汽車機械基礎 教學課件 作者 譚本忠 1第一章　汽車材料.ppt

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1、第一章　汽車材料本章主要介紹的內(nèi)容有：第一節(jié)　金屬材料第二節(jié)　鋼的熱處理第三節(jié)　其它常見的汽車材料第一節(jié)　金屬材料本節(jié)主要介紹的內(nèi)容有：●　金屬力學性能●　常見的金屬材料一．金屬力學性能1.強度與塑性強度是抵抗永久變形和斷裂的能力。按載荷的作用形式分為拉伸、壓縮、彎曲、剪切、扭轉(zhuǎn)等幾種，載荷的作用形式不同，金屬的強度判據(jù)不同。拉伸強度判據(jù)應用最普遍、測試方法最簡單，通常采用拉伸試驗法，在拉伸試驗機上進行。（1）常用強度判據(jù)主要有屈服點和抗拉強度。1）屈服點和規(guī)定殘余伸長應力在拉伸過程中力不增加（保持恒定），試樣仍能繼續(xù)伸長時的應力稱為屈服點，以σS表示，單位為MPa。σs=FS/A0

2、式中：FS—材料屈服日寸的拉伸力，N。A0—試樣拉伸前d0。處橫截面積。屈服點是具有屈服現(xiàn)象的材料特有的強度指標。除退火或熱軋的低碳鋼和中碳鋼等少數(shù)合金有屈服點外，大多數(shù)合金都沒有屈服現(xiàn)象，因此提出“規(guī)定殘余伸長應力”作為相應的強度指標。國家標準規(guī)定：當試樣卸除拉伸力后，其標距部分的殘余伸長達到規(guī)定的原始標距百分比時的應力，作為規(guī)定殘余伸長應力σr。表示此應力的符號應附以角標說明，例如σr0.2表示規(guī)定殘余伸長率為0.2％H寸的應力。σr=Fr/A0式中：Fr—產(chǎn)生規(guī)定伸長時的拉力，N。2）抗拉強度拉伸過程中最大力Fb所對應的應力稱為抗拉強度，以σb表示。σb=Fb/A0抗拉強度的物

3、理意義是表征材料對最大均勻變形的抗力，表征材料在拉伸條件下所能承受的最大力的應力值，它是設計和選材的主要依據(jù)之一，是工程技術上的主要強度指標?？估瓘姸葦嗔亚安牧习l(fā)生不可逆永久變形的能力叫塑性。常用的塑性判據(jù)是材料斷裂時最大相對塑性變形，如拉伸時的斷后伸長率和斷后收縮率。1）斷后伸長率試樣拉斷后，標距的伸長與原始標距的百分比稱為斷后伸長率，以δ表示。δ=L1-L0/L0×100%式中：L1—試樣拉斷后的標距，mm；L0—試樣原始標距。2）斷面收縮率試樣拉斷后，縮頸處橫截面積的最大縮減量與原始橫截面積的百分比稱為斷面收縮率，以δ表示。Ψ=A0-A1/A0×100%式中：A0—試樣原始截面

4、積，mm2；A1—試樣斷裂后縮頸處的最小橫截面積，mm2。δ和Ψ越大，表示材料的塑性越好；反之，表示材料的塑性越差，脆性越大。（２）塑性判據(jù)硬度—是指材料抵抗局部變形，尤其是塑性變形、壓痕或劃痕的能力。硬度是衡量金屬軟硬程度的判據(jù)。材料的硬度是通過硬度試驗測得的。硬度試驗所用設備簡單，操作簡便、迅速，可直接在半成品或成品上進行試驗而不損壞被測件，而且還可根據(jù)硬度值估計出材料近似的強度和耐磨性。因此，硬度在一定程度上反映了材料的綜合力學性能，應用很廣。常將硬度作為技術條件標注在零件圖樣或?qū)懺诠に囄募小Ｓ捕仍囼灧椒ㄝ^多，生產(chǎn)中常用的是布氏硬度、洛氏硬度試驗法。2．硬度布氏硬度的測定是在

5、布氏硬度試驗機上進行的，其試驗原理如圖1-1所示。（1）布氏硬度用直徑為D的淬火鋼球或硬質(zhì)合金球做壓頭，以相應的試驗力F（單位：N）將壓頭壓人試件表面，經(jīng)規(guī)定的時間后，去除試驗力，在試件表面得到一直徑為d的壓痕。用試驗力F除以壓痕表面積A壓，所得值即為布氏硬度值，用符號HB表示。用淬火鋼球為壓頭時，符號為HBS；用硬質(zhì)合金球為壓頭時，符號為HBW。式中：A壓—壓痕表面積，mm2；D、D、h—壓痕平均直徑、壓頭直徑、壓痕深度，mm。上式中只有d是變量，只要測出d值，即可通過計算或查表得到相應的硬度值。d值越大，硬度值越??；d值越小，硬度值越大。布氏硬度公式洛氏硬度的測定是在洛氏硬度試驗

6、機上進行的，試驗原理見圖1-2。（2）洛氏硬度它是以頂角為120。金剛石圓錐體或直徑為1.588mm淬火鋼球做壓頭，在初試驗力和總試驗力（初試驗力+主試驗力）先后作用下，壓入試件表面，經(jīng)規(guī)定保持日寸問后，去除主試驗力，用測量的殘余壓痕深度增量（增量是指去除主試驗力并保持初試驗力的條件下，在測量的深度方向上產(chǎn)生的塑性變形量）來計算硬度的一種壓痕硬度試驗法。洛氏硬度用符號HR表示。式中：金剛石做壓頭，k值為100；淬火鋼球做壓頭，k為130。洛氏硬度公式為使同一硬度計能測試不同硬度范圍的材料，可采用不同的壓頭和試驗力。按壓頭和試驗力不同，CB/T230一l99l規(guī)定洛氏硬度的標尺有九種，

7、但常用的是HRA、HRB、HRC三種，其中HRC應用最廣范。洛氏硬度的試驗條件和應用范圍見表1-1。洛氏硬度的試驗條件和應用范圍常用的方法是擺錘式一次沖擊試驗法，它是在專門的擺錘試驗機上進行的。試驗日寸首先將材料按GB／T229一l994《金屬夏比缺口沖擊試驗方法》規(guī)定，將被測材料制作成標準沖擊試樣，后將試樣缺口背向擺錘沖擊方向放在試驗機支座上（圖1一3a），擺錘舉至。高度，然后使擺錘自由落下；擺錘沖斷試樣后，擺錘升至h2。擺錘沖斷試樣所消耗的能量，即試樣