汽車應(yīng)用材料第一章第1頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章本章導(dǎo)入

1.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。

材料科學(xué)簡介2.材料、能源、信息被稱為現(xiàn)代技術(shù)的三大支柱

3.材料是汽車工業(yè)的基礎(chǔ)。

第2頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月1.材料發(fā)展經(jīng)歷的幾個時代

◆石器◆青銅器◆鐵器◆鋼鐵、鋁合金◆復(fù)合材料、鈦鎂金屬、納米材料新石器時代的石制農(nóng)具司母戊鼎通高133厘米,橫長110厘米,寬78厘米,重875公斤.根據(jù)目前發(fā)掘的商代熔銅坩鍋,一次約能熔銅12.7公斤.鑄造司母戊這樣的大鼎,就需要七十多個坩鍋.如果一個坩鍋配備三至四人,就需要二、三百人同時操作。云版又叫“點(diǎn)”，是軍營中遇有急事敲打報警用的。此塊云版用生鐵鑄成，上下兩端勾卷如云，故名。材料科學(xué)簡介第3頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月2.材料在的現(xiàn)代科技中的地位

21世紀(jì)三大科技◆信息技術(shù)◆生物技術(shù)◆納米材料超微外觀大體結(jié)構(gòu)納米人工骨一張納米光盤將可記錄1000部電影

材料科學(xué)是其基礎(chǔ)◆能源技術(shù)第4頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章3.材料是汽車工業(yè)的基礎(chǔ)

汽車應(yīng)用材料包括了制造汽車各種零部件用的汽車工程材料，以及汽車在使用過程中使用的燃料和工作液等汽車運(yùn)行材料。

第5頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章一、汽車的主要構(gòu)成二、汽車應(yīng)用材料的組成三、汽車應(yīng)用材料張望四、該課程的性質(zhì)、任務(wù)和學(xué)習(xí)方法第一節(jié)汽車應(yīng)用材料概述第6頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章典型轎車構(gòu)造圖第7頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章一.汽車的結(jié)構(gòu)組成（三大部分）發(fā)動機(jī)：內(nèi)燃機(jī)（動力、原動部分）底盤：傳動系、轉(zhuǎn)向系、制動系、行駛系（傳動、控制部分）車身:（工作部分）第8頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章發(fā)動機(jī)底盤車身汽車結(jié)構(gòu)組成第9頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章

通常，一輛汽車由約3萬個零部件組裝而成。汽車上每個汽車零件的生產(chǎn)制造都涉及到材料問題。據(jù)統(tǒng)計，汽車上的零部件采用了4千余種不同的材料加工制造。從汽車的設(shè)計、選材、加工制造，到汽車的使用、維修和養(yǎng)護(hù)無一不涉及到材料。

二.汽車應(yīng)用材料的組成現(xiàn)代汽車要滿足:安全、舒適、自重輕、污染排放低、能耗小、價格低等要求.材料是首要考慮方面。

第10頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章1.汽車工程材料:(包括分類,性能,牌號,熱處理工藝及應(yīng)用)2.汽車運(yùn)行材料:二.汽車應(yīng)用材料的組成第11頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月

1.汽車工程材料的分類●金屬材料（純金屬及合金）◆黑色金屬（鋼鐵)◆有色金屬(Cu、Al、Ti、Mg…)◆有機(jī)高分子材料（主要成分Ｃ、Ｈ）——塑料、橡膠、合成纖維等◆無機(jī)材料——玻璃、水泥、陶瓷等●非金屬材料●復(fù)合材料——玻璃纖維增強(qiáng)塑料等第12頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章

以現(xiàn)代轎車用材為例，按照重量來換算，鋼材占汽車自重的55%-60%，鑄鐵占12%-5%，有色金屬占6%~10%，塑料占8%~12%，橡膠占4%，玻璃占3%，其他材料（油漆、各種液體等）占12%~6%。2.汽車材料的應(yīng)用第13頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章

車用汽油燃料輕柴油其它代用燃料

發(fā)動機(jī)油車輛齒輪油潤滑油液力傳動油液壓油潤滑脂制動液工作液減振器液發(fā)動機(jī)冷卻液制冷劑輪胎汽車運(yùn)行材料3.汽車運(yùn)行材料第14頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章三.汽車材料的展望汽車工業(yè)發(fā)展的方向:汽車輕量化和減少污染汽車材料總的發(fā)展趨勢是：

