損。變速器的齒輪不僅要求表面硬度高，而且芯部要具有足夠的韌性。如此，這些要求怎么來達到呢?讓我們來了解一下材料性能。1.任務(wù)描述學(xué)習(xí)任務(wù)1認(rèn)知材料性能１.能描述材料的分類。２.能描述材料的性能。３.能自覺弘揚勞動精神、奮斗精神、奉獻精神。2.任務(wù)目標(biāo)??學(xué)時:２學(xué)時學(xué)習(xí)任務(wù)1認(rèn)知材料性能3.知識準(zhǔn)備一、材料的分類金屬材料、陶瓷材料以及高分子材料為現(xiàn)代工業(yè)三大固體工程材料。金屬材料由于其性能好、品種多，是目前汽車上應(yīng)用最廣泛的工程材料。工業(yè)上，通常將金屬材料分為兩大類：黑色金屬和有色金屬。黑色金屬是指鋼鐵材料，有色金屬是指除了鋼鐵材料以外的其他所有金屬材料，如銅、鋁、鎂、鈦、錫及其合金。陶瓷材料分傳統(tǒng)陶瓷與特種陶瓷，高分子材料有塑料、橡膠、合成纖維、粘合劑及涂料等。學(xué)習(xí)任務(wù)1認(rèn)知材料性能3.知識準(zhǔn)備二、材料的性能材料的性能包括使用性能和工藝性能。使用性能是指零部件在正常條件下材料所表現(xiàn)出來的性能?包括物理性能、化學(xué)性能、力學(xué)性能。工藝性能是指材料在各種加工過程中適應(yīng)加工的性能。學(xué)習(xí)任務(wù)1認(rèn)知材料性能3.知識準(zhǔn)備二、材料的性能材料的物理性能材料的物理性能是指材料的固有屬性。1.密度密度指單位體積物質(zhì)的質(zhì)量，用符號ρ表示，單位為kg/m3。輕金屬即密度小于5.0×103kg/m3，如鋁、鎂、鈦及其合金。重金屬即密度大于5.0×103kg/m3，如鐵、鉛、鎢。非金屬材料密度相對更小，如陶瓷的密度2.2×103~2.5×103kg/m3塑料的密度則多數(shù)為1.0×103~1.5×103kg/m3。在實際生產(chǎn)中，一些零部件的選材必須考慮材料的密度，如汽車發(fā)動機中的活塞要求采用質(zhì)量輕、運動時慣性小的材料，因此，活塞多采用低密度的鋁合金制成。學(xué)習(xí)任務(wù)1認(rèn)知材料性能3.知識準(zhǔn)備二、材料的性能材料的物理性能2.熔點熔點指材料由固態(tài)向液態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度。各種金屬都具有固定的熔點。熔點高的金屬，如鎢、鉬、鉻等常用來制造耐高溫的零件，如汽車發(fā)動機排氣閥。熔點低的金屬，如錫、鉛、鋅等常用來制造熔斷絲等零件。非金屬材料中，陶瓷材料的熔點一般都顯著高于金屬及其合金的熔點，而高分子材料、復(fù)合材料一般沒有固定的熔點。3.導(dǎo)熱性材料的導(dǎo)熱性是指材料傳導(dǎo)熱量的能力，常用導(dǎo)熱率λ表示，單位為Ｗ/(ｍ·Ｋ)(其中，Ｗ是熱功率單位，ｍ是長度單位，Ｋ為絕對溫度單位)。材料的導(dǎo)熱率越大，導(dǎo)熱性越好。純金屬中，銀的導(dǎo)熱性最好。金屬越純，導(dǎo)熱性越好。金屬與合金的導(dǎo)熱性遠(yuǎn)好于非金屬。學(xué)習(xí)任務(wù)1認(rèn)知材料性能3.知識準(zhǔn)備二、材料的性能材料的物理性能4.導(dǎo)電性材料傳導(dǎo)電流的能力稱為導(dǎo)電性，常用電阻率來衡量，用符號ρ表示，單位為Ω·ｍ。金屬中，銀導(dǎo)電性最好，銅、鋁次之。合金的導(dǎo)電性較純金屬差。在非金屬材料中，高分子材料通常都是絕緣體，而導(dǎo)電高分子材料一般都是復(fù)合材料。陶瓷材料在一般情況下是良好的絕緣體，但某些特殊成分的陶瓷，如壓電陶瓷，卻是具有一定導(dǎo)電性的半導(dǎo)體材料。5.熱膨脹性熱膨脹性是指材料隨著溫度的變化產(chǎn)生膨脹、收縮的特性。陶瓷的熱膨脹系數(shù)最低，金屬次之，高分子材料最高。6.磁性，材料能被磁場吸引或磁化的性能稱為磁性或?qū)Т判浴Ｄ壳?，?yīng)用較多的磁性材料有金材料的化學(xué)性能屬和陶瓷兩類。學(xué)習(xí)任務(wù)1認(rèn)知材料性能3.知識準(zhǔn)備二、材料的性能材料的化學(xué)性能材料的化學(xué)性能是指材料抵抗周圍介質(zhì)侵蝕的能力。1.耐蝕性材料在常溫下抵抗周圍介質(zhì)(如大氣、燃?xì)狻⑺?、酸、堿、鹽)腐蝕的能力稱為耐蝕性。碳鋼、鑄鐵耐腐蝕性較差，鈦及其合金、不銹鋼耐腐蝕性較好，鋁和銅也有較好的耐腐蝕性。因此，對金屬制品的腐蝕防護十分重要。對于汽車上易腐蝕的零部件，一方面采用耐腐蝕性好的不銹鋼、鋁合金等材料制造，另一方面要采用適當(dāng)?shù)耐苛线M行涂覆，起到防腐蝕、填平銹斑的作用。大多數(shù)高分子材料都具有優(yōu)良的耐蝕性。如被譽為塑料王的聚四氟乙烯，不僅耐強酸、強堿，甚至在沸騰的王水中性能也非常穩(wěn)定。學(xué)習(xí)任務(wù)1認(rèn)知材料性能3.知識準(zhǔn)備二、材料的性能材料的力學(xué)性能材料的力學(xué)性能指材料在外載荷作用下所表現(xiàn)出來的性能，又稱機械性能，包括強度、塑性、硬度、韌性、疲勞強度和斷裂韌度。載荷指金屬材料在加工及使用過程中所受的外力。要研究材料的力學(xué)性能，必須先了解零件所承受的載荷性質(zhì)和作用方式。根據(jù)載荷性質(zhì)的不同，可以分為靜載荷、沖擊載荷、交變載荷。1.靜載荷指載荷的大小和方向不變或變動極緩慢的載荷。例如，汽車在靜止?fàn)顟B(tài)下，車身對車架的壓力。2.沖擊載荷指以較高速度作用于零部件上的載荷。例如，汽車在不平道路上行駛，車身對懸架的沖擊。3.交變載荷指大小和方向隨時間發(fā)生周期性變化的載荷。例如，運轉(zhuǎn)中的發(fā)動機曲軸、齒輪等零部件所承受的載荷。學(xué)習(xí)任務(wù)1認(rèn)知材料性能3.知識準(zhǔn)備二、材料的性能材料的力學(xué)性能（1）強度強度是指金屬抵抗塑性變形或斷裂的能力。強度的大小通常用應(yīng)力來表示。σS稱為屈服強度，是表示材料力學(xué)性質(zhì)的一項重要數(shù)據(jù)，一般是確定材料的許用應(yīng)力。對于Q235鋼，σS＝240MPa。σb稱為抗拉強度，是設(shè)計和選材主要依據(jù)之一。對于Q235鋼，σb約為400MPa。屈強比＝σs/σb，屈強比越大，材料越能發(fā)揮潛力，取0.65~0.75。比強度＝σb/ρ，某些工程塑料比強度比鋼鐵還高。強度是機械設(shè)計和選材的重要依據(jù)。學(xué)習(xí)任務(wù)1認(rèn)知材料性能3.知識準(zhǔn)備二、材料的性能材料的力學(xué)性能（2）塑性塑性是指斷裂前金屬材料產(chǎn)生永久變形的能力。材料的塑性指標(biāo)見式（1-1）、式（1-2）。伸長率：

（1-1）式中:

