第4章 车身材料

1、1 1、了解常用的材料种类。、了解常用的材料种类。2 2、掌握常用材料性能。、掌握常用材料性能。【学习目标学习目标 】4.1 4.1 车身用金属材料车身用金属材料 4.2 4.2 汽车非金属材料汽车非金属材料 【学习内容学习内容 】4.1 4.1 车身用金属材料车身用金属材料4.2 4.2 汽车非金属材料汽车非金属材料 【学习内容学习内容 】4.1 4.1 车身用金属材料车身用金属材料【本节目标本节目标 】1. 1. 金属材料的主要性能金属材料的主要性能 2. 2. 车身用金属材料种类车身用金属材料种类 3. 3. 特殊金属板在车身中的应用特殊金属板在车身中的应用4.14.1车身用金属材料车身

2、用金属材料金属材料的性能金属材料的性能金属材料的性能金属材料的性能是指用来表征材料在给定外界条件是指用来表征材料在给定外界条件下的行为参量。当外界条件发生变化时，同一种材下的行为参量。当外界条件发生变化时，同一种材料的某些性能也会随之变化。通常金属材料的主要料的某些性能也会随之变化。通常金属材料的主要性能是指机械性能和工艺性能。性能是指机械性能和工艺性能。 一、金属材料的主要性能一、金属材料的主要性能 1.1.金属材料的机械性能金属材料的机械性能（1 1）强度）强度 （2 2）疲劳）疲劳4.14.1车身用金属材料车身用金属材料一、金属材料的主要性能一、金属材料的主要性能 （3 3）塑性）塑性（

3、4 4）韧性）韧性（5 5）硬度）硬度4.1 4.1 车身用金属材料车身用金属材料一、金属材料的主要性能一、金属材料的主要性能1. 1. 金属材料的机械性能金属材料的机械性能 金属的机械性能即金属材料的力学性能。所金属的机械性能即金属材料的力学性能。所谓力学性能是指金属在外力作用下所表现出来的谓力学性能是指金属在外力作用下所表现出来的性能。力学性能包括强度、塑性、硬度、冲击韧性能。力学性能包括强度、塑性、硬度、冲击韧性及疲劳强度等。性及疲劳强度等。4.1 4.1 车身用金属材料车身用金属材料一、金属材料的主要性能一、金属材料的主要性能1. 1. 金属材料的机械性能金属材料的机械性能 （1 1）

4、强度）强度 强度是指在外力作用下材料抵抗强度是指在外力作用下材料抵抗变形和断裂的能力，是材料最重要、最基本的力变形和断裂的能力，是材料最重要、最基本的力学性能指标之一。学性能指标之一。 静载时的强度测定可用材料进行拉伸试验。静载时的强度测定可用材料进行拉伸试验。关于强度及其测定将在后面的力学部分进一步深关于强度及其测定将在后面的力学部分进一步深入研究。入研究。4.1 4.1 车身用金属材料车身用金属材料一、金属材料的主要性能一、金属材料的主要性能1. 1. 金属材料的机械性能金属材料的机械性能 （2 2）疲劳）疲劳 金属材料在极限强度以下，长期承金属材料在极限强度以下，长期承受交变负荷受交变负

5、荷( (即大小、方向反复变化的载荷即大小、方向反复变化的载荷) )的作用，的作用，在不发生显著变形的情况下而突然断裂的现象，称为在不发生显著变形的情况下而突然断裂的现象，称为疲劳。疲劳。 金属材料在重复或交变应力作用下，经过周次金属材料在重复或交变应力作用下，经过周次N N的应力循环仍不发生断裂时所能承受的最大应力称为的应力循环仍不发生断裂时所能承受的最大应力称为疲劳极限。在重复或交变力作用下，循环一定周次后疲劳极限。在重复或交变力作用下，循环一定周次后断裂时所能承受的最大应力，叫疲劳强度。此时，断裂时所能承受的最大应力，叫疲劳强度。此时，N N称为材料的疲劳寿命。某些金属材料在重复或交变应称