結(jié)構(gòu)材料中鋼鐵材料所占比例將逐步下降，有色金屬、陶瓷材料、復(fù)合材料、高分子材料等新型材料的用量有所上升。在性能可靠的條件下，將盡可能多地采用鋁合金、復(fù)合材料等輕型、新型材料取代鋼鐵材料。

第15頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月

幾種新興材料簡介1.鎂合金magnesium●密度低、比強(qiáng)度和比剛度較高。鎂鋁鈦鐵密度1.742.74.57.8●鎂、鋁合金和復(fù)合材料——汽車輕量化的材料——減少油耗鎂合金方向盤骨架鎂合金汽車輪轂鎂合金汽缸蓋

第16頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月2.形狀記憶合金應(yīng)用:豐田汽車的散熱器護(hù)攔活門.日產(chǎn)汽車?yán)鋮s風(fēng)扇離合器.第17頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月3.復(fù)合材料●玻璃纖維增強(qiáng)塑料（玻璃鋼）——比強(qiáng)度高、耐腐蝕.直升飛機(jī)的旋翼第18頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月4.納米材料●顆粒直徑0.l～100納米（原子、分子尺度）●具有卓越的性能和特殊功能，如：納米級銅不導(dǎo)電；納米冰柜可抑制細(xì)菌生長。5.其它材料●超導(dǎo)材料●貯氫材料●分離膜材料第19頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章認(rèn)識汽車工程材料性能特點(diǎn)及控制技術(shù)掌握汽車工程材料的類型、性能特點(diǎn)、牌號及應(yīng)用。了解新型材料應(yīng)用及發(fā)展趨勢四.本課程學(xué)習(xí)目的及要求第20頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章

抓好基本學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)注重理論知識的實(shí)際應(yīng)用總結(jié)歸納本課程學(xué)習(xí)方法第21頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章

第二節(jié)材料的性能

一.材料的力學(xué)性能二.材料的物理性能三.材料的化學(xué)性能四.材料的工藝性能第22頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章第二節(jié)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：是指零部件在正常使用條件下材料所表現(xiàn)出來的性能。主要包括力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能。工藝性能：是指材料在被制成各種零部件的過程中適應(yīng)加工的性能。對于金屬材料來講，工藝性能主要包括了鑄造性能、鍛造性能、焊接性能、切削加工性能和熱處理工藝性能。第23頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章一.材料的力學(xué)性能

材料的力學(xué)性能：是指材料在外加載荷作用下所表現(xiàn)出來的性能。包括強(qiáng)度、塑性、硬度、韌度、疲勞強(qiáng)度及斷裂韌度等；

力學(xué)性能指標(biāo)：用來表征材料力學(xué)性能的各種臨界值或規(guī)定值.可通過試驗(yàn)測定.第24頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章根據(jù)外加載荷的性質(zhì)，載荷分為：1、靜載荷2、沖擊載荷3、交變載荷。

金屬材料（受載）-變形,分：

彈性變形：載荷卸除后恢復(fù)原狀

塑性變形：載荷卸除后不能恢復(fù),也叫永久變形。(如圖)一.材料的力學(xué)性能

第25頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章拉壓實(shí)驗(yàn)—拉壓圖—應(yīng)力應(yīng)變圖—力學(xué)性能（指標(biāo)）

1)彈性：材料保持彈性變形的能力.（彈性模量，彈性極限）

2)強(qiáng)度：指材料抵抗破壞（塑性變形或斷裂）的能力。

3)塑性：指材料在斷裂前產(chǎn)生永久變形而不被破壞的能力。(一)材料的拉壓試驗(yàn)第26頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章1．拉伸試驗(yàn)

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《金屬材料拉伸試驗(yàn)》（GB228-2002）規(guī)定，將材料制成標(biāo)準(zhǔn)拉伸試樣，在試驗(yàn)機(jī)上加載拉伸至斷裂，得

拉伸圖：F--ΔL曲線；再作出

應(yīng)力-應(yīng)變圖，圖1-7為低碳鋼應(yīng)力-應(yīng)變曲線。(一)材料的拉壓試驗(yàn)第27頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章圖1-6低碳鋼的F--ΔL曲線

