模塊四汽車用金屬材料課題一金屬材料的性能評價匯報人姓名匯報日期一、金屬的物理性能和化學(xué)性能1、物理性能：物理性能——是指金屬材料在各種物理條件作用下所表現(xiàn)出來的性能。它主要包括密度、熔點、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、熱膨脹性和磁性等。（1）密度——物質(zhì)單位體積的質(zhì)量。用符號“ρ”表示，其單位是：Kg/立方米。金屬材料在體積相同的情況下，密度越大，其質(zhì)量也越大。

（2）熔點——是指金屬從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)的最低溫度，各種金屬的熔點表4-1。熔點低的金屬，易于鑄造和焊接。（3）導(dǎo)熱性——是指金屬材料傳遞熱量的性能。

（4）導(dǎo)電性——是指金屬材料傳導(dǎo)電流的性能。

（5）熱膨脹性——是指金屬材料在受熱時體積增大，冷卻時體積縮小的性能。（6）磁性——是指金屬材料的導(dǎo)磁性能。2、化學(xué)性能：金屬材料化學(xué)性能是指金屬抵抗化學(xué)介質(zhì)侵蝕的能力，它包括耐腐蝕性和抗氧化性。（1）耐腐蝕性——是指金屬材料在常溫下抵抗大氣、水蒸氣、酸、堿等化學(xué)介質(zhì)腐蝕的能力。（2）抗氧化性——是指金屬材料在高溫下抵抗氧化作用的能力。二、金屬的力學(xué)性能力學(xué)性能——是指金屬材料在外力作用下所表現(xiàn)出來的性能。載荷的種類:根據(jù)外力作用性質(zhì)分這為靜載荷、沖擊載荷和交變載荷三種。

根據(jù)作用力的作用形式分為：拉伸載荷（常用在拉鉤、繩子、螺栓等的表示）壓縮載荷（常用在活塞、連桿等的表示）彎曲載荷（常用在曲軸、搖臂等的表示）剪切載荷（常用于銷軸類零件等的表示）扭轉(zhuǎn)載荷（常用于曲軸等旋轉(zhuǎn)類零件的表示）1、強度強度——是指在外力（載荷）作用下，金屬材料抵抗永久變形和斷裂的能力，強度通常用應(yīng)力表示。（1）應(yīng)力——是指材料單位橫截面積上所產(chǎn)生的抵抗力。符號σ，單位為Pa。（2）抗拉強度——是指金屬材料在被拉斷前所能承受的最大應(yīng)力，它是通過拉伸使用測定的。

（3）拉伸試驗——是將材料在拉伸機上用靜載對標準試樣軸向拉伸，使試樣產(chǎn)生變形，直至拉斷的試驗過程。（4）屈服強度——金屬材料開始產(chǎn)生宏觀塑性變形時的應(yīng)力。2、塑性塑性是指金屬材料在載荷作用下產(chǎn)生塑性變形而不斷的能力。塑性是在拉斷實驗測定的。常用伸長率和斷面收縮率來表示。

3、硬度硬度——是指材料表面抵抗局部塑性變形、壓痕或是劃痕的能力。用符號HB表示。它是衡量材料軟硬的依據(jù)。材料硬度越高，其耐磨性越好。4、韌性韌性——是指金屬材料抵抗沖擊載荷作用而不被破壞的能力。5、疲勞強度交變應(yīng)力容易使零件產(chǎn)生疲勞斷裂。這種疲勞斷裂不會產(chǎn)生明顯的塑性變形，是突然發(fā)生的，具有很大危險性。實際中機械零件大約80%以上是疲勞造成的。三、金屬的工藝性能金屬的工藝性質(zhì)主要包括以下幾種：