6、为材料的疲劳寿命。某些金属材料在重复或交变应力作用下没有明显的疲劳极限，常用疲劳强度表示。力作用下没有明显的疲劳极限，常用疲劳强度表示。4.1 4.1 车身用金属材料车身用金属材料一、金属材料的主要性能一、金属材料的主要性能1. 1. 金属材料的机械性能金属材料的机械性能 （3 3）塑性）塑性 是指金属材料在外力作用下，产生是指金属材料在外力作用下，产生永久变形而不致破裂的能力称为塑性。许多零件或毛永久变形而不致破裂的能力称为塑性。许多零件或毛坯是通过塑性变形而成形的，要求材料有较高的塑性；坯是通过塑性变形而成形的，要求材料有较高的塑性；并且为防止零件工作时脆断，也要求材料有一定的塑并且为防止

7、零件工作时脆断，也要求材料有一定的塑性。塑性也是金属材料的主要力学性能指标之一。常性。塑性也是金属材料的主要力学性能指标之一。常用的塑性指标有断后伸长率用的塑性指标有断后伸长率和断面收缩率和断面收缩率。关于。关于塑性的测定将在后面的力学部分进一步深入研究。塑性的测定将在后面的力学部分进一步深入研究。 4.1 4.1 车身用金属材料车身用金属材料一、金属材料的主要性能一、金属材料的主要性能1. 1. 金属材料的机械性能金属材料的机械性能 （4 4）韧性）韧性 是指金属材料在冲击力是指金属材料在冲击力( (动力载荷动力载荷) )的作用下而不破坏的能力。金属的韧性通常随加载速的作用下而不破坏的能力。

8、金属的韧性通常随加载速度的提高、温度的降低、应力集中程度的加剧而减少。度的提高、温度的降低、应力集中程度的加剧而减少。韧性高的材料在断裂前要发生明显的塑性变形，由可韧性高的材料在断裂前要发生明显的塑性变形，由可见的塑性变形至断裂经过了一段较长的时间，能引起见的塑性变形至断裂经过了一段较长的时间，能引起注意，一般不会造成严重事故；韧性低的材料，脆性注意，一般不会造成严重事故；韧性低的材料，脆性大，材料断裂前没有明显的征兆，因而危险性极大。大，材料断裂前没有明显的征兆，因而危险性极大。评定材料韧性的力学性能指标是冲击韧度和断裂韧度。评定材料韧性的力学性能指标是冲击韧度和断裂韧度。 4.1 4.1

9、车身用金属材料车身用金属材料一、金属材料的主要性能一、金属材料的主要性能1. 1. 金属材料的机械性能金属材料的机械性能 （5 5）硬度）硬度 是指金属抵抗更硬物体压入其表面是指金属抵抗更硬物体压入其表面的能力。硬度不是一个单纯的物理量，而是反映弹性、的能力。硬度不是一个单纯的物理量，而是反映弹性、强度、塑性等的一个综合性能指标。强度、塑性等的一个综合性能指标。硬度是各种零件和工具必须具备的性能指标。机械制硬度是各种零件和工具必须具备的性能指标。机械制造业所用的刀具、量具、模具等，都应具备足够的硬造业所用的刀具、量具、模具等，都应具备足够的硬度才能保证使用性能和寿命。因此硬度是金属材料重度才能

10、保证使用性能和寿命。因此硬度是金属材料重要的力学性能之一。要的力学性能之一。 2.2.金属材料的工艺性能金属材料的工艺性能（1 1）铸造性）铸造性 （2 2）切削加工性）切削加工性4.14.1车身用金属材料车身用金属材料一、金属材料的主要性能一、金属材料的主要性能 （3 3）焊接性）焊接性（4 4）可锻性）可锻性（5 5）冲压性）冲压性（6 6）热处理工艺性）热处理工艺性4.1 4.1 车身用金属材料车身用金属材料一、金属材料的主要性能一、金属材料的主要性能2. 2. 金属材料的工艺性能金属材料的工艺性能 工艺性能指金属材料在加工过程中所表现出来的性能，工艺性能指金属材料在加工过程中所表现出来