———拉斷后長度；——原長度。斷面收縮率：

（1-2）式中:Ａ1———斷口處截面積；Ａ———原面積。Q235鋼的伸長率δ約為20％~30％，斷面收縮率ψ約為60%。學(xué)習(xí)任務(wù)1認(rèn)知材料性能3.知識準(zhǔn)備二、材料的性能材料的力學(xué)性能在工程上，根據(jù)斷裂時塑性變形的大小，通常把δ大于或等于5%的材料稱為塑性材料，如鋼材、銅、鋁等；δ小于5%的材料稱為脆性材料，如鑄鐵、磚石等。必須指出，上述劃分是以材料在常溫、靜載和簡單拉伸的前提下所得到δ為依據(jù)的，而溫度、變形速度、受力狀態(tài)和熱處理等，都會影響材料的性質(zhì)。材料的塑性和脆性在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。工程上常用的軸、齒輪和連桿等零件，由于承受的不是靜載荷，因而制造這些零件的材料，除了要有足夠的強度外，還需要有足夠的塑性指標(biāo)值。塑性是金屬材料進行塑性加工的必要條件，是零件安全使用的可靠保證。金屬材料的δ、ψ越大，塑性越好。材料的塑性的對零件的加工和使用具有十分重要的意義。例如，塑性好的材料（如低碳鋼、黃銅）容易變形，適于壓力加工、焊接生產(chǎn)，且工藝過程簡單，質(zhì)量容易控制。此外，重要的受力零件也要求具有一定塑性，以防止超載時發(fā)生斷裂。學(xué)習(xí)任務(wù)1認(rèn)知材料性能3.知識準(zhǔn)備二、材料的性能材料的力學(xué)性能（3）硬度材料抵抗其他硬物壓入其表面的能力稱為硬度?硬度是衡量材料軟硬程度的指標(biāo)。（4）韌性材料抵抗沖擊載荷的能力稱為韌性，實質(zhì)上是指材料在受到?jīng)_擊載荷而斷裂之前吸收能量并進行塑性變形的能力。一些汽車零部件，如內(nèi)燃機的活塞銷、連桿、變速器齒輪等，在工作過程中往往受到以一定速度作用于零件上的沖擊載荷。沖擊載荷的加速度大，作用時間短，使材料在受沖擊時，應(yīng)力分布和變形很不均勻，易產(chǎn)生損壞。學(xué)習(xí)任務(wù)1認(rèn)知材料性能3.知識準(zhǔn)備二、材料的性能材料的力學(xué)性能（5）疲勞強度發(fā)動機曲軸、齒輪、彈簧及軸承等許多零件，都是在交變載荷下工作的。承受交變應(yīng)力的零件，在工作應(yīng)力低于材料的屈服強度的情況下較長時間工作時，會產(chǎn)生裂紋或突然斷裂，這種現(xiàn)象稱為疲勞失效或疲勞破壞。由于疲勞失效的突然性，無論是何種材料，在失效前都不會出現(xiàn)明顯的塑性變形，不易覺察，而且引起疲勞失效的應(yīng)力很低，故疲勞失效的危險性很大，特別是對于重要機件，如汽車半軸、發(fā)動機曲軸等，往往會造成災(zāi)難性事故。據(jù)統(tǒng)計，有80%以上的機械零件失效屬于疲勞破壞，疲勞失效也是汽車零件中最常見的一種失效形式。因此，對材料疲勞失效的預(yù)防是十分必要的。

材料抵抗疲勞斷裂的能力用疲勞強度來表征。學(xué)習(xí)任務(wù)1認(rèn)知材料性能3.知識準(zhǔn)備二、材料的性能材料的工藝性能汽車上大多數(shù)零件是采用金屬材料制造的。金屬材料的工藝性能指金屬材料在工藝過程中所具有和表現(xiàn)出來的性能。它與金屬的物理性能、化學(xué)性能和力學(xué)性能有關(guān)，也與溫度、受力狀態(tài)和成形條件等環(huán)境條件有關(guān)。金屬材料的工藝性能包括鑄造性能、鍛造性能、焊接性能、切削加工性能和熱處理工藝性能。1.鑄造性能金屬材料鑄造成形獲得優(yōu)良鑄件的能力稱為鑄造性能。鑄造性能是指金屬在鑄造成形過程中所表現(xiàn)出來的能力。轎車上的曲軸、凸輪軸、轉(zhuǎn)向器殼體、缸套等均為鑄造而成。設(shè)計鑄件時，必須考慮材料的鑄造性能。鑄造性能好，可以鑄造出形狀準(zhǔn)確、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、強度較高的鑄件，并可簡化工藝過程，提高成品率。學(xué)習(xí)任務(wù)1認(rèn)知材料性能3.知識準(zhǔn)備二、材料的性能材料的工藝性能2.鍛造性能金屬的鍛造性能指材料對采用壓力加工方法成形的適應(yīng)能力，這是衡量材料通過塑性加工獲得優(yōu)質(zhì)零件難易程度的工藝性能。金屬的鍛造性好，表明該金屬適合于塑性加工成形；鍛造性差，說明該金屬不宜選用塑性加工方法成形。例如，純鐵比碳鋼的鍛造性能好；鑄鐵的鍛造性能則很差；根本不能采用鍛造工藝加工；銅合金、鋁合金在室溫狀態(tài)下就有良好的鍛造性能。所以，發(fā)動機中的曲軸、連桿、齒輪等在交變載荷下工作的零件，不用材料直接切割加工，而是先將棒料鍛造成毛坯，使纖維方向與主應(yīng)力方向相一致然后再切削成形。學(xué)習(xí)任務(wù)1認(rèn)知材料性能3.知識準(zhǔn)備二、材料的性能材料的工藝性能3.焊接性能焊接性能指金屬材料在一定的焊接工藝條件下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。金屬材料的焊接性能不是一成不變的。同一種金屬材料，采用不同的焊接方法、焊接材料和焊接工藝(包括預(yù)熱和熱處等)，其焊接性能可能有很大差別。例如，在通常情況下鈦及其合金的焊接是比較困難的，但自從氬弧焊技術(shù)應(yīng)用且較成熟以后，鈦及其合金的焊接結(jié)構(gòu)已在航空領(lǐng)域廣泛地應(yīng)用。銅合金和鋁合金的焊接性能都較差?；诣T鐵的焊接性能很差。學(xué)習(xí)任務(wù)1認(rèn)知材料性能3.知識準(zhǔn)備二、材料的性能材料的工藝性能4.切削加工性能切削加工性能指對材料進行切削加工的難易程度和切削加工后的表面質(zhì)量。金屬材料具有適當(dāng)?shù)挠捕?170~230HBS)和足夠的脆性時，切削性能良好。5.熱處理性能熱處理性能是指金屬進行熱處理時所表現(xiàn)出來的性能，一般可以通過熱處理來提高金屬材料的力學(xué)性能?？傊?，世界上不存在什么性能都好的材料。要充分認(rèn)識材料，了解材料的性能，知道不同場合應(yīng)用不同性能的材料，做到物盡其用，材盡其能。學(xué)習(xí)任務(wù)1認(rèn)知材料性能4.任務(wù)實施一、任務(wù)準(zhǔn)備組織方式1.場地設(shè)施:智慧教室。2.工具:紙、筆、工作頁。3.實施方式:將學(xué)生６~８人分為一組進行分組討論。每組派出代表進行匯報，教師指導(dǎo)點評。學(xué)習(xí)任務(wù)1認(rèn)知材料性能4.任務(wù)實施一、任務(wù)準(zhǔn)備操作要求1.指導(dǎo)教師嚴(yán)格限制討論時間，小組分工要明確。2.分析和表述問題邏輯清晰。3.遵守秩序，注意安全。學(xué)習(xí)任務(wù)1認(rèn)知材料性能4.任務(wù)實施二、操作步驟(１)發(fā)動機曲軸如圖1-1所示。描述發(fā)動機曲軸通常會發(fā)生何種破壞。(２)齒輪如圖1-2所示。描述齒輪通常會發(fā)生何種破壞。(３)描述材料的使用性能與強度指標(biāo)，要求語言表達熱情、真誠、流暢。圖1-1發(fā)動機曲軸圖1-2齒輪學(xué)習(xí)任務(wù)1認(rèn)知材料性能4.任務(wù)實施三、任務(wù)測評任務(wù)測評表見表1-1。班級

姓名

日期

自評互評教師1.能正確解答基礎(chǔ)知識

2.能描述材料使用性能、強度指標(biāo)