(一)材料的拉壓試驗(yàn)第28頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章圖1-7低碳鋼的σ-ε曲線(一)材料的拉壓試驗(yàn)第29頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章

塑性材料：斷裂前有明顯的塑性變形，稱為塑性斷裂,塑性斷裂的斷口呈“杯錐”狀。如低碳鋼。

脆性材料：在斷裂前未發(fā)生明顯的塑性變形，為脆性斷裂，斷口是平整的。如鑄鐵、玻璃等。

不同類型的材料，其σ-ε曲線有很大差異。反映出其所具有不同的抗拉性能特點(diǎn)。(一)材料的拉壓試驗(yàn)第30頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章

2.材料的彈性指標(biāo)

（1）彈性模量E

表征了材料抵抗彈性變形的能力，也稱之為剛度E=σ/ε=tanα（MPa）式中，σ為彈性變形階段的應(yīng)力，ε為相應(yīng)的應(yīng)變，tanα為拉伸曲線的斜率。

(一)材料的拉壓試驗(yàn)第31頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章

(2)彈性極限σe

：

指材料在彈性變形階段所能承受的最大應(yīng)力。

σe=Fe/A0

（MPa）

式中，F(xiàn)e是試樣不產(chǎn)生塑性變形時的最大載荷（N）；A0是試樣的原始橫截面積（mm2）。σe表示材料保持彈性變形的最大應(yīng)力。

2.材料的彈性指標(biāo)(一)材料的拉壓試驗(yàn)第32頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章

3.材料的強(qiáng)度指標(biāo)

（1）屈服點(diǎn)σs：表示材料產(chǎn)生屈服時對應(yīng)的應(yīng)力。屈服點(diǎn)也稱為屈服強(qiáng)度。

σs=Fs/Ao（MPa）

式中，F(xiàn)s為試樣發(fā)生屈服變形時的載荷（N），A0為試樣原始橫截面積（mm2）。（2）抗拉強(qiáng)度σb指試樣在拉伸過程中所能承受的最大應(yīng)力值。σb=Fb/Ao（MPa）式中，F(xiàn)b是試樣斷裂前所承受的最大載荷(N),Ao是試樣的原始橫截面積(㎜2)。第33頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章

抗拉強(qiáng)度：σb，它是設(shè)計和選材的主要依據(jù)之一，是工程技術(shù)上的主要強(qiáng)度指標(biāo)。

屈強(qiáng)比：σs/σb，是一個有意義的指標(biāo)。其比值越大，越能發(fā)揮材料的潛力。但是為了使用安全，該比值亦不宜過大，適當(dāng)?shù)谋戎狄话阍?.65～0.75之間。

比強(qiáng)度：σb/ρ，它表征了材料強(qiáng)度與密度之間的關(guān)系。在考慮汽車輕量化的問題時，常常用到這個指標(biāo)。

3.材料的強(qiáng)度指標(biāo)

第34頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章4.材料的塑性指標(biāo)

（1）伸長率δ

：是指試樣拉斷后，標(biāo)距伸長量與原始標(biāo)距的百分比。即式中，l1是試樣斷裂后的標(biāo)距（㎜），l0是試樣的原始標(biāo)距（㎜），同一材料的伸長率與試樣尺寸有關(guān)。第35頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章

（2）斷面收縮率ψ：是指試樣拉斷后橫截面積的縮減量與原始橫截面積之比。即ψ=（A0-A1）/A0×100%

式中,A1是試樣斷裂處的最小橫斷面積（㎜2），A0是試樣的原始橫截面積(㎜2)。4.材料的塑性指標(biāo)

第36頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章(二)硬度

材料抵抗其他硬物壓入其表面的能力。衡量材料軟硬程度最常用的硬度試驗(yàn)為

布氏硬度（HB）(如圖）

洛氏硬度(HR).此外，還有維氏硬度(HV)、肖氏硬度（彈性回跳法）、顯微硬度和錘擊式布氏硬度等。第37頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章第38頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章1．布氏硬度

測試原理：用一定大小的載荷F，把直徑為D的硬質(zhì)合金球壓入被測試樣表面，保持規(guī)定時間后卸除載荷，移去壓頭，用讀數(shù)顯微鏡測出壓痕平均直徑d。用載荷F除以壓痕的表面積所得的商，即為被測材料的布氏硬度值。第39頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章1．布氏硬度