11、的性能，即接受加工难易程度的性能。工艺性能主要有铸造性、切即接受加工难易程度的性能。工艺性能主要有铸造性、切削加工性、焊接性、可锻性、冲压性、热处理工艺性等。削加工性、焊接性、可锻性、冲压性、热处理工艺性等。在设计机械零件和选择加工方法时，都要考虑金属材料的在设计机械零件和选择加工方法时，都要考虑金属材料的工艺性能，如灰铸铁具有优良的铸造性能和切削加工性能，工艺性能，如灰铸铁具有优良的铸造性能和切削加工性能，常用来铸造机械零件；但其锻造性能差，不能锻造，焊接常用来铸造机械零件；但其锻造性能差，不能锻造，焊接性能也较差。低碳钢的锻造性能和焊接性能都很好。热处性能也较差。低碳钢的锻造性能和焊接性能

12、都很好。热处理工艺通常作为改善切削加工性能或使零件得到所要求的理工艺通常作为改善切削加工性能或使零件得到所要求的最终性能而安排在有关工序之间。最终性能而安排在有关工序之间。 4.1 4.1 车身用金属材料车身用金属材料一、金属材料的主要性能一、金属材料的主要性能2. 2. 金属材料的工艺性能金属材料的工艺性能 （1 1）铸造性）铸造性 铸造是将熔融金属浇注、压射铸造是将熔融金属浇注、压射或吸入铸行型腔中，待其凝固后而得到一定形状或吸入铸行型腔中，待其凝固后而得到一定形状和性能铸件的方法。由此可知，铸造性是指金属和性能铸件的方法。由此可知，铸造性是指金属熔化成液态后，在铸造成形时所具有的一种特性

13、。熔化成液态后，在铸造成形时所具有的一种特性。衡量铸造性的指标有流动性、收缩率和偏析趋势。衡量铸造性的指标有流动性、收缩率和偏析趋势。 流动性流动性 。流动性是液态金属充满铸型的。流动性是液态金属充满铸型的能力。流动性越好，液态金属充满铸型的能力越能力。流动性越好，液态金属充满铸型的能力越强，容易铸造细、薄、精密的铸件。流动性差，强，容易铸造细、薄、精密的铸件。流动性差，铸型就不易被液态金属充满，铸件就容易造成铸型就不易被液态金属充满，铸件就容易造成“缺肉缺肉”而成为废品。而成为废品。4.1 4.1 车身用金属材料车身用金属材料一、金属材料的主要性能一、金属材料的主要性能2. 2. 金属材料的

14、工艺性能金属材料的工艺性能 收缩性。收缩性是指铸件在冷却凝固时，收缩性。收缩性是指铸件在冷却凝固时，体积和线性尺寸收缩的程度。收缩不利于金属铸体积和线性尺寸收缩的程度。收缩不利于金属铸造，它将使铸件产生缩孔、缩松、变形等缺陷。造，它将使铸件产生缩孔、缩松、变形等缺陷。 偏析趋势。是指铸件凝固后，出现化学成偏析趋势。是指铸件凝固后，出现化学成分和组织上不均匀的现象，从而导致铸件各部位分和组织上不均匀的现象，从而导致铸件各部位的力学性能差异。一般说来合金钢的偏析倾向较的力学性能差异。一般说来合金钢的偏析倾向较大，高碳钢的偏析倾向比低碳钢大，因此，这类大，高碳钢的偏析倾向比低碳钢大，因此，这类钢需要

15、铸后热处理钢需要铸后热处理( (扩散退火扩散退火) )来消除偏析。来消除偏析。4.1 4.1 车身用金属材料车身用金属材料一、金属材料的主要性能一、金属材料的主要性能2. 2. 金属材料的工艺性能金属材料的工艺性能 （2 2）切削加工性）切削加工性 金属材料在切削加工时所金属材料在切削加工时所表现的性能称为切削加工性。金属材料的切削加表现的性能称为切削加工性。金属材料的切削加工性很难用一个指标来评定，通常用工性很难用一个指标来评定，通常用“切削率切削率”或切削加工系数来相对地表示。或切削加工系数来相对地表示。 一般来说，有色金属比黑色金属材料的切削一般来说，有色金属比黑色金属材料的切削加工性好