3.能描述發(fā)動機曲軸通常會發(fā)生何種破壞

4.能描述齒輪通常會發(fā)生何種破壞

個人總結(jié)總體評價

教師簽名表1-1任務(wù)測評表學(xué)習(xí)任務(wù)1認(rèn)知材料性能5.任務(wù)小結(jié)1.材料的性能包括使用性能和工藝性能。使用性能指零部件在正常條件下材料所表現(xiàn)出來的性能，包括物理、化學(xué)、力學(xué)性能；工藝性能指材料在各種加工過程中適應(yīng)加工的性能。2.材料的物理性能是指材料的固有屬性。材料的化學(xué)性能是指材料抵抗周圍介質(zhì)侵蝕的能力。3.材料的力學(xué)性能指材料在外載荷作用下所表現(xiàn)出來的性能，又稱機械性能，包括強度、塑性、硬度、韌性、疲勞強度和斷裂韌度。4.強度指金屬抵抗塑性變形或斷裂的能力，是機械設(shè)計和選材的重要依據(jù)。強度的大小通常用應(yīng)力來表示，一般零件的許用應(yīng)力必須小于屈服強度。無明顯屈服點的零件，許用應(yīng)力小于抗拉強度。對于彈性元件，其許用應(yīng)力應(yīng)小于彈性極限。5.塑性是指斷裂前金屬材料產(chǎn)生永久變形的能力，是金屬材料進行塑性加工的必要條件，是零件安全使用的可靠保證。學(xué)習(xí)任務(wù)1認(rèn)知材料性能5.任務(wù)小結(jié)6.材料抵抗其他硬物壓入其表面的能力稱為硬度。硬度是衡量材料軟硬程度的指標(biāo)。7.材料抵抗沖擊載荷的能力稱為韌性，實質(zhì)上是指材料在受到?jīng)_擊載荷而斷裂之前吸收能量并進行塑性變形的能力。8.承受交變應(yīng)力的零件，在工作應(yīng)力低于材料的屈服強度的情況下較長時間工作時，會產(chǎn)生裂紋或突然斷裂，這種現(xiàn)象稱為疲勞失效或疲勞破壞。材料抵抗疲勞斷裂的能力用疲勞強度來表征。9.材料抵抗裂紋擴展斷裂的能力稱為斷裂韌度。斷裂韌度是材料固有的力學(xué)性能指標(biāo)，與裂紋的大小、形狀、外加應(yīng)力等無關(guān)，主要取決于材料的成分、內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)。10.金屬材料的工藝性能包括鑄造性能、鍛造性能、焊接性能、切削加工性能和熱處理工藝性能。學(xué)習(xí)任務(wù)1認(rèn)知材料性能6.習(xí)題一、判斷題１.重金屬密度大于5.0×103kg/m3，如鐵、鉛、鎢。()２.材料的沖擊韌度與溫度無關(guān)。()３.金屬材料的工藝性能與金屬的物理性能、化學(xué)性能和力學(xué)性能有關(guān)，也與溫度、受力狀態(tài)和成形條件等環(huán)境條件有關(guān)。()４.材料抵抗其他硬物壓入其表面的能力稱為硬度。硬度是衡量材料軟硬程度的指標(biāo)。()５.伸長率δ大于５％的材料是脆性材料。()６.彈性變形是隨載荷的作用而產(chǎn)生，隨載荷的去除而消失的變形；塑性變形是不能隨載荷的去除而消失的變形。()７.汽車零件產(chǎn)生疲勞破壞的原因是材料表面或內(nèi)部有缺陷(如夾雜、劃痕、夾角等)。()８.金屬材料在載荷作用下抵抗彈性變形的能力稱為強度。()學(xué)習(xí)任務(wù)1認(rèn)知材料性能6.習(xí)題二、選擇題１.下列指標(biāo)中，()是材料的化學(xué)性能。Ａ.耐腐蝕性Ｂ.密度Ｃ.導(dǎo)熱性Ｄ.導(dǎo)電性２、金屬鋁、鎂屬于()。Ａ.非金屬材料Ｂ.輕金屬Ｃ.重金屬Ｄ.高分子材料３.斷面收縮率ψ屬于材料的()。Ａ.強度指標(biāo)Ｂ.韌性指標(biāo)Ｃ.塑性指標(biāo)Ｄ.硬度指標(biāo)４.承受交變應(yīng)力的零件，在工作應(yīng)力低于材料的屈服強度的情況下較長時間工作時，會產(chǎn)生裂紋或突然斷裂，這是()。Ａ.沖擊破壞Ｂ.硬度不夠Ｃ.塑性不夠Ｄ.疲勞破壞學(xué)習(xí)任務(wù)1認(rèn)知材料性能6.習(xí)題二、選擇題５.一般零件的許用應(yīng)力必須小于()。Ａ.彈性模量Ｂ.屈服強度Ｃ.彈性極限Ｄ.硬度極限６.汽車的曲軸、齒輪、軸承、彈簧等零件，在工作過程中各點的應(yīng)力為()。Ａ.不變的應(yīng)力Ｂ.逐漸增大的應(yīng)力Ｃ.交變應(yīng)力Ｄ.許用應(yīng)力７.金屬材料在各種物理條件作用下所表現(xiàn)出的性能稱為()性能。Ａ.物理Ｂ.力學(xué)Ｃ.化學(xué)Ｄ.綜合８.()并不是金屬材料的使用性能?Ａ.力學(xué)性能Ｂ.物理性能Ｃ.化學(xué)性能Ｄ.工藝性能學(xué)習(xí)任務(wù)1認(rèn)知材料性能5.習(xí)題三、簡答與計算題１.材料如何分類?２.材料有哪些性能?３.材料的力學(xué)性能是指哪些指標(biāo)?４.一根標(biāo)準(zhǔn)拉伸試樣的直徑為10ｍｍ、標(biāo)距長度為50ｍｍ。拉伸試驗時測出試樣在26000Ｎ時屈服，出現(xiàn)的最大載荷為45000Ｎ拉短后的標(biāo)距為58ｍｍ斷口出直徑為7.75mm，試計算σｓ、σｂ、伸長率δ、斷面收縮率ψ。學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能有人形象地說，鋼鐵材料是汽車工業(yè)的“骨骼”，有色金屬材料則是汽車工業(yè)的“維生素”。金屬材料是現(xiàn)代社會的物質(zhì)基礎(chǔ)，是高科技發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，總量豐富，儲量可觀，品種齊全，資源配套程度高，在汽車上的應(yīng)用有后橋減速齒輪、氣門挺柱、半軸、發(fā)動機活塞、風(fēng)扇等，我們將通過汽車部分零部件的拆裝，來認(rèn)知金屬材料。1.任務(wù)描述學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能１.能描述金屬材料的分類、牌號、性能和用途。２.能分析發(fā)動機曲軸制造材料。３.能分析發(fā)動機氣門室罩蓋材料。４.能自覺弘揚勞動精神、奮斗精神、奉獻精神。2.任務(wù)目標(biāo)??學(xué)時:4學(xué)時學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能3.知識準(zhǔn)備金屬材料是現(xiàn)代機械制造最主要的材料，鋼鐵材料目前仍是汽車工業(yè)的主體，它們占汽車用材總量的65％~70％。最常用的合金有鐵碳合金，如碳素鋼、合金鋼、灰鑄鐵等，還有銅合金和鋁合金，如黃銅、青銅、鋁硅合金等。下面我們介紹這幾類常用的金屬材料及熱處理。學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能3.知識準(zhǔn)備一、鋼的普通熱處理工藝熱處理指將固態(tài)金屬或合金在一定介質(zhì)中加熱、保溫和冷卻，以改變材料整體或表面組織，從而獲得所屬性能的工藝。熱處理大量應(yīng)用于鋼鐵材料，使鋼的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，改善了鋼的加工工藝性能和力學(xué)性能。熱處理學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能3.知識準(zhǔn)備一、鋼的普通熱處理工藝退火指鋼制零件加熱后經(jīng)過足夠時間的保溫，然后緩慢冷卻的熱處理工藝。退火的目的是：降低硬度以利于切削加工；提高塑性以利于塑性加工成形；細(xì)化晶粒以提高力學(xué)性能；消除應(yīng)力以防止工件變形或開裂。退火種類多，但緩慢冷卻是它們的共同特點。沒有說明退火的加熱溫度是多少，也就是說由于退火溫度不同，退火種類很多。退火一般作為改善工藝性能的預(yù)先熱處理。退火種類有:退火(１)完全退火；(２)球化退火；(３)去應(yīng)力退火；(４)等溫退火。學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能3.知識準(zhǔn)備鋼的普通熱處理工藝鋼制毛坯加熱到上臨界溫度以上某一溫度，再保溫后在空氣中冷卻的熱處理工藝，稱為正火。正火在空氣中冷卻速度比退火快，所以，正火后硬度高于完全退火后的硬度，與完全退火相似，正火也可以消除鋼的某些組織缺陷、消除內(nèi)應(yīng)力和細(xì)化組織。正火學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能3.知識準(zhǔn)備一、鋼的普通熱處理工藝鋼制零件加熱到臨界溫度以上，保溫后快速冷卻(大于臨界冷卻速度)的工藝稱為淬火。淬火介質(zhì)有鹽水(堿水)、油或雙液淬火。淬火學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能3.知識準(zhǔn)備一、鋼的普通熱處理工藝淬火鋼重新加熱到臨界溫度以下某一溫度并保溫一段時間的工藝稱為回火?；鼗鸬哪康氖牵航档突蛘呦慊鹚a(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力；犧牲部分淬火得到的硬度，換取較高的塑性、韌性。應(yīng)該特別指出，回火組織的綜合力學(xué)性能比正火或退火組織都要高得多?；鼗饘W(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能3.知識準(zhǔn)備二、碳鋼全球汽車工業(yè)的發(fā)展趨勢是減重節(jié)能。因此，為了實現(xiàn)汽車輕量化，各汽車制造廠家都擴大了鋁、鎂合金和塑料在汽車上的應(yīng)用。盡管如此，鋼鐵材料目前仍是汽車工業(yè)用材的主體。學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能3.知識準(zhǔn)備二、碳鋼在實際生產(chǎn)中使用的碳鋼，不單純是鐵和碳組成的合金，還包含有一些雜質(zhì)元素，其中常規(guī)的雜質(zhì)元素主要有硫、磷、錳、硅四種，它們對碳鋼的性能有一定的影響。1.硫的影響硫是在煉鋼時由礦石和燃料帶入鋼中的，當(dāng)鋼加熱到1000~1200℃時，將造成鋼材在熱加工過程中開裂，使鋼材變得極脆，這種現(xiàn)象稱為熱脆性。硫?qū)︿摰暮附右灿胁涣嫉挠绊?，會?dǎo)致焊縫的熱裂現(xiàn)象；對于鑄鋼件，含硫量高時，也會出現(xiàn)熱裂現(xiàn)象。因此，必須嚴(yán)格控制鋼中硫的含量（Ws）一般為Ws<0.065％。但是，硫的存在可改善鋼的切削加工性能，所以，在制造一些要求低強度的零件時，可采用含硫相對較高的易切削鋼。常規(guī)元素對碳鋼性能的影響學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能3.知識準(zhǔn)備二、碳鋼2.磷的影響磷是由礦石帶入鋼中的。室溫下，鋼中的磷能使鋼的強度、硬度增加，但也使其室溫特別是低溫時塑性和韌性大大下降，這種現(xiàn)象稱為冷脆性。磷的冷脆性有時也可以被利用。例如，在鋼中適當(dāng)提高磷的含量，可改善其切削加工性能；在炮彈鋼中加入較多的磷，可使炮彈爆炸時的碎片增多，提高殺傷力。3.錳的影響錳是由于煉鋼時用錳鐵脫氧而殘留在鋼中的。碳鋼中錳的含量一般在0.25％~0.8％之間.錳的存在能提高鋼的強度。4.硅的影響硅是由于煉鋼時用硅鐵脫氧而殘留在鋼中的。在碳鋼中，硅的含量一般在0.17％~0.37％之間。硅的存在具有固溶強化作用，但同時降低鋼的韌度和塑性。常規(guī)元素對碳鋼性能的影響學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能3.知識準(zhǔn)備二、碳鋼碳鋼的分類方法很多，常用的分類方法有以下幾種。1.按化學(xué)成分分類（1）碳素鋼:低碳鋼(碳含量≤0.25％)；中碳鋼(0.25％<碳含量<0.60％)；高碳鋼(碳含量≤0.60％)。（2）合金鋼:低合金鋼(合金元素總含量≤５％)；中合金鋼(合金元素總含量為５％~10％)；高合金鋼(含金元素總含量>10%)。2.按鋼的質(zhì)量等級(主要根據(jù)硫、磷的含量)分類（1）普通鋼：硫含量≤0.055％，磷含量≤0.045％。（2）優(yōu)質(zhì)鋼：硫含量≤0.040％，磷含量≤0.040％。（3）高級優(yōu)質(zhì)鋼：硫含量≤0.030％，磷含量≤0.035％。（4）特級優(yōu)質(zhì)鋼：硫含量≤0.025％，磷含量≤0.030％.碳鋼的分類學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能3.知識準(zhǔn)備二、碳鋼3.按用途分類（1）碳素結(jié)構(gòu)鋼：用于制造各種機器零件和工程結(jié)構(gòu)件，多為低碳鋼和中碳鋼。（2）碳素工具鋼：用于制造各種刀具、量具和模具，多為高碳鋼。另外，工業(yè)用鋼按冶煉方法的不同，可分為平爐鋼、轉(zhuǎn)爐鋼和電爐鋼等；按煉鋼的脫氧程度又可分為沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼和半鎮(zhèn)靜鋼。碳鋼的分類學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能3.知識準(zhǔn)備二、碳鋼我國現(xiàn)行兩個鋼鐵產(chǎn)品牌號表示方法的標(biāo)準(zhǔn)為《鋼鐵產(chǎn)品牌號表示方法》(GB/T221—2008)和《鋼鐵及合金牌號統(tǒng)一數(shù)字代號體系》(GB/T17616—2013)。這兩個標(biāo)準(zhǔn)同時使用。1.碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號由代表屈服點的字母(Ｑ)、屈服點的數(shù)值(單位MPa)、質(zhì)量等級符號(A、B、C、D)組成，A、B、C、D質(zhì)量等級依次提高，若在牌號后面標(biāo)注字母“Ｆ”則為沸騰鋼，標(biāo)注“ｂ”則為半鎮(zhèn)靜鋼，不標(biāo)注“Ｆ”“ｂ”則為鎮(zhèn)靜鋼。碳鋼的編號、性能和用途學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能3.知識準(zhǔn)備二、碳鋼2.優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼含碳量一般為0.05%~0.9%之間。與碳素結(jié)構(gòu)鋼相比，其硫、磷及其他有害雜質(zhì)含量較少，因而強度較高，塑性和韌性較好，通常還經(jīng)過熱處理來進一步調(diào)整和改善其性能，因此應(yīng)用最為廣泛，適用于制造較重要的機器零件。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號用兩位數(shù)字表示，該數(shù)字表示鋼中含碳量的萬倍，如牌號45表示碳含量為0.45％。對于較高錳含量(碳含量為0.7%~1.2%)的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，則在對應(yīng)牌號后加"Mn"表示，如45Mn、65Mn等，性能較相應(yīng)牌號的普通錳含量鋼(碳含量為0.35%~0.8%)的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼為好，舉例如下。45：表示為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，平均含碳量為0.45%。65MnA:表示為增加含錳量的高級優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，平均含碳量為0.65%,A即高級優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。08F：表示為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，沸騰鋼，平均含碳量為0.08%。碳鋼的編號、性能和用途學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能3.知識準(zhǔn)備二、碳鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼的規(guī)定牌號有Q195、Q215、Q235、Q255和Q275五種。這類鋼的碳含量較低，而硫、磷等有害元素和其他雜質(zhì)含量較多，故強度不夠高。但這類鋼塑性、韌性好，焊接性能優(yōu)良，冶煉簡便，成本低，使用時一般不進行熱處理，普通碳素結(jié)構(gòu)鋼在汽車上常用于制造傳動軸間支架，發(fā)動機前、后支架(圖1-3、表1-2)碳鋼的編號、性能和用途牌 號零件名稱Q235-A百葉窗聯(lián)動杠桿、傳動軸中間軸承支架等發(fā)動機前后支架、后視鏡支桿、油底殼加強板等Q235-AF機油濾清器凸緣、固定發(fā)電機用連接板、前鋼板彈簧夾箍、后視鏡支架等Q235-B三、四、五擋同步器錐盤，差速器螺栓鎖片等車輪輪輻、輪輞、駐車制動操縱桿棘爪與齒板等Q235-Ｂ.Ｆ放水龍頭手柄夾持架、消聲器、后支架、百葉窗葉片等圖1-2汽車發(fā)動機前、后支架表1-2普通碳素結(jié)構(gòu)鋼在汽車上的應(yīng)用學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能3.知識準(zhǔn)備二、碳鋼（1）低碳鋼：碳含量為0.15%~0.25%，常用的為20鋼，其強度較低，但塑性、韌性較好，切削加工性能和焊接性能優(yōu)良，可直接用來制造各種受力不大，但要求較高韌性的零件以及焊接件和冷沖件，如軸套等（圖1-4）。低碳鋼通過淬火和低溫回火處理，以獲得表面硬度高、耐磨性好且心部韌性好的"表硬里韌"的性能，適用于承受一定沖擊載荷和有摩擦、磨損的機器零件，如凸輪、滑塊和活塞銷等。碳鋼的編號、性能和用途圖1-4汽車軸套圖學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能3.知識準(zhǔn)備二、碳鋼（2）中碳鋼：:碳含量為0.25%~0.50%，常用的牌號為45、35等。中碳鋼一般進行淬火和高溫回火處理，來獲得良好的綜合力學(xué)性能(強度、塑性、韌性的良好配合)。中碳鋼多用于制造較重要的機器零件，如凸輪軸（如圖1-5）、齒輪等；表面淬火和低溫回火處理，以獲得較高的表面硬度和耐磨性，用于制造要求耐磨，但沖擊載荷不大的零件，如車床主軸箱齒輪等。對于一些大尺寸、要求較低的零件，通常只進行正火處理，以簡化熱處理工藝。碳鋼的編號、性能和用途圖1-4汽車軸套圖學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能3.知識準(zhǔn)備二、碳鋼（3）高碳鋼：碳含量為0.55%-0.9%，通常多進行淬火和中溫回火，以獲得高的彈性極限。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼在汽車上的應(yīng)用見表1-3，主要用于制造彈簧等各種彈性元件以及易磨損的零件。彈簧是汽車的重要零件，應(yīng)用于汽車的各個部位，具有能量儲存、自動控制、緩沖平衡、固定復(fù)位、安全減振等作用。典型的彈簧件有懸架彈簧，如板簧、螺旋彈簧（圖1-6）等。碳鋼的編號、性能和用途圖1-6螺旋彈簧表1-3優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼在汽車上的應(yīng)用學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能3.知識準(zhǔn)備二、碳鋼3.碳素工具鋼工具鋼是用來制造各種刃具、量具和模具的材料。它應(yīng)滿足刀具在硬度、耐磨性、強度和韌性等方面的要求（表1-4）。例如，在金屬切削過程中，隨溫度的升高，機床刀具不僅要求在常溫時具有高的硬度，而且要求在高溫時仍保持切削所需硬度的性能，即熱硬性。碳素工具鋼是指指碳含量為0.7%-1.3%的高碳鋼。牌號用"T"表示鋼的種類，后面的數(shù)字表示含碳的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)，用碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)千倍表示。常用的碳素工具鋼T8、Tl0、Tl0A、Tl2A(A表示高級優(yōu)質(zhì)鋼)等。由于碳素工具鋼的熱硬性較差；熱處理變形較大，故僅適用于制造不太精密的模具、木工工具和金屬切削用的低速手用刀具(挫刀、鋸條、手用絲錐)等。碳鋼的編號、性能和用途牌號用途舉例T8T8A承受沖擊，要求較高硬度的工具，如木工刀具等T10T10A不受劇烈沖擊，要求高硬度、高耐磨性的工具，如手用鋸條等T12T12A不受沖擊，要求高硬度、高耐磨性的工具，如絲錐、量具等表1-4