1、鑄造性能——是指材料應(yīng)用鑄造方法獲得優(yōu)良鑄件的能力。金屬的材料好，收縮率大，易于鑄造。

2、壓力加工性能——是指材料在冷、熱狀態(tài)下，利用壓力加工方法成型或變形的難易程度。材料的塑性好，易加工。3、焊接性能——指金屬材料通過加熱或加熱和加壓焊接方法，把兩個或兩個以上金屬材料焊接到一起，接口處能滿足使用目的的特性。

4、熱處理性能——是指材料適應(yīng)各種熱處理的能力。5、切削加工性能——是指材料是否易于被各種刀具切削的能力。

6、冷彎性能——是指金屬材料在常溫下能承受彎曲而不破裂性能。彎曲程度一般用彎曲角度α（外角）或彎心直徑d對材料厚度a的比值表示，a愈大或d/a愈小，則材料的冷彎性愈好。7、沖壓性能——金屬材料承受沖壓變形加工而不破裂的能力。在常溫進行沖壓叫冷沖壓。

8、鍛造性能——金屬材料在鍛壓加工中能承受塑性變形而不破裂的能力課題二鑄鐵、碳鋼、合金鋼模塊四汽車用金屬材料匯報人姓名匯報日期課題二鑄鐵、碳鋼、合金鋼

鋼鐵材料是金屬材料中應(yīng)用最為廣泛的一種，鋼鐵材料主要包括鑄鐵、碳鋼和合金鋼。

鑄鐵—是指碳的質(zhì)量分數(shù)為2.11%~6.69%的鐵碳合金。1、鑄鐵的特性鑄鐵中由于存在強度極低的石墨，致使鑄鐵的強度、塑性、韌性較差，不能進行鍛造。但因鑄鐵的含碳量高，熔點低，流動性好，而且鑄造收縮率小，其鑄造性能好。

一、鑄鐵2、常用鑄鐵的種類（1）根據(jù)碳在鑄鐵中存在的形式不同，鑄鐵分為：①灰口鑄鐵—碳全部或大部分以片狀石墨形式存在的鑄鐵，斷口呈暗灰色。②白口鑄鐵—碳除極少量固溶于鐵素體外，其余部分皆以滲碳體形式存在，斷口呈銀白色。③麻口鑄鐵—碳一部分以滲碳體形式存在；另一部分以石墨形式存在的鑄鐵，斷口呈灰白色相間。（2）根據(jù)鑄鐵中石墨形態(tài)，鑄鐵可分為：①灰鑄鐵—石墨以片狀形式存在.②球墨鑄鐵—鐵液經(jīng)過球化處理使石墨呈球狀的鑄鐵。③蠕墨鑄鐵—石墨像蠕蟲狀的鑄鐵。④可鍛鑄鐵—由白口鑄鐵經(jīng)過可鍛化退火，使石墨呈團絮狀的鑄鐵。（3）根據(jù)鑄鐵中的化學(xué)成分，鑄鐵可分為：①普通鑄鐵—由鐵、碳和硅、錳、硫、磷和其他元素組成的鑄鐵合金。②合金鑄鐵—在普通鑄鐵的基礎(chǔ)上，加入鉻、鋁、釩、銅、鋁等合金元素，或提高硅、錳、磷等元素的含量而制成的鑄鐵。合金鑄鐵具有更好的力學(xué)性能或特殊性能。如耐熱性、耐磨性、耐蝕性等。二、碳鋼的分類及常用的碳鋼鋼按化學(xué)成分可分為碳素鋼（常簡稱為碳鋼）和合金鋼。