第40頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章

用硬質(zhì)合金球作為壓頭所測得的布氏硬度用符號HBW表示，適用于測量硬度不超過650的材料。1．布氏硬度

第41頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章

布氏硬度的表示方法規(guī)定為：符號HBS和HBW前面的數(shù)值為硬度值，符號后面按以下順序表示試驗(yàn)條件：壓頭球體直徑（㎜）、試驗(yàn)載荷（Kg·f）、試驗(yàn)載荷保持時間（S）（10～15S不標(biāo)注）。

例120HBW10/1000/30

實(shí)驗(yàn)測量d—查表—硬度1．布氏硬度

第42頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章2.洛氏硬度

洛氏硬度采用直接測量壓痕深度來確定度值的。試驗(yàn)原理如圖1-9Ａ＆1-9Ｂ所示。我國常用的是HRA、HRB、HRC三種，試驗(yàn)條件及應(yīng)用范圍見表1-2。

洛氏硬度值的表示方法規(guī)定為：硬度符號前面注明硬度值，例如52HRC、70HRA。在硬度和強(qiáng)度之間，存在著一定的換算關(guān)系，如表1-3所示。第43頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章第44頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章第45頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章(三)沖擊韌度

材料抵抗沖擊載荷的能力，是指材料在受到?jīng)_擊載荷而斷裂之前吸收能量并進(jìn)行塑性變形的能力。對于兩種不同的沖擊載荷，分別采用了沖擊韌度和多沖抗力兩個指標(biāo)來衡量材料的沖擊性能。第46頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章1.沖擊韌度

沖擊韌度通常是采用一次擺錘沖擊試驗(yàn)來測定的。沖擊試驗(yàn)的原理如圖1-10所示。在忽略機(jī)械摩擦和空氣阻力等條件下，擺錘沖斷試樣所消耗的沖擊功Ak可以從試驗(yàn)機(jī)刻度盤上直接讀出。且

Ak=G(H-h)（J）式中，G為擺錘產(chǎn)生的重力（N）。

第47頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章第48頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章

將沖擊功Ak除以缺口處的截面積，即為材料的沖擊韌度ak,則ak=（J·cm2）根據(jù)試樣缺口形式的不同，U型缺口試樣測得的沖擊韌度用aku表示，V型缺口測得的沖擊韌度用akv

表示。

1.沖擊韌度第49頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章2.多沖抗力

多沖抗力一般采用小能量多沖試驗(yàn)進(jìn)行測定。圖1-9所示為落錘式多次沖擊彎曲試驗(yàn)示意圖，將材料制成標(biāo)準(zhǔn)試樣放在試驗(yàn)機(jī)上，使之受到錘頭的小能量（＜1500J)＝多次沖擊。

(三)沖擊韌度

第50頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章3.材料的低溫沖擊性能

材料韌性狀態(tài)變?yōu)榇嘈誀顟B(tài)的溫度TK稱為該材料的脆性轉(zhuǎn)變溫度。

材料沖擊韌性與溫度有關(guān)。(三)沖擊韌度

第51頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章第52頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章(四)疲勞強(qiáng)度

承受交變應(yīng)力的零件，在工作應(yīng)力低于材料的屈服強(qiáng)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。疲勞失效原因分析:由于材料表面或內(nèi)部存在有劃痕、尖角、夾雜等缺陷，這些有缺陷部位的局部應(yīng)力大于屈服點(diǎn)，會產(chǎn)生局部變形引起微裂紋，成為疲勞源，隨著應(yīng)力循環(huán)次數(shù)的增加，微裂紋逐漸擴(kuò)展，使零件承載的橫截面大大減少，以至于不能承受載荷而突然斷裂。可以通過疲勞試驗(yàn)，繪制疲勞曲線進(jìn)行測定。第53頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章1.疲勞曲線

測定材料的疲勞強(qiáng)度。

2.疲勞極限:

使試樣不發(fā)生疲勞斷裂的最大循環(huán)應(yīng)力。(四)疲勞強(qiáng)度第54頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章第55頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章3.斷裂韌度:材料抵抗裂紋擴(kuò)展斷裂的能力。