碳素工具鋼用途學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能3.知識準(zhǔn)備三、合金鋼碳鋼缺乏良好的綜合性能，如汽車和拖拉機的一些重要零件，若選用碳鋼則達不到性能要求。此外，碳鋼還缺乏耐熱、耐蝕、高磁性或無磁性、耐磨等特殊的性能。因而，在現(xiàn)代生產(chǎn)制造中廣泛應(yīng)用合金鋼。合金鋼指在碳鋼的基礎(chǔ)上，有意識地加入一些合金元素后而得到的鋼種，常用的合金元素有Si、Mn、Cr、Ni等。它與碳素鋼相比，熱處理工藝性較好，力學(xué)性能指標(biāo)更高，還能滿足某些特殊性能要求。但有些合金鋼的冶煉、加工比較困難，價格也較貴，經(jīng)濟性較差。所以，要合理地使用合金鋼，使其既能保證使用性能要求，又可產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效益。合金鋼的綜合力學(xué)性能比碳素鋼要好得多，而且更適合于直徑較大的零件。一般說來，合金鋼的優(yōu)點只有通過熱處理才能充分發(fā)揮。學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能3.知識準(zhǔn)備三、合金鋼1.種類(１)按用途分：合金鋼可以分為合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼和特殊性能鋼三大類。合金結(jié)構(gòu)鋼主要用于機械零件和結(jié)構(gòu)零件；合金工具鋼主要用于刀具、模具和量具制造；特殊性能鋼則具有某些特殊的物理、化學(xué)性能，用于對這些性能有特殊要求的地方。(２)按合金元素分:低合金鋼、中合金鋼、高合金鋼。合金鋼的種類和編號學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能3.知識準(zhǔn)備三、合金鋼2.編號(１)合金結(jié)構(gòu)鋼的編號一般由三部分組成。第一部分是一個兩位數(shù)，表示該鋼的含碳量為萬分之幾，與優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼相同；第二部分表示加入合金元素的元素符號；第三部分表示該元素的百分比含量數(shù)平均數(shù)，四舍五入到個位數(shù)，當(dāng)含量的平均數(shù)低于1.5％時不標(biāo)。加入多個合金元素時，第二、第三部分重復(fù)出現(xiàn)。例如，20CrMnTi，該鋼屬于合金結(jié)構(gòu)鋼，20表示碳的平均含量為0.2%，Cr、Mn、Ti的平均含量小于1.5%；38CrMoAlA，該鋼屬于合金結(jié)構(gòu)鋼，A表示是高級優(yōu)質(zhì)鋼，38表示碳的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.38%，Cr、Mo、Al的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)均小于1.5%；60SiMn2，該鋼屬于合金結(jié)構(gòu)鋼，60表示碳的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6%，Si的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于1.5%，Mn的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%。合金鋼的種類和編號學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能3.知識準(zhǔn)備三、合金鋼(２)滾動軸承鋼的牌號。滾動軸承鋼是生產(chǎn)量和使用量很大的一類合金結(jié)構(gòu)鋼，其中最主要的就是鉻滾動軸承鋼。由于它對性能的特殊要求，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了特殊的牌號標(biāo)準(zhǔn)。鉻滾動軸承鋼牌號最前面是大寫字母G；后面是元素符號Cr；之后是鉻平均含量的千分之幾；如果還加入其他合金元素，其標(biāo)志方法與合金結(jié)構(gòu)鋼相同；鉻滾動軸承鋼的含碳量均為1%左右。例如：GCr15，G表示該鋼屬于滾動軸承鋼（圖1-7），含碳量約為1%，鉻的含量約為1.5%；GCr15SiMn，G表示該鋼屬于滾動軸承鋼，含碳量約為1%，鉻的含量約為1.5%，Si、Mn的平均含量均小于1.5%。合金鋼的種類和編號圖1-7滾動軸承