16、，铸铁比钢的切削加工性好，中碳钢又加工性好，铸铁比钢的切削加工性好，中碳钢又比低碳钢的切削加工性好。比低碳钢的切削加工性好。4.1 4.1 车身用金属材料车身用金属材料一、金属材料的主要性能一、金属材料的主要性能2. 2. 金属材料的工艺性能金属材料的工艺性能 （3 3）焊接性）焊接性 用焊接方法将两种相同或不同用焊接方法将两种相同或不同的金属材料焊合在一起，并能获得优良性能的焊的金属材料焊合在一起，并能获得优良性能的焊缝称为焊接性。缝称为焊接性。 一般来说，导热性过高或过低、热膨胀性大、一般来说，导热性过高或过低、热膨胀性大、塑性低或焊接时容易氧化、吸气的金属，其焊接塑性低或焊接时容易氧化、

17、吸气的金属，其焊接性比较差。低碳钢具有良好的焊接性，中碳钢中性比较差。低碳钢具有良好的焊接性，中碳钢中等，高碳钢、高合金钢、铸铁和铝合金的焊接性等，高碳钢、高合金钢、铸铁和铝合金的焊接性较差。较差。4.1 4.1 车身用金属材料车身用金属材料一、金属材料的主要性能一、金属材料的主要性能2. 2. 金属材料的工艺性能金属材料的工艺性能 （4 4）可锻性）可锻性 是指金属材料在锻造过程中承受塑性变是指金属材料在锻造过程中承受塑性变形的性能。如果金属材料的塑性好，易于锻造成形而不发形的性能。如果金属材料的塑性好，易于锻造成形而不发生破裂，就认为可锻性好。铜、铝的合金在冷态下就具有生破裂，就认为可锻性

18、好。铜、铝的合金在冷态下就具有很好的可锻性；碳钢在加热状态下，可锻性也很好；而青很好的可锻性；碳钢在加热状态下，可锻性也很好；而青铜的可锻性就差些。至于脆性材料的可锻性就更差，如铸铜的可锻性就差些。至于脆性材料的可锻性就更差，如铸铁几乎就不能锻造。铁几乎就不能锻造。4.1 4.1 车身用金属材料车身用金属材料一、金属材料的主要性能一、金属材料的主要性能2. 2. 金属材料的工艺性能金属材料的工艺性能 （5 5）冲压性）冲压性 是指金属经过冲压变形而不产生裂纹等是指金属经过冲压变形而不产生裂纹等缺陷的性能。许多金属产品的制造都要经过冲压工艺，如缺陷的性能。许多金属产品的制造都要经过冲压工艺，如汽

19、车壳体、搪瓷制品坯料。为保证制品的质量和工艺的顺汽车壳体、搪瓷制品坯料。为保证制品的质量和工艺的顺利进行，用于冲压的金属板、带等必须具有合格的冲压性利进行，用于冲压的金属板、带等必须具有合格的冲压性能。能。 （6 6）热处理工艺性）热处理工艺性 是指金属经过热处理后，其组织是指金属经过热处理后，其组织和性能改变的能力，包括淬硬性、淬透性、回火脆性、氧和性能改变的能力，包括淬硬性、淬透性、回火脆性、氧化及脱碳趋势等。化及脱碳趋势等。4.1 4.1 车身用金属材料车身用金属材料二、车身用金属材料种类二、车身用金属材料种类1. 1. 热轧钢板和冷轧钢板热轧钢板和冷轧钢板 车身结构中有两种类型的钢板：