實(shí)際上零件內(nèi)往往存在著微裂紋、以及夾雜、氣孔等類裂紋的缺陷。當(dāng)材料受外力作用時，這些裂紋的尖端附近便出現(xiàn)應(yīng)力集中，形成一個裂紋尖端應(yīng)力場，可能產(chǎn)生失穩(wěn)而擴(kuò)展，導(dǎo)致機(jī)件斷裂。(四)疲勞強(qiáng)度第56頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章二.材料的理化性能指材料的固有屬性，如密度、熔點(diǎn)、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、熱膨脹性、磁性和色澤等。

1．材料的物理性能第57頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章名稱定義表示符號單位意義密度單位體積物質(zhì)的質(zhì)量

ρkg/m3

材料的密度關(guān)系到產(chǎn)品的重量和效能。熔點(diǎn)材料由固態(tài)向液態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度。制定冶煉、鑄造、鍛造和焊接等熱加工工藝規(guī)范的一個重要的參數(shù)。導(dǎo)熱性指材料傳導(dǎo)熱量的能力。λ

瓦特每米開爾文

W/(m·K)

材料的熱導(dǎo)率越大，導(dǎo)熱性就越好。導(dǎo)電性材料傳導(dǎo)電流的能力稱為導(dǎo)電性。ρ

Ω.cm1/(Ω.cm)1．材料的物理性能第58頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章名稱定義表示符號單位意義熱膨脹性材料隨著溫度的變化產(chǎn)生膨脹、收縮的特性。

線膨脹系數(shù)αL和體膨脹系數(shù)αv

生產(chǎn)中，在熱加工和熱處理時要考慮材料的熱膨脹性的影響，可減少工件的變形和開裂。磁性材料能被磁場吸引或被磁化的性能稱為磁性或?qū)Т判浴４艑?dǎo)率μ

亨利每米μ/m

δ

1．材料的物理性能第59頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章2.材料的化學(xué)性能

化學(xué)性能:是指材料抵抗周圍介質(zhì)侵蝕的能力。對于金屬材料來說，指耐蝕性和抗氧化性。對于非金屬材料，還存在著化學(xué)穩(wěn)定性、抗老化能力和耐熱性等問題。二.材料的理化性能第60頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章材料在常溫下抵抗周圍介質(zhì)（如大氣、燃?xì)?、水、酸、堿、鹽等）腐蝕的能力。

化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕。腐蝕防護(hù)途徑：

1、采用耐蝕性好的不銹鋼、鋁合金等，

2、采用適當(dāng)?shù)耐苛线M(jìn)行涂覆；

3、結(jié)構(gòu)設(shè)計（防行成閉合回路），

4、陰極保護(hù)。1)耐蝕性2.材料的化學(xué)性能第61頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章2)抗氧化性

指材料在高溫下抵抗氧化的能力，又稱為熱穩(wěn)定性。在鋼中加入Cr、Si等元素，可大大提高鋼的抗氧化性。2.材料的化學(xué)性能第62頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章鑄造性能：流動性、收縮性、偏析熱處理性能：淬透性鍛造性能：塑性、變形抗力焊接性能：焊接性、碳當(dāng)量切削性能：表面粗糙度、刀具壽命三.材料的工藝性能

是指材料在被制成各種零部件的過程中適應(yīng)加工的性能。包括:第63頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章1.零件的失效形式2.零件的選材原則第三節(jié)零件材料的選用學(xué)習(xí)目標(biāo):認(rèn)識零件失效形式，掌握選材的一般原則和方法，典型零件的選材分析

學(xué)習(xí)內(nèi)容:第64頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章一.零件的失效形式

失效的概念:

零件由于某種原因而喪失原設(shè)計所規(guī)定的功能。

完全破壞包括嚴(yán)重?fù)p壞未達(dá)功能要求（安全工作）第65頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章(一)零件常見的失效形式過量變形失效——彈變、塑變、蠕變斷裂失效——過載斷裂，疲勞斷裂表面損傷失效——磨損，點(diǎn)蝕、膠合一.零件的失效形式