學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能3.知識準(zhǔn)備三、合金鋼（3）合金工具鋼。牌號的前個位數(shù)字表示鋼中碳的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)，以千分?jǐn)?shù)計，若碳的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過1％時，一般不標(biāo)出。合金元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表示方法與合金結(jié)構(gòu)鋼相同。例如：9SiCr，9表示碳的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%、硅和鉻的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)均小于1.5%的合金工具鋼；3Cr2W8VA，該鋼含碳量為0.3%，鉻的含量約為2%，鎢的含量約為8%，釩的含量小于1.5%；A表示是高級優(yōu)質(zhì)鋼，雖然從鋼的牌號還不能判斷是工具鋼還是特殊性能鋼，但是從鎢含量很大和鎢在鋼的作用還是可以判斷該鋼是高級優(yōu)質(zhì)合金工具鋼；CrWMn，該鋼的平均含碳量不小于1%；鉻、鎢、錳的含量均小于1.5%；該鋼的含碳量高，并且含有一定量的鎢，可以判斷這是一種合金工具鋼。合金鋼的種類和編號學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能3.知識準(zhǔn)備三、合金鋼(４)特殊性能鋼。牌號表示法與合金工具鋼相同，只是當(dāng)碳的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.1%，用“0”表示，碳的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于或等于0.03%時，用“00”表示。例如：0Cr13，表示碳的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.1%,鉻的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為13%的不銹鋼。例如0Cr18Ni9Ti，該鋼含碳量很低，必定是特殊性能鋼；含碳量小于0.08%；鉻含量約為18%，鎳含量約為9%，鈦的含量小于1.5%，實際這是一種很高級的不銹鋼。常用不銹鋼有以下兩類。第一類叫鉻13型不銹鋼。鉻13型不銹鋼可以熱處理強化，比較耐大氣和氧化性介質(zhì)腐蝕。它的價格較低，常用于耐腐蝕機械零件和外科手術(shù)器械。常用的有0Cr13、1Cr13、Cr13、3Cr13和4Cr13。合金鋼的種類和編號學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能3.知識準(zhǔn)備三、合金鋼第二類叫18-8型不銹鋼。它的耐腐蝕性很好，除了鹽酸、氫氟酸等無氧酸外，這類不銹鋼都有很好的耐腐蝕性；而且還可以作為耐熱鋼在800℃以下工作，典型牌號是1Cr18Ni9Ti。氣門鋼：屬于耐熱鋼中的熱強鋼類。主要用于內(nèi)燃機進、排氣門（圖1-8）。內(nèi)燃機氣缸內(nèi)高溫燃燒廢氣要通過排氣門排出，平時又要能可靠地密封，所以排氣門材料要求可以高溫下不氧化起皮，又不能發(fā)生高溫蠕變。汽車發(fā)動機排氣門最常用的氣門鋼有兩種：4Cr9Si2和4Cr10Si2Mo。前者工作溫度可達700℃；后者工作溫度可達800℃。合金鋼的種類和編號圖1-8汽車進、排氣門學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能3.知識準(zhǔn)備三、合金鋼合金結(jié)構(gòu)鋼又分為五個大類；低合金結(jié)構(gòu)鋼，合金滲碳鋼，合金調(diào)質(zhì)鋼，合金彈簧鋼，滾動軸承鋼。1.低合金結(jié)構(gòu)鋼這是一類出現(xiàn)才三四十年的新綱種。它是在碳素結(jié)構(gòu)鋼基礎(chǔ)上，加入少量錳，有的再加入微量細(xì)化組織的釩、鋯、鈮等合金元素組成。加入的合金元素量很少（＜3%），質(zhì)量一般仍為普通鋼，價格增加很少，但強度水平則提高35%以上，并且焊接、冷沖壓等加工性能很好，用來代替碳素結(jié)構(gòu)鋼能大大減輕結(jié)構(gòu)質(zhì)量，可以取得很高的經(jīng)濟效應(yīng)。低合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號及應(yīng)用見表1-5。合金結(jié)構(gòu)鋼介紹表1-5低合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號及應(yīng)用舉例學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能3.知識準(zhǔn)備三、合金鋼2.合金滲碳鋼含碳量為0.1～0.25%的低碳鋼，加入錳、鉻、鎳等元素能提高合金鋼的淬透性，有時還加入細(xì)化組織的鉬、釩、鈦等元素。其熱處理工藝采用滲碳→淬火→低溫回火后使用。合金滲碳鋼在汽車上的應(yīng)用見表1-6。合金結(jié)構(gòu)鋼介紹表1-6合金滲碳鋼再去哦車上的應(yīng)用學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能3.知識準(zhǔn)備三、合金鋼3.合金調(diào)質(zhì)鋼含碳量為0.25～0.55%的中碳鋼，加入錳、鉻、鎳等元素提高淬透性，有時也加入鉬、釩等細(xì)化組織的合金元素形成合金調(diào)質(zhì)鋼。合金調(diào)質(zhì)鋼一般在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下使用（淬火+高溫回火），根據(jù)需要還可以調(diào)質(zhì)后再感應(yīng)加熱表面淬火處理。合金調(diào)質(zhì)鋼在汽車上的應(yīng)用見表1-7。合金結(jié)構(gòu)鋼介紹表1-7合金調(diào)質(zhì)鋼在汽車上的應(yīng)用學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能3.知識準(zhǔn)備三、合金鋼4.合金彈簧鋼合金彈簧鋼含碳量一般在0.5%～0.65%范圍；其中加有提高屈服強度的錳、硅等合金元素，這些合金元素主要目的是使零件獲得高的彈性，提高鋼的淬透性。合金彈簧鋼在汽車上的應(yīng)用見表1-8。合金結(jié)構(gòu)鋼介紹表1-8合金彈簧鋼在汽車上的應(yīng)用學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能3.知識準(zhǔn)備三、合金鋼5.滾動軸承鋼滾動軸承的工作條件很特殊，所以對滾動軸承鋼提出了很高的要求。首先，滾動軸承的滾動體與滾道是線接觸或點接觸，接觸面積很小，接觸應(yīng)力很大，滾動軸承的精度又很高，滾動軸承鋼熱處理后必須有很高的硬度和耐磨性；其次這種接觸每次時間很短，重復(fù)不斷接觸和脫離，要求鋼有很高的接觸疲勞強度；滾動軸承鋼在使用和保管過程中還應(yīng)該不易生銹。滾動軸承鋼都是高級優(yōu)質(zhì)鋼，含碳量都是1%左右，目前應(yīng)用最多的是GCr15。合金結(jié)構(gòu)鋼介紹學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能3.知識準(zhǔn)備四、鑄鐵鑄造的成型成本低，可以生產(chǎn)出壓力加工或切削加工難以生產(chǎn)的復(fù)雜或特大工件。汽車和其他機械設(shè)備中很多箱體零件和形狀復(fù)雜零件就是采用鑄造成型的，如柴油機汽缸蓋（圖1-9）。鑄件缺點，主要是鑄件的力學(xué)性能比壓力加工件低，生產(chǎn)中成品率低，而且部分存在于鑄件內(nèi)部的缺陷比較難于發(fā)現(xiàn)，使用可靠性比較差。鑄鐵的種類也很多，常用的灰口鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵、蠕墨鑄鐵和合金鑄鐵幾種。圖１-９柴油機汽缸蓋學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能3.知識準(zhǔn)備四、鑄鐵1.灰鑄鐵灰鑄鐵主要有以下特點：（1）強度不高，沖擊韌性接近零，但是抗壓強度卻比較高；灰鑄鐵雖然硬度不高，但是耐磨性卻很好。（2）由于灰鑄鐵內(nèi)存在很多片狀石墨，所以消振性好。（3）一般金屬零件上的缺口要明顯降低疲勞強度，而灰鑄鐵對缺口卻不敏感。這對需要安裝多個附加總成的基礎(chǔ)零件（以箱體零件居多）是很重要的。（4）灰口鑄鐵鑄造成型性好，切削加工性也很好。（5）成型成本低，切削加工量少，使鑄件總成本低。（6）鑄件可靠性比較低。灰鑄鐵的牌號由兩部分組成。第一部分是大寫字母“HT”；第二部分是一個三位數(shù)，表示該灰鑄鐵的抗拉強度不低于這個兆帕數(shù)。例如：HT200，這是一種灰鑄鐵，抗拉強度（σb）為200Mpa。應(yīng)該指出灰鑄鐵的強度和鑄造性能有關(guān)，強度越低，鑄造性能通常越好。例如，HT450的強度比HT200高，但是鑄造性能卻比較差。學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能3.知識準(zhǔn)備四、鑄鐵2.球墨鑄鐵球墨鑄鐵的強度比灰鑄鐵高，特別是疲勞強度接近中碳素鋼調(diào)質(zhì)的水平，耐磨性也很好；球墨鑄鐵還有一定塑性、韌性。汽車驅(qū)動橋殼（圖1-10）、轉(zhuǎn)向橋工字梁有用球墨鑄鐵制造的例子。球墨鑄鐵的牌號由三部分組成。第一部分是大寫字母“QT”；第二部分是一個三位數(shù)，表示球墨鑄鐵抗拉強度（σb）；第三部分是一個數(shù)字，表示球墨鑄鐵的延伸率百分?jǐn)?shù)。第二、第三部分之間用“-”分開。例如：QT450-8，QT表示是球墨鑄鐵，表示抗拉強度為450Mpa和延伸率為8%。圖1-10汽車驅(qū)動橋殼學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能3.知識準(zhǔn)備四、鑄鐵3.可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵的牌號KTH、KTZ、KTB。KT表示可鍛鑄鐵。H表示黑心可鍛鑄鐵。Z表示珠光體可鍛鑄鐵。B表示白心可鍛鑄鐵。例如：KTH370-12，KT表示是可鍛鑄鐵；抗拉強度為370MPa，延伸率為12%的黑心可鍛鑄鐵。4.蠕墨鑄鐵蠕墨鑄鐵的牌號由RuT和一組數(shù)字組成。例如：RuT300，RuT表示蠕墨鑄鐵，抗拉強度為300Mpa的蠕墨鑄鐵。5.合金鑄鐵合金鑄鐵是指在普通鑄鐵中加入合金元素而具有特殊性能的鑄鐵。通常加入的合金元素有硅、錳、磷、鉻、鉬、銅、鋁等，可用于制造汽車汽缸體零件，如圖1-11所示。圖1-11汽車氣缸體學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能3.知識準(zhǔn)備五、有色金屬及其合金除鋼鐵材料以外的其它金屬材料統(tǒng)稱為有色金屬。有色金屬在汽車和其他大部分機械設(shè)備中使用量并不多，但是往往應(yīng)用在對材料性能有特殊要求的地方，對設(shè)備的總體性能有很大影響。常用的有色金屬有銅和銅合金；鋁和鋁合金；鉛、錫、鋅和它們的合金；鈦和鈦合金以及滑動軸承合金等種類。學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能3.知識準(zhǔn)備五、有色金屬及其合金1.純鋁鋁在地球上的儲量居金屬元素之首，其年產(chǎn)量居有色金屬之冠。純鋁呈銀白色，密度只有2.72g/cm3，為鋼鐵的1/3，熔點660℃，基本無磁性。鋁具有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，僅次于銀、銅、金，位于第四。強度低，塑性好?？勾髿飧g性好，但不耐酸、堿、鹽的腐蝕。工業(yè)純鋁的純度為98%~99.7%，牌號有：1070A、1060、1050A、1035等、牌號數(shù)字越大，表示雜質(zhì)的含量越高，純度越低。根據(jù)純鋁的特點，其主要用途是代替較為貴重的銅合金制作電線，配置各種鋁合金，以及制作一些質(zhì)輕、導(dǎo)熱或耐大氣腐蝕而強度要求不高的器具。在汽車上，純鋁主要用于制作空氣壓縮機墊圈，排氣閥墊片（見圖1-12）、汽車銘牌等。鋁、銅及其合金圖1-12汽車排氣門墊片學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能3.知識準(zhǔn)備五、有色金屬及其合金2.鋁合金（1）鋁合金的分類。純鋁的強度低，若在鋁中加入硅、銅、鎂、錳等合金元素，就可獲得較高強度的鋁合金，此外，還可以通過冷變形加工、熱處理等方法對鋁合金進一步強化，同時保持其密度小，比強度高和導(dǎo)熱性好的特性，使之適宜制造各種機械零件。根據(jù)鋁合金的成分、生產(chǎn)工藝特點，鋁合金可分為變形鋁合金和鑄造鋁合金兩大類。變形鋁合金其塑性很好，宜進行壓力加工，故稱變形鋁合金。鑄造鋁合金由于流動性好，宜于鑄造加工，故稱鑄造鋁合金。（2）變形鋁合金。變形鋁合金包括防銹鋁合金、硬質(zhì)合金、超硬鋁合金及鍛鋁合金，常用牌號：防銹鋁合金有5A05、3A21；硬質(zhì)合金有2A01、2A11；超硬鋁合金有7A04A；鍛鋁合金有2A50、2A70。鍛鋁合金2A70用來制造內(nèi)燃機活塞和在高溫下工作的復(fù)雜鍛件、板材、結(jié)構(gòu)件。鋁、銅及其合金學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能3.知識準(zhǔn)備五、有色金屬及其合金（3）鑄造鋁合金。鑄造鋁合金的力學(xué)性能雖然不如變形鋁合金，但其具有優(yōu)良的鑄造工藝性，可進行各種成形鑄造，生產(chǎn)形狀復(fù)雜的鑄件。它的牌號由字母“ZL”表示鑄鋁，ZL后面的第一個數(shù)字1、2、3、4分別表示鋁硅、鋁銅、鋁鎂、鋁鋅，后面第二、第三兩個數(shù)字表示順序號。例如，ZAlSi5Cu1Mg-ZL105，（ZAlSi5Cu1Mg表示號牌，ZL105表示代號）表示05號鋁硅系鑄造鋁合金，用于風(fēng)冷發(fā)動機的汽缸頭、機匣、油泵殼體；ZAlCu5Mn-ZL201，表示01號鋁銅系鑄造鋁合金，用于內(nèi)燃機汽缸頭、活塞（圖1-13）；ZAlMg10-ZL301，表示01號鋁鎂系鑄造鋁合金，用于雷達底座、飛機螺旋槳，也可作裝飾材料；ZAlZn11Si7-ZL401，表示01號鋁鋅系鑄造鋁合金，用于制造結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜的汽車、飛機零件。鋁、銅及其合金圖1-13汽車活塞學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能3.知識準(zhǔn)備五、有色金屬及其合金3.銅和銅合金銅和銅合金是歷史上應(yīng)用最早的金屬，具有良好的耐蝕性和導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能，銅合金還有較高的力學(xué)性能。（1）工業(yè)純銅。工業(yè)純銅俗稱紫銅。工業(yè)純銅具有很好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能；耐大氣腐蝕；強度和硬度較低，塑性非常好，可以拉拔成φ0.02的極細(xì)銅絲。工業(yè)純銅有四個牌號，即T1、T2、T3和T4。其中，T1的純度最高，T4的純度最低。T1、T2主要用于導(dǎo)電材料，T3、T4則主要用于導(dǎo)熱材料或需要利用它良好塑性的零件。工業(yè)純銅中溶解有微量氧，用于焊接結(jié)構(gòu)時容易發(fā)生焊接裂紋；用于真空器件時，會降低器件內(nèi)真空度。鋁、銅及其合金學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能3.知識準(zhǔn)備五、有色金屬及其合金（2）黃銅黃銅是以鋅為主要合金元素的銅合金。①普通黃銅：主加鋅的銅合金稱為黃銅。普通黃銅中除了鋅不加入其他合金元素；加入其他合金元素的黃銅稱為特殊黃銅。普通黃銅中的含鋅量在70%以下時，抗拉強度和塑性隨著含鋅量提高而同步提高，含鋅量在70%～72%時黃銅的塑性達到最大值；繼續(xù)提高黃銅的含鋅量，抗拉強度繼續(xù)提高，而塑性開始下降，含鋅量達到40%左右時強度達到最大值；再繼續(xù)提高含鋅量，抗拉強度和塑性同時下降，作為機械零件材料已經(jīng)沒有應(yīng)用價值。鋁、銅及其合金學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能3.知識準(zhǔn)備五、有色金屬及其合金普通黃銅的牌號由兩部分組成，前面是大寫字母“H”，后面跟一個數(shù)字，表示該黃銅的含銅量百分?jǐn)?shù)，含鋅量百分?jǐn)?shù)可以用100減去含銅量百分?jǐn)?shù)得到。例如，H72，該牌號表示是普通黃銅，含銅量72%左右，或者含鋅量28%左右。普通黃銅的力學(xué)性能比工業(yè)純銅好，耐蝕性也比較好；導(dǎo)電、導(dǎo)熱性仍然比較好。所以它廣泛用于要求具有較好導(dǎo)電、導(dǎo)熱性，耐大氣腐蝕的機械零件、冷凝器或者電子、電氣設(shè)備的連接件，如汽車軸套（圖1-14）。

