汽车应用材料第2版 李明惠 主编 第一章概论新

汽车应用材料 第一章第一章 汽车材料概论2018/8/6 1本章导入 1.材料是人类生产和生活所必需的物质，人类社会的发展伴随着各种材料的不断开发和利用。 材料科学简介2.材料、能源、信息被称为现代技术的三大支柱 3.材料是汽车工业的基础。 2018/8/6 2汽车应用材料 第一章1.材料发展经历的几个时代 石器 青铜器 铁器 钢铁、 铝合金 复合材料、钛镁金属、纳米材料 新石器时代的石制农具司母戊鼎通高 133厘米 ,横长110厘米 ,宽 78厘米 ,重 875公斤 .根据目前发掘的商代熔铜坩锅 ,一次约能熔铜12.7公斤 .铸造司母戊这样的大鼎 ,就需要七十多个坩锅 .如果一个坩锅配备三至四人 ,就需要二、三百人同时操作。云版又叫 “点 ”，是军营中遇有急事敲打报警用的。此块云版用生铁铸成，上下两端勾卷如云，故名。材料科学简介2018/8/6 3汽车应用材料 第一章2.材料在的现代科技中的地位21世纪三大科技 信息技术 生物技术 纳米 材料超微外观 大体结构纳米人工骨一张纳米光盘将可记录 1000部电影材料科学 是其基础 能源技术2018/8/6 43.材料是汽车工业的基础汽车应用材料包括了制造汽车各种零部件用的汽车工程材料，以及汽车在使用过程中使用的燃料和工作液等汽车运行材料。 2018/8/6 5 一、汽车的主要构成 二、汽车应用材料的组成 三、汽车应用材料张望 四、该课程的性质、任务和学习方法第一节 汽车应用材料概述2018/8/6 6典型轿车构造图2018/8/6 7一 .汽车的结构组成（三大部分） 发动机： 内燃机（动力、原动部分） 底盘 ： 传动系、转向系、制动系、行驶系（传动、控制部分） 车身 :（工作部分）2018/8/6 8发动机底盘车身汽车结构组成2018/8/6 9通常，一辆汽车由约 3万个零部件组装而成。汽车上每个汽车零件的生产制造都涉及到材料问题。据统计，汽车上的零部件采用了 4千余种 不同的材料加工制造。从汽车的 设计、选材、加工制造 ，到汽车的 使用、维修和养护 无一不涉及到材料。 二 .汽车应用材料的组成现代汽车要满足 :安全、舒适、自重轻、污染排放低、能耗小、价格低等要求 .材料是首要考虑方面。 2018/8/6 10 1.汽车工程材料 :(包括分类 ,性能 ,牌号 ,热处理工艺及应用 ) 2.汽车运行材料 :二 .汽车应用材料的组成2018/8/6 11汽车应用材料 第一章1.汽车工程材料的分类 金属材料 （ 纯金属及合金 ） 黑色金属（ 钢铁 ) 有色金属 (Cu、 Al、 Ti、 Mg ) 有机高分子材料（主要成分、） 塑料、橡胶、合成纤维等 无机材料 玻璃、水泥、陶瓷等 非金属材料 复合材料 玻璃纤维增强塑料等2018/8/6 12以现代轿车用材为例，按照重量来换算， 钢材占汽车自重的 55%-60%， 铸铁占 12%-5%， 有色金属占 6% 10%， 塑料占 8% 12%，橡胶占 4%，玻璃占 3%， 其他材料（油漆、各种液体等）占 12% 6%。2.汽车材料的应用2018/8/6 13车用汽油燃料 轻柴油 其它代用燃料发动机油车辆齿轮油润滑油 液力传动油液压油润滑脂制动液工作液 减振器液发动机冷却液 制冷剂 轮胎汽车运行材料3.汽车运行材料2018/8/6 14三 .汽车材料的展望o 汽车工业发展的方向 :汽车轻量化和减少污染o 汽车材料总的发展趋势是：结构材料中钢铁材料所占比例将逐步下降，有色金属、陶瓷材料、复合材料、高分子材料等新型材料的用量有所上升。