第66頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章1.輪齒折斷：輪齒象一個懸臂梁，受載后齒根部產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力最大。當(dāng)該應(yīng)力值超過材料的彎曲疲勞極限時，齒根處產(chǎn)生疲勞裂紋，并不斷擴(kuò)展使輪齒斷裂。此外，突然過載、嚴(yán)重磨損及安裝制造誤差等也會造成輪齒折斷。提高輪齒抗折斷能力的措施之一：對輪齒進(jìn)行表面處理以提高齒面硬度。齒輪常見的失效形式:第67頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章2.齒面磨損：灰塵、砂粒、金屬微粒等落入輪齒間，會使齒面間產(chǎn)生摩擦磨損。嚴(yán)重時會因齒面減薄過多而折斷。磨損是開式傳動的主要失效形式。主要措施：采用閉式傳動；提高齒面硬度；降低齒面粗糙度；采用清潔的潤滑油。齒輪常見的失效形式:第68頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章3.齒面點(diǎn)蝕：輪齒工作面某一固定點(diǎn)受到近似脈動的變應(yīng)力作用，由于疲勞而產(chǎn)生的麻點(diǎn)狀剝蝕損傷的現(xiàn)象。點(diǎn)蝕是閉式傳動常見的失效形式。開始齒輪由于磨損很少出現(xiàn)點(diǎn)蝕。點(diǎn)蝕首先出現(xiàn)在節(jié)線附近。主要措施：提高齒面硬度；降低齒面粗糙度；增大潤滑油粘度；采用合理變位。第69頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章4.齒面膠合：高速重載傳動中，齒面間壓力大，瞬時溫度高，潤滑油模被破壞，齒面間會發(fā)生粘接在一起的現(xiàn)象，在輪齒表面沿滑動方向出現(xiàn)條狀傷痕，稱為膠合。防止膠合的措施：提高齒面硬度；降低齒面粗糙度；增大潤滑油粘度；限制油溫。齒輪常見的失效形式:第70頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章5.塑性變形：重載且摩擦力很大時，齒面較軟的輪齒表面就會沿摩擦力方向產(chǎn)生塑性變形。措施：提高齒面硬度；增大潤滑油粘度。主動齒輪齒面所受摩擦力背離節(jié)線，齒面在節(jié)線附近下凹；從動齒輪齒面所受摩擦力指向節(jié)線，齒面在節(jié)線附近上凸。齒輪常見的失效形式第71頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章(二)失效原因

1.設(shè)計不合理2.選材不合理3.加工工藝不當(dāng)4.安裝使用不正確一.零件的失效形式

第72頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章二.選材原則選材的動機(jī)

——開發(fā)新產(chǎn)品、產(chǎn)品的改進(jìn)和更新?lián)Q代。選材原則——使用性能工藝性能經(jīng)濟(jì)性環(huán)境與資源原則

第73頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章1.材料的使用性能——首要原則１)零件的工作條件和失效形式零件工作條件常見失效形式性能要求應(yīng)力

種類載荷

性質(zhì)受載

狀態(tài)螺栓拉、剪靜載--過量變形，斷裂強(qiáng)度，塑性傳動軸彎、扭循環(huán)

沖擊軸頸

摩擦疲勞斷裂，過量變形，軸頸磨損綜合力學(xué)性能傳動齒輪壓、彎循環(huán)

沖擊摩擦

振動斷齒，磨損，

疲勞斷裂，接觸疲勞表面高硬度及疲勞極限，心部強(qiáng)度及韌性彈簧扭、彎交變

沖擊振動彈性失穩(wěn)，

疲勞破壞彈性極限，屈強(qiáng)比

，疲勞極限零件失效的原因——設(shè)計、材料、加工、安裝和使用。第74頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章２)工作環(huán)境——溫度，介質(zhì)（如腐蝕，摩擦）。３)特殊功能要求——導(dǎo)電性、磁性、熱膨脹性、比重、外觀等。４)性能要求的指標(biāo)化——如強(qiáng)硬度、塑韌性等的具體數(shù)值。手冊數(shù)據(jù)、經(jīng)驗(yàn)公式的局限性——力學(xué)性能與零件尺寸有關(guān)40鋼不同尺寸毛坯的力學(xué)性能

熱處理?xiàng)l件毛坯尺寸/mmσb

/MPaδ/%AKU

/J850淬火580016120307501580500回火5070015561006001340第75頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章2、工藝性能——

鑄、鍛、焊、機(jī)加工、熱處理零件的加工工藝路線一般零件

——毛坯→正火或退火→切削加工軸、齒輪等——毛坯→預(yù)先熱處理（正火、退火）→粗加工→最終熱處理（淬火＋回火，時效，滲C等）→精加工第76頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車應(yīng)用材料第一章3、經(jīng)濟(jì)性——

根本原則１)產(chǎn)品成本分析