鋁、銅及其合金圖１-１４汽車軸套學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能3.知識準(zhǔn)備五、有色金屬及其合金常用的普通黃銅可以分為三類。a.金色黃銅：含鋅量在20以下。具有漂亮的金黃色澤，常用于裝飾件。如HT80。b.七三黃銅：含鋅量約為30%。具有最好的塑性和一定強度，常用于冷沖壓件。由于槍彈、炮彈的彈殼常用它制造，所以又稱彈殼黃銅。如H68、H72。c.六四黃銅：含鋅量約為40%。是強度最高的普通黃銅。常用于導(dǎo)電、耐蝕機械零件。如H62和特殊黃銅HPb59-1（含鋅量為40%，含1%左右的鉛，切削加工性特別好，又稱快削黃銅）。（2）特殊黃銅：普通黃銅的基礎(chǔ)上再加入少量其它合金元素而得到的銅合金稱為特殊黃銅。例如：鋁黃銅——HAl59-3-2；鉛黃銅——HPb59-1；硅黃銅——HSi80-3；錳黃銅——HMn58-2；錫黃銅——HSn90-1。（3）鑄造黃銅：將上述黃銅合金熔化后澆鑄到鑄型中去而獲得零件毛坯的材料稱為鑄造黃銅，牌號有：ZcuZn38、ZCuZn31Al2、ZCu40Mn2、ZCuZn16Si4。鋁、銅及其合金學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能3.知識準(zhǔn)備五、有色金屬及其合金（3）青銅。主加鋅的銅合金叫做黃銅；而主加鎳的銅合金叫做白銅，白銅常用于電子和電工線路中，也用于裝飾件上；主加除鋅和鎳以外合金元素的銅合金則稱為青銅。所以，青銅是一個大家族，有錫青銅、鋁青銅、硅青銅、鈹青銅和鈦青銅等。汽車和一般機械設(shè)備中最常用的是錫青銅和鋁青銅。①錫青銅：顧名思義錫青銅就是主加錫的銅合金。錫青銅是一種有幾千年歷史的古老金屬材料。例如，QSn4-3：含錫量為4%，含鋅量為3%，其余為銅的錫青銅。鑄造錫青銅按鑄造有色金屬合金的牌號表示，如：ZCuSn5Pb5Zn5、ZCuSn10Pb5、ZCuSn10Zn2。鋁、銅及其合金學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能3.知識準(zhǔn)備五、有色金屬及其合金②特殊青銅：由于錫青銅價格較昂貴，力學(xué)性能不太高。常用鋁青銅（見圖1-15）、鉛青銅、鈹青銅。鋁青銅――ZCuAl10Fe3，具有與鋼相比的強度，用于制造齒輪、摩擦片、渦輪等。鈹青銅――QBe2，是具有良好的綜合力學(xué)性能的合金。價格昂貴，使用受到限制。鋁、銅及其合金圖1-15鉛青銅齒輪學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能3.知識準(zhǔn)備五、有色金屬及其合金鎂合金是以鎂為基礎(chǔ)加入其他元素組成的合金。其特點是：密度?。?.8g/cm3左右），比強度高，彈性模量大，散熱好，消振性好，承受沖擊載荷能力比鋁合金大，耐有機物和堿的腐蝕性能好。鎂合金主要合金元素有鋁、鋅、錳、鎘等。目前，使用最廣的是鎂鋁合金，其次是鎂錳合金和鎂鋅鋯合金，主要用于航空、航天、運輸、化工、火箭等工業(yè)部門。在實用金屬中，鎂是最輕的金屬，鎂的密度大約是鋁的2/3，是鐵的1/4。采用鎂合金制造汽車零件是輕量化的又一途徑，盡管目前鎂的價格較高，在汽車上應(yīng)用較少，但一直為汽車行業(yè)所關(guān)注，是汽車行業(yè)很有潛力的輕合金。目前，鎂合金在汽車上的應(yīng)用零部件可歸納為兩類。鎂合金學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能3.知識準(zhǔn)備五、有色金屬及其合金（1）殼體類。如飛輪殼體、閥蓋、儀表板、變速器體、曲軸箱、發(fā)動機前蓋、氣缸蓋（圖1-16）、空調(diào)機外殼等。（2）支架類。如轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向支架、制動支架、座椅框架、車鏡支架、分配支架等。根據(jù)有關(guān)研究，汽車所用燃料的60%是消耗于汽車自重，汽車自重每減輕10%，其燃油效率可提高5%以上；汽車自重每降低100kg，每百公里油耗可減少0.7L左右，每節(jié)約1L燃料可減少CO2排放2.5g，年排放量減少30%以上。所以，減輕汽車質(zhì)量對環(huán)境和能源的影響非常大，汽車的輕量化成必然趨勢。鎂合金圖1-16鎂合金汽缸蓋圖學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能3.知識準(zhǔn)備五、有色金屬及其合金鈦是一種新型金屬，鈦的性能與所含碳、氮、氫、氧等雜質(zhì)含量有關(guān)。（鈦合金進、排氣門，如圖1-17所示。