碳鋼定義：含碳量（碳的質(zhì)量分數(shù)）小于2.11%的鐵碳合金。

1、碳鋼的分類（1）按含碳量分類：低碳鋼---含碳量≤0.25%

中碳鋼---含碳量0.25%～0.60%

高碳鋼---含碳量≥0.60%(2)按等級分類普通碳鋼---硫含量≤0.035％～0.050％，磷含量≤0.035％～0.045％；優(yōu)質(zhì)碳鋼---硫、磷含量均≤0.035％～0.040％；高級優(yōu)質(zhì)碳鋼---硫含量≤0.02％~0.03％，磷含量≤0.025％～0.035％；特級優(yōu)質(zhì)碳鋼---硫含量≤0.015％，磷含量≤0.025％。（3）按用途分類碳素結(jié)構(gòu)鋼：用于制造各種機械零件和工程結(jié)構(gòu)件，多為低碳鋼和中碳鋼。碳素工具鋼：用于制造各種刀具、量具和模具，多為高碳鋼。特殊性能鋼：指具有某種特殊的化學(xué)或物理性能的鋼，如不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼等。（4）按冶煉方法分類可分為平爐鋼，轉(zhuǎn)爐剛和電爐鋼。（5）按煉鋼的脫氧程度分類可分為沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼和半鎮(zhèn)靜鋼。2、汽車常用碳鋼（1）碳素結(jié)構(gòu)鋼普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號用“Q+數(shù)字”表示，“Q”為屈服點“屈”字的漢語拼音，數(shù)字表示屈服強度的數(shù)值。A、B、C、D表示鋼材質(zhì)量等級。若牌號后面標注字母“F”則為沸騰鋼，“b”為半鎮(zhèn)靜鋼，不標注則為鎮(zhèn)靜鋼，“TZ”為特殊鎮(zhèn)靜鋼

（2）優(yōu)質(zhì)碳素鋼與碳素結(jié)構(gòu)鋼相比，所含磷、硫等雜質(zhì)較少，其磷、硫含量不太于0．035％，一般都是在熱處理后使用。根據(jù)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼含碳量的不同，分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼。

（3）鑄鋼鑄鋼的含碳量一般在0．20％～0．60％之間。

鑄鋼牌號由“ZG”和兩組數(shù)字組成，其中“ZG”為鑄鋼的代號，代號后面的兩組數(shù)字分別表示屈服強度和抗拉強度。

在碳鋼中加入某些元素，從而改善鋼的性能，這就產(chǎn)生了合金鋼。加入的元素成為合金元素。

三、合金鋼的分類及應(yīng)用

1、合金鋼的分類（1）按用途分類：合金結(jié)構(gòu)鋼：用來制造各種零件和構(gòu)件的合金鋼；合金工具鋼：用于制造各種工具的合金鋼；特殊性能鋼：具有某些特殊的物理、化學(xué)性能的合金鋼稱為特殊性能合金鋼(簡稱特殊性能鋼或特殊鋼)。

（2）按合金元素的含量分類：低合金鋼----合金元素總含量小于5%

中合金鋼----合金元素總含量5%--10%

高合金鋼----合金元素總含量大于10%2、合金鋼在汽車上的應(yīng)用（1）低合金結(jié)構(gòu)鋼碳的質(zhì)量分數(shù)為0.1%~0.25%，合金元素總量一般不大于3％；（2）合金滲碳鋼碳質(zhì)量分數(shù)為0.1%--0.25%，提高零件抗沖擊載荷的能力，使得工件在滲碳后可直接淬火，還能提高耐磨性。（3）合金調(diào)質(zhì)鋼碳質(zhì)量分數(shù)為0.25%--0.5%

通過加入的合金元素使得合金調(diào)質(zhì)鋼的熱處理工藝性提高，并具有強化作用。（4）合金彈簧鋼碳質(zhì)量分數(shù)為0.46%--0.70%

（5）滾動軸承鋼碳質(zhì)量分數(shù)為0.4%--1.65%

用途：制造滾動軸承的滾動體和內(nèi)外圈的專用鋼。課題三各種有色金屬及合金模塊四汽車用金屬材料匯報人姓名匯報日期鋁的密度為2.7g/cm3，總量是鋼、銅、黃銅的三分之一。汽車發(fā)動機的重要零件活塞，就是由鋁合金制造的。一、鋁和鋁合金鋁及鋁合金的特性：密度小、耐腐蝕性好、加工性好、能進行表面處理、導(dǎo)熱（電）性能好，強度高、低溫性能好、反射性強、無磁性、無毒、容易再生等。1、純鋁