20、热轧钢板和车身结构中有两种类型的钢板：热轧钢板和冷轧钢板。冷轧钢板。 （1 1）热轧钢板是在）热轧钢板是在800800以上的高温下轧制以上的高温下轧制的，它的厚度一般在的，它的厚度一般在1.61.68mm8mm之间，用于制造汽之间，用于制造汽车上要求强度高的零部件，例如车身、横梁、纵车上要求强度高的零部件，例如车身、横梁、纵梁、车身内部钢板、底盘零件等。梁、车身内部钢板、底盘零件等。4.1 4.1 车身用金属材料车身用金属材料二、车身用金属材料种类二、车身用金属材料种类1. 1. 热轧钢板和冷轧钢板热轧钢板和冷轧钢板 （2 2）冷轧钢板是由热轧钢板经过酸洗后冷轧变薄，并）冷轧钢板是由热轧钢板经

21、过酸洗后冷轧变薄，并经过退火处理后得到的（因为滚轧的关系，内部结构变硬，经过退火处理后得到的（因为滚轧的关系，内部结构变硬，要实施退火处理使它软化）。由于冷轧钢板是在较低的温要实施退火处理使它软化）。由于冷轧钢板是在较低的温度下轧制的，它的厚度精度高，一般厚度为度下轧制的，它的厚度精度高，一般厚度为0.40.41.4mm1.4mm。冷轧钢板的表面质量好，具有良好的可压缩性和焊接性能。冷轧钢板的表面质量好，具有良好的可压缩性和焊接性能。大多数整体式车身都采用冷轧钢板制成。在悬架周围、车大多数整体式车身都采用冷轧钢板制成。在悬架周围、车身底部容易腐蚀的地方，采用经过表面处理的冷轧钢板作身底部容易腐

22、蚀的地方，采用经过表面处理的冷轧钢板作为防锈钢板。为防锈钢板。 4.1 4.1 车身用金属材料车身用金属材料二、车身用金属材料种类二、车身用金属材料种类2. 2. 低碳钢低碳钢 在在20002000年前的车身修理中遇到的钢板大多数是低碳钢年前的车身修理中遇到的钢板大多数是低碳钢制成的。低碳钢的含碳量低，比较软，便于加工，可以很制成的。低碳钢的含碳量低，比较软，便于加工，可以很安全地进行焊接、热收缩和冷加工等操作，它的强度不会安全地进行焊接、热收缩和冷加工等操作，它的强度不会受到严重影响。由于低碳钢容易变形，所以要用较厚的板受到严重影响。由于低碳钢容易变形，所以要用较厚的板件才能达到足够的强度，

23、导致汽车质量增加。为了达到环件才能达到足够的强度，导致汽车质量增加。为了达到环保和节能的要求，汽车车身的质量既要轻又要有足够强度，保和节能的要求，汽车车身的质量既要轻又要有足够强度，因此在整体式车身上越来越少采用低碳钢。但车身的外覆因此在整体式车身上越来越少采用低碳钢。但车身的外覆盖件从修理的角度考虑一般还会采用低碳钢来制造。盖件从修理的角度考虑一般还会采用低碳钢来制造。 4.1 4.1 车身用金属材料车身用金属材料二、车身用金属材料种类二、车身用金属材料种类3. 3. 高强度钢高强度钢 高强度钢泛指强度高于低碳钢的各种类型的高强度钢泛指强度高于低碳钢的各种类型的钢材，一般强度在钢材，一般强度

24、在200 N200 Nmmmm2 2以上。以上。 新设计的整体式车身通常比车架式车身小，新设计的整体式车身通常比车架式车身小，车身的前部要求能够承受比过去大得多的载荷，车身的前部要求能够承受比过去大得多的载荷，并能够更好地吸收碰撞能量，高强度钢正好可以并能够更好地吸收碰撞能量，高强度钢正好可以解决这两方面的问题。解决这两方面的问题。4.1 4.1 车身用金属材料车身用金属材料二、车身用金属材料种类二、车身用金属材料种类3. 3. 高强度钢高强度钢 整体式车身对构件的要求有以下几点。整体式车身对构件的要求有以下几点。 要有足够的强度。例如挡泥板，它不仅具有挡泥的要有足够的强度。例如挡泥板，它不仅