（1）強度高鈦合金的密度一般在4.51g/cm3，僅為鋼的60%，純鈦的強度才接近普通鋼的強度，一些高強度鈦合金超過了許多合金結(jié)構(gòu)鋼的強度。因此鈦合金的比強度(強度/密度)遠(yuǎn)大于其他金屬結(jié)構(gòu)材料，可制出單位強度高、剛性好、質(zhì)輕的零部件。目前,飛機的發(fā)動機構(gòu)件、骨架、蒙皮、緊固件及起落架等都使用鈦合金。（2）熱強度高使用溫度比鋁合金高幾百度，在中等溫度下仍能保持所要求的強度,可在450～500℃的溫度下長期工作，鈦合金在150℃～500℃范圍內(nèi)仍有很高的比強度，而鋁合金在150℃時比強度明顯下降。鈦合金的工作溫度可達500℃，鋁合金則在200℃以下。鈦合金圖1-17鈦合金進、排氣門學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能3.知識準(zhǔn)備五、有色金屬及其合金（3）抗蝕性好鈦合金在潮濕的大氣和海水介質(zhì)中工作，其抗蝕性遠(yuǎn)優(yōu)于不銹鋼；對點蝕、酸蝕、應(yīng)力腐蝕的抵抗力特別強；對堿、氯化物、氯的有機物品、硝酸、硫酸等有優(yōu)良的抗腐蝕能力。但鈦對具有還原性氧及鉻鹽介質(zhì)的抗蝕性差。（4）低溫性能好鈦合金在低溫和超低溫下，仍能保持其力學(xué)性能。低溫性能好。如TA7,在－253℃下還能保持一定的塑性。因此，鈦合金也是一種重要的低溫結(jié)構(gòu)材料。鈦合金是航空航天工業(yè)中使用的一種新的重要結(jié)構(gòu)材料，密度、強度和使用溫度介于鋁和鋼之間，但比強度高并具有優(yōu)異的抗海水腐蝕性能和超低溫性能。鈦合金在航空發(fā)動機中的用量一般占結(jié)構(gòu)總重量的20%～30%，主要用于制造壓氣機部件，航天器主要利用鈦合金的高比強度，耐腐蝕和耐低溫性能來制造各種壓力容器、燃料貯箱、緊固件、儀器綁帶、構(gòu)架和火箭殼體。人造地球衛(wèi)星、登月艙、載人飛船和航天飛機也都使用鈦合金板材焊接件。鈦合金學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能4.任務(wù)實施一、任務(wù)準(zhǔn)備１.組織方式(１)場地設(shè)施：智慧教室。(２)工具：紙、筆、工作頁。(３)實施方式：將學(xué)生６~８人分為一組進行分組討論。每組派出代表進行匯報，教師指導(dǎo)點評。２.操作要求(１)指導(dǎo)教師嚴(yán)格限制討論時間，小組分工要明確。(２)分析和表述問題邏輯清晰。(３)遵守秩序，注意安全。學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能4.任務(wù)實施二、操作步驟(１)為圖1-18中所展示的零件選擇合適的材料。(２)描述汽車常見的金屬材料，要求語言表達熱情、真誠、流暢。學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能4.任務(wù)實施三、任務(wù)測評任務(wù)測評表見表１-９。表1-9