在性能可靠的条件下，将尽可能多地采用铝合金、复合材料等轻型、新型材料取代钢铁材料。 2018/8/6 15汽车应用材料 第一章几种新兴材料简介1.镁合金 magnesium 密度低、比强度和比刚度较高。 镁 铝 钛 铁密度 1.74 2.7 4.5 7.8 镁、铝合金和复合材料 汽车轻量化的材料 减少油耗镁合金方向盘骨架镁合金汽车轮毂 镁合金汽缸盖 2018/8/6 16汽车应用材料 第一章2.形状记忆合金应用 :丰田汽车的散热器护拦活门 .日产汽车冷却风扇离合器 .2018/8/6 17汽车应用材料 第一章3.复合材料 玻璃纤维增强塑料（玻璃钢） 比强度高、耐腐蚀 .直升飞机的旋翼2018/8/6 18汽车应用材料 第一章4.纳米材料 颗粒直径 0.l 100 纳米（原子、分子尺度） 具有卓越的性能和特殊功能，如：纳米级铜不导电；纳米冰柜可抑制细菌生长。5.其它材料 超导材料 贮氢材料 分离膜材料2018/8/6 19u 认识汽车工程材料性能特点及控制技术u 掌握汽车工程材料的类型、性能特点、牌号及应用。u 了解新型材料应用及发展趋势四 .本课程学习目的及要求2018/8/6 20 抓好基本学习环节 注重理论知识的实际应用 总结归纳本课程学习方法2018/8/6 21第二节 材料的性能一 . 材料的力学性能二 . 材料的物理性能三 . 材料的化学性能四 . 材料的工艺性能2018/8/6 22第二节 材料的性能材料的性能包括使用性能和工艺性能。 u 使用性能： 是指零部件在正常使用条件下材料所表 现出来的性能。主要包括 力学性能、物理性能和化学性能 。u 工艺性能： 是指材料在被制成各种零部件的过程中 适应加工的性能。对于金属材料来讲，工艺性能主要包括了 铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性能和热处理工艺性能 。2018/8/6 23一 . 材料的力学性能 u 材料的力学性能： 是指材料在 外加载荷 作用 下所表现出来的性能。包括 强度 、 塑性 、 硬度 、 韧度 、 疲劳强度 及 断裂韧度 等；u 力学性能指标 ： 用来表征材料力学性能的各种临界值或规定值 .可通过 试验测定 .2018/8/6 24根据 外加载荷 的性质，载荷分为：1、静载荷2、冲击载荷3、交变载荷。金属材料 （受载） -变形 ,分：弹性变形 ：载荷卸除后恢复原状塑性变形 ：载荷卸除后不能恢复 ,也叫永久变形。 (如图 )一 . 材料的力学性能 2018/8/6 25拉压 实验 拉压 图 应力应变图 力学性能（指标）1)弹性 ：材料保持弹性变形的能力 .（弹性模量，弹性极限）2)强度 ：指材料抵抗破坏（塑性变形或断裂）的能力。3)塑性 ：指材料在断裂前产生永久变形而不被破坏的能力。 (一 )材料的拉压试验2018/8/6 261拉伸试验 o 根据国家标准 金属材料拉伸试验 （ GB228-2002）规定，将材料制成标准拉伸试样，在试验机上加载拉伸至断裂，得拉伸图 ： F-L 曲线；再作出应力 -应变图 ， 图 1-7为低碳钢应力 -应变曲线。(一 )材料的拉压试验2018/8/6 27图 1-6 低碳钢的 F-L 曲线 (一 )材料的拉压试验2018/8/6 28图 1-7低碳钢的 - 曲线 (一 )材料的拉压试验2018/8/6 29塑