（1）純鋁的優(yōu)點①密度小。②塑性好。③易吸收沖擊能，減振性好。④導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性好。⑤純鋁的價格低于純銅。⑥抗大氣腐蝕的能力很強。（2）純鋁的缺點①純鋁的強度和硬度低。②熔點低。③焊接性較差。④價格明顯高于鋼鐵材料。2、鋁合金

純鋁因強度低，切削加工性差、可焊性差特點，在汽車工業(yè)中使用較少，鋁合金已成

為重要的汽車材料之一。鋁合金按加工特點和化學(xué)成分的不同分變形鋁合金和鑄造鋁合金兩類。（1）鑄造鋁合金材料

材料特點：鑄造鋁合金是在鋁中添加其他金屬或非金屬元素所熔制的合金。借助合金化作用，使鋁合金具有良好得綜合性能。鋁合金可采用多種鑄造工藝方法生產(chǎn)零件，選用鑄件得主要目的通常不是追求力學(xué)性能，而是為了降低生產(chǎn)零件的成本。（2）變形鋁合金(壓力加工鋁合金)

是指采用壓力加工法制成的各種型材或鍛件的鋁合金。按照性能和用途可分為防繡鋁、工業(yè)純鋁、硬鋁、超硬鋁、鍛鋁和特殊鋁。

純銅的顏色呈紅紫色，銅的最大特點在于具有很好的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性，還有良好的耐蝕性和耐磨性。銅合金則可以大大改善其性能，有些銅合金的價格還相對更低。銅合金按加入的元素，可分為黃銅、青銅和白銅。二、銅合金1、黃銅黃銅指銅鋅二元合金或銅鋅基礎(chǔ)上又加入其他元素的合金，前者稱普通黃銅(或稱鋅黃銅)后者稱特殊黃銅，都呈黃色。普通黃銅的代號由H(代表“黃”)加數(shù)字組成，數(shù)字表示其含銅百分之幾，例如H62表示含62％Cu和38％Zn的黃銅。

特殊黃銅中鋅以外的添加元素有鉛、錫。鋁、錳、鐵、硅等幾種，例如銅鋅鉛系，稱為鉛黃銅。而銅鋅錫系則稱為錫黃銅。例如HPb59-1表示含59％Cu和1％Pb的特殊黃銅，顯然余下的40％為鋅。

2、青銅以鎳為合金元素的銅合金稱為白銅，在轎車上極少使用。除黃銅和白銅外，其余所有銅合金統(tǒng)稱為青銅。

錫青銅適宜作彈性元件。錫的加人量都小于10％，否則會明顯降低銅的塑性。錫青銅和無錫青銅的代號都由Q(“青”)加主加元素化學(xué)符號再加各合金元素的含量組成，例如QSn4—4—2.5表示含4％Sn、4％Zn和2．5％Pb的錫青銅。

三、軸承合金軸承包括滑動軸承和滾動軸承兩大類?；瑒虞S承因工作平穩(wěn)能承受較大的壓力，在軸的旋轉(zhuǎn)速度很高和承受較重載荷的場合下，大多采用滑動軸承，因此，滑動軸承便是汽車上不可缺少的重要的零部件。軸承合金是用來制造滑動軸承的特定材料。軸承合金材料一般用于生產(chǎn)軸瓦、軸套和止推墊片等零件，

1、軸承合金分類及用途（1）錫基軸承合金（錫金巴氏合金）①組織：含錫量較高，可形成較為理想的組織。②優(yōu)點：具有較小的膨脹系數(shù)和良好的減磨系數(shù)和良好，而且具有良好的導(dǎo)熱性，耐蝕性和韌性。