任務(wù)測評表學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能5.任務(wù)小結(jié)（1）熱處理指將固態(tài)金屬或合金在一定介質(zhì)中加熱、保溫和冷卻，以改變材料整體或表面組織，從而獲得所屬性能的工藝。（2）退火指金屬零件加熱后經(jīng)過足夠時間的保溫，然后緩慢冷卻的熱處理工藝。（3）鋼制毛坯加熱到上臨界溫度以上某一溫度，再保溫后在空氣中冷卻的熱處理工藝，稱為正火。（4）鋼制零件加熱到臨界溫度以上，保溫后快速冷卻(大于臨界冷卻速度)的工藝稱為淬火。淬火介質(zhì)：鹽水（堿水）、油或雙液淬火。（5）淬火鋼重新加熱到臨界溫度以下某一溫度并保溫一段時間的工藝叫做回火。（6）碳鋼又稱碳素鋼，因其冶煉方便、加工容易、價格便宜、性能可以滿足一般工程使用要求，所以是制造各種機器零件、工程結(jié)構(gòu)和量具、刀具等最主要的材料。（7）碳鋼的分類方法很多，常用的分類方法有以下幾種。①按碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)分：低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼。②按鋼的質(zhì)量等級分：普通鋼、優(yōu)質(zhì)鋼、高級優(yōu)質(zhì)鋼、特級優(yōu)質(zhì)鋼。③按用途分：碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼。學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能5.任務(wù)小結(jié)1.熱處理指將固態(tài)金屬或合金在一定介質(zhì)中加熱、保溫和冷卻，以改變材料整體或表面組織，從而獲得所屬性能的工藝。2.退火指金屬零件加熱后經(jīng)過足夠時間的保溫，然后緩慢冷卻的熱處理工藝。3.鋼制毛坯加熱到上臨界溫度以上某一溫度，再保溫后在空氣中冷卻的熱處理工藝，稱為正火。4.鋼制零件加熱到臨界溫度以上，保溫后快速冷卻(大于臨界冷卻速度)的工藝稱為淬火。淬火介質(zhì)：鹽水（堿水）、油或雙液淬火。5.淬火鋼重新加熱到臨界溫度以下某一溫度并保溫一段時間的工藝叫做回火。6.碳鋼又稱碳素鋼，因其冶煉方便、加工容易、價格便宜、性能可以滿足一般工程使用要求，所以是制造各種機器零件、工程結(jié)構(gòu)和量具、刀具等最主要的材料。7.碳鋼的分類方法很多，常用的分類方法有以下幾種。①按碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)分：低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼。②按鋼的質(zhì)量等級分：普通鋼、優(yōu)質(zhì)鋼、高級優(yōu)質(zhì)鋼、特級優(yōu)質(zhì)鋼。③按用途分：碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼。學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能5.任務(wù)小結(jié)8.合金鋼指在碳鋼的基礎(chǔ)上，有意識地加入一些合金元素后而得到的鋼種，常用的合金元素有Si、Mn、Cr、Ni等。9.合金鋼按用途分，可以分為合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼和特殊性能鋼三大類；按合金元素分，可以分為低合金鋼、中合金鋼和高合金鋼。10.鑄鐵的種類很多，常用的有白口鑄鐵、灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵和合金鑄鐵幾種。11.除鋼鐵材料以外的其它金屬材料統(tǒng)稱為有色金屬。常用的有色金屬有銅和銅合金、鋁和鋁合金、鎂合金、鈦和鈦合金以及滑動軸承合金等種類。12.純鋁牌號有1070A、1060、1050A、1035等。牌號數(shù)字越大，表示雜質(zhì)的含量越高，純度越低。13.銅和銅合金是歷史上應(yīng)用最早的金屬，具有良好的耐蝕性和導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能，銅合金還有較高的力學(xué)性能。14.黃銅：以鋅為主要添加元素的銅合金；白銅：主加鎳的銅合金；青銅：主加除鋅和鎳以外合金元素的銅合金。所以，青銅是一個大家族。學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能6.習(xí)題一、判斷題１.硅、錳在碳素鋼中是有益元素，適當(dāng)增加其含量，均能提高鋼的強度。()２.碳素結(jié)構(gòu)鋼都是優(yōu)質(zhì)碳素鋼。()３.除含鐵、碳外，還含有其他元素的鋼就是合金鋼。()４.合金鋼不經(jīng)過熱處理，其機械性能比碳鋼提高不多。()５.GCr15是滾動軸承鋼.()６.黃銅是銅鋅合金，青銅是銅錫合金。()７.純銅具有很高的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，也有優(yōu)良的塑性，強度不高，不宜作承受載荷的汽車零件。()８.碳素工具鋼用于制造刀刃、量具和模具，碳含量在0.7％~1.35５％之間。()學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能6.習(xí)題二、選擇題１.鋼的雜質(zhì)中，有益元素是()。Ａ.硫和磷Ｂ.硫和錳Ｃ.錳和硅Ｄ.磷和硅２.中碳鋼的碳含量()。Ａ.一般不高于1.3％Ｂ.介于0.25％~0.6％之間Ｃ.低于０.２５％Ｄ.高于０.６％３.金屬材料的力學(xué)性能并不包括()。Ａ.強度、硬度

Ｂ.塑性、韌性Ｃ.密度、熔點

Ｄ.疲勞強度４.使鋼產(chǎn)生冷脆性的元素是()。Ａ.硫Ｂ.磷Ｃ.錳Ｄ.硅５.普通鋼、優(yōu)質(zhì)鋼和高級優(yōu)質(zhì)鋼分類的依據(jù)是()含量的高低。Ａ.磷和硫Ｂ.硫和錳Ｃ.錳和硅Ｄ.磷和硅６.汽車上鑄造鋁合金最常見的是用于()類零件。Ａ.軸Ｂ.殼體Ｃ.盤Ｄ.叉架７.牌號45的鋼，屬于()。Ａ.低碳鋼Ｂ.中碳鋼Ｃ.高碳鋼Ｄ.合金鋼８.汽車車身覆蓋件的材料通常是()。Ａ.低碳鋼Ｂ.中碳鋼Ｃ.高碳鋼Ｄ.多碳鋼學(xué)習(xí)任務(wù)2認(rèn)知金屬性能6.習(xí)題三、簡答與連線題１.碳鋼如何分類?2.解釋下列材料牌號的意義（1）45。（2）T8A。（3）HT200。（4）60SiMn2.（5）20。（6）Q235。（7）20CrMnTi。（8）0Cr18Ni9Ti。３.請選擇合適材料連線。汽缸蓋20Cr連桿

４Cr10Si2Mo排氣門

ＨT200懸架彈簧

ＺL110活塞銷45活塞

50CrVA４.有色金屬與黑色金屬相比較，具有哪些優(yōu)良的性能?汽車上常用的有色金屬是哪幾種?５.黃銅、白銅、青銅分別如何定義?學(xué)習(xí)任務(wù)3認(rèn)知非金屬材料非金屬材料如橡膠、塑料、玻璃等?具有成本低、質(zhì)量輕、經(jīng)濟效益好、安全性高、噪聲低等優(yōu)點，是很多金屬材料所不及的。那么，汽車上都采用了哪些非金屬材料?這些材料又有哪些獨特的性能呢?1.任務(wù)描述學(xué)習(xí)任務(wù)3認(rèn)知非金屬材料１.能描述非金屬材料在日常生活中的應(yīng)用。２.能描述非金屬材料在汽車上的應(yīng)用。３.能分析汽車保險杠的材料。４.能自覺弘揚勞動精神、奮斗精神、奉獻精神。2.任務(wù)目標(biāo)??學(xué)時:2學(xué)時學(xué)習(xí)任務(wù)3認(rèn)知非金屬材料3.知識準(zhǔn)備一、塑料塑料是具有可塑性的材料，是以天然或合成樹脂為基礎(chǔ)制成的材料，是在一定的溫度和壓力下可塑制成型并在常溫下保持其形狀不變的高分子材料。１.塑料的組成合成樹脂是塑料的主要組成物，是塑料的基本材料，決定塑料的類型和基本性能，在塑料中起黏結(jié)作用。為了改善或彌補塑料的性能(物理性能、化學(xué)性能、力學(xué)性能或工藝性能)，還特別加入了添加劑，主要常用的有填料或增強物料、固化劑、增塑劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、發(fā)泡劑、著色劑等。２.塑料的性質(zhì)塑料的密度小，質(zhì)量輕，耐腐蝕性好，電絕緣性好，減摩、耐磨性好，消聲、吸振動和隔熱性能好，具有良好的工藝性能。塑料的不足之處是強度和硬度低、耐熱性差、膨脹系數(shù)大（比金屬大）、受熱易變形、易老化、易蠕變、尺寸不穩(wěn)定等。學(xué)習(xí)任務(wù)3認(rèn)知非金屬材料3.知識準(zhǔn)備一、塑料３.塑料的分類（1）按理化特性分類根據(jù)各種塑料不同的理化特性，可分為熱塑性塑料和熱固性塑料。①熱塑性塑料。由可以多次反復(fù)加熱仍有可塑性的合成樹脂制成的塑料，即加熱時材料會軟化并熔融，可塑造成型，冷卻后即成型并保持既得形狀，并具有重復(fù)性。熱塑性塑料的優(yōu)點是加工成型簡便，具有較高的力學(xué)性能；缺點是耐熱性和剛性較差。②熱固性塑料。一次加熱變軟并固化成型后將不再用加熱而熔融也不溶解的塑料。即初加熱時軟化，可塑造成型，但固化后再加熱時將不再軟化，也不溶于溶劑（如果加熱溫度過高，只能碳化）。熱固性塑料的優(yōu)點是耐熱性高，受壓后不易變形；缺點是力學(xué)性能（機械強度）不好。通常采用加入填料（纖維復(fù)合材料）來提高強度。學(xué)習(xí)任務(wù)3認(rèn)知非金屬材料3.知識準(zhǔn)備一、塑料（2）按使用性能分類按使用性能分類，塑料可分為通用塑料、工程塑料和特種塑料。(１)通用塑料，指產(chǎn)量大、價格低、應(yīng)用范圍廣的常用塑料。主要有聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等，它們的產(chǎn)量占全部塑料產(chǎn)量的75%~80%。(２)工程塑料，指機械強度好（力學(xué)性能好，尺寸穩(wěn)定性好，在較高溫度下使用），能做工程材料和代替金屬制造各種機械設(shè)備或工程結(jié)構(gòu)零部件的塑料。主要有聚碳酸酯（PC）、ABS樹脂等，它們主要用作結(jié)構(gòu)材料。目前通用塑料經(jīng)改性和增強，也可制成工程構(gòu)件。這樣就很難從定義上區(qū)分通用塑料和工程塑料的界限了。(３)特種塑料，指具有特殊功能和特殊用途（及獨特性能，價格高，產(chǎn)量少，應(yīng)用范圍窄）的塑料，并包括為某一專用途通過改性而制得的塑（耐熱，導(dǎo)電，導(dǎo)磁，高耐腐蝕性，高電絕塑料零件在汽車上的應(yīng)用緣性等）。主要有氟塑料、硅樹脂等。學(xué)習(xí)任務(wù)3認(rèn)知非金屬材料3.知識準(zhǔn)備一、塑料４.塑料在汽車上的應(yīng)用