汽車參賽課件 汽車用金屬材料

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1、模塊四汽車用金屬材料參賽講師：****·使用性能是指金屬材料在使用過程中所表現(xiàn)出來的性能，它包括物理性能、化學(xué)性能和力學(xué)性能3方面。·工藝性能是指金屬材料在制造過程中適應(yīng)各種加工方法的能力。課題一金屬材料的性能評價課題二鑄鐵、碳鋼、合金鋼課題三各種有色金屬及合金課題一金屬材料的性能評價【基礎(chǔ)知識】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?xiàng)l件作用下所表現(xiàn)出來的性能?！に饕芏取⑷埸c(diǎn)、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、熱膨脹性和磁性等。（1）密度是指物質(zhì)單位體積的質(zhì)量。用符號“ρ”表示，其單位是kg/m3。（2）熔點(diǎn)是指金屬從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐?/p>

2、態(tài)的最低溫度，各種金屬的熔點(diǎn)如表4-1所示，熔點(diǎn)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。通常用“λ”表示，單位是W/(m2·K)。（4）導(dǎo)電性是指金屬材料傳導(dǎo)電流的性能，常用電阻率“ρ”表示，單位Ω·m或Ω·mm，電阻率越小，表示其導(dǎo)電性越好。·金屬中銀的導(dǎo)電性最好。（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，衡量熱膨脹性的指標(biāo)用熱膨脹系數(shù)大小來表示，熱膨脹系數(shù)有體膨脹系數(shù)β和線膨脹系數(shù)α。（6）磁性是指金屬材料的導(dǎo)磁性能。·金屬材料中，鐵、鎳、鈷都具有較高的磁性，銅、鋁、鋅沒有磁性。2．化學(xué)性能·金屬材料

3、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1．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。（1）載荷的種類。①根據(jù)外力作用性質(zhì)分為靜載荷、沖擊載荷和交變載荷三種?！れo載荷是指大小和方向不變或變化緩慢載荷?！_擊載荷是指突然增加的載荷?！そ蛔冚d荷是指大小和方向周期性變化的載荷。②根據(jù)作用力的作用形式分為拉伸載荷、壓縮載荷、彎曲載荷、剪切載荷以及扭轉(zhuǎn)載荷五種。2．強(qiáng)度·強(qiáng)度是指在

4、外力（載荷）作用下，金屬材料抵抗永久變形和斷裂的能力，強(qiáng)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(qiáng)度是指金屬材料在被拉斷前所能承受的最大應(yīng)力，它是通過拉伸實(shí)驗(yàn)測定的。（3）拉伸試驗(yàn)是將材料在拉伸機(jī)上用靜載對標(biāo)準(zhǔn)試樣進(jìn)行軸向拉伸，使試樣產(chǎn)生變形，直至拉斷的試驗(yàn)過程。（4）屈服強(qiáng)度是指金屬材料開始產(chǎn)生宏觀塑性變形時的應(yīng)力。3．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?！に苄允窃诶瓟鄬?shí)驗(yàn)中測定的?！こＳ蒙扉L率和斷面收縮率來表示。（1）伸長率是指試樣標(biāo)準(zhǔn)長度的伸長量與原始標(biāo)準(zhǔn)長度之比，用符

5、號δ表示。（2）斷面收縮率是指試樣拉斷處截面積的減小量與原始截面積之比，用符號ψ表示。4．硬度·硬度是指材料表面抵抗局部塑性變形、壓痕或劃痕的能力，用符號HB表示。5．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。·材料的韌性是通過沖擊試驗(yàn)的方法驗(yàn)測出來的?！ろg性越好，則發(fā)生脆性斷裂的可能性越小。6．疲勞強(qiáng)度·在選用金屬材料時，通常用疲勞強(qiáng)度和疲勞極限來衡量。（1）疲勞強(qiáng)度是指材料在交變應(yīng)力作用下，從變形到實(shí)際斷裂所承度的最大應(yīng)力。（2）疲勞極限是指材料在多次交變應(yīng)力作用下，而不斷裂的最大應(yīng)力。三、金屬的工藝性能（1）鑄造性能是指材料應(yīng)用鑄造方

6、法獲得優(yōu)良鑄件的能力。（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。（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。（7）沖壓性能指金屬材料承受沖壓變形加工而不破裂的能力。（8）鍛造性能指金屬材料在鍛壓加工中能承受塑性變形而不破裂的能力。【課題實(shí)施】操作查找金屬的性能指標(biāo)課題二鑄鐵、碳鋼、合金鋼

7、【基礎(chǔ)知識】一、鑄鐵的特性、常用種類和應(yīng)用1．鑄鐵的特性·鑄鐵中由于存在強(qiáng)度極低的石墨，致使鑄鐵的強(qiáng)度、塑性、韌性較差，不能進(jìn)行鍛造?！さ蜩T鐵的含碳量高，熔點(diǎn)低，流動性好，而且鑄造收縮率小，其鑄造性能好。2．常用鑄鐵的種類（1）根據(jù)碳在鑄鐵中存在的形式不同，鑄鐵分為以下三種。①灰口鑄鐵?！ぬ既炕虼蟛糠忠云瑺钍问酱嬖诘蔫T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?！ぬ家徊糠忠詽B碳體形式存在；另一部分以石墨形式存在的鑄鐵?！嗫诔驶野咨嚅g。（2）根據(jù)鑄鐵中石墨存在的形態(tài)，鑄鐵可分為

8、以下四種。①灰鑄鐵?！な云瑺钚问酱嬖?。②球墨鑄鐵?！よF液經(jīng)過球化處理使石墨呈