25、具有挡泥的作用，同时还要能够承受悬架的一部分载荷，并支撑横向作用，同时还要能够承受悬架的一部分载荷，并支撑横向安装的发动机、蓄电池、点火装置和减振器。安装的发动机、蓄电池、点火装置和减振器。 要求质量轻，以减少燃料消耗。要求质量轻，以减少燃料消耗。 要有很好的塑性。高强度钢可以设计成抗弯截面，要有很好的塑性。高强度钢可以设计成抗弯截面，能吸收碰撞能量并减少传递到乘坐室内的损害。能吸收碰撞能量并减少传递到乘坐室内的损害。 4.1 4.1 车身用金属材料车身用金属材料二、车身用金属材料种类二、车身用金属材料种类3. 3. 高强度钢高强度钢 为了达到这些要求，许多汽车制造厂都采用强度好、为了达到这些

26、要求，许多汽车制造厂都采用强度好、质量轻的高强度钢来制造现代车身大部分的板件。质量轻的高强度钢来制造现代车身大部分的板件。 4.1 4.1 车身用金属材料车身用金属材料二、车身用金属材料种类二、车身用金属材料种类3. 3. 高强度钢高强度钢 （1 1）高强度、低合金钢）高强度、低合金钢 高强度、低合金钢（高强度、低合金钢（HSLAHSLA）又称回磷钢，通过在低碳）又称回磷钢，通过在低碳钢中加人磷来提高钢的强度。它有和低碳钢相类似的加工钢中加人磷来提高钢的强度。它有和低碳钢相类似的加工特性，为汽车的外部面板和车身提供了更高的抗拉强度。特性，为汽车的外部面板和车身提供了更高的抗拉强度。 例如前后纵

27、梁、门槛板、保险杠面板、保险杠加强筋例如前后纵梁、门槛板、保险杠面板、保险杠加强筋和车门立柱等。由于它的强度主要取决于添加的化学元素，和车门立柱等。由于它的强度主要取决于添加的化学元素，但对高强度钢材高温加热后，原用于提高强度的化学元素但对高强度钢材高温加热后，原用于提高强度的化学元素被损失掉，导致强度降低。被损失掉，导致强度降低。4.1 4.1 车身用金属材料车身用金属材料二、车身用金属材料种类二、车身用金属材料种类3. 3. 高强度钢高强度钢 （1 1）高强度、低合金钢）高强度、低合金钢 为了避免汽车结构性能明显降低，所以在修为了避免汽车结构性能明显降低，所以在修理时对高强度钢一定要按生产

28、厂规定的温度加热。理时对高强度钢一定要按生产厂规定的温度加热。根据经验，加热温度不可超过根据经验，加热温度不可超过370370480480，同时，同时加热时间不可超过加热时间不可超过3 min3 min。因此对高强度、低合。因此对高强度、低合金钢进行焊接时，要采用气体保护焊或电阻点焊，金钢进行焊接时，要采用气体保护焊或电阻点焊，不允许采用氧乙炔和电弧焊焊接。不允许采用氧乙炔和电弧焊焊接。4.1 4.1 车身用金属材料车身用金属材料二、车身用金属材料种类二、车身用金属材料种类3. 3. 高强度钢高强度钢 （2 2）高抗拉强度钢。）高抗拉强度钢。 高抗拉强度钢（高抗拉强度钢（HSSHSS）又称）又

29、称SiSiMnMn固溶体淬火钢。这固溶体淬火钢。这种钢增加了硅、锰和碳的含量使抗拉强度提高。一般用这种钢增加了硅、锰和碳的含量使抗拉强度提高。一般用这种钢来制造与悬架装置有关的构件和车身等。种钢来制造与悬架装置有关的构件和车身等。 沉淀淬硬钢是另一种高抗拉强度钢，它通过形成碳氮沉淀淬硬钢是另一种高抗拉强度钢，它通过形成碳氮化铌沉淀物来提高钢材的强度。这是化铌沉淀物来提高钢材的强度。这是2020世纪世纪7070年代初期发年代初期发展起来的一种高抗拉强度钢，具有优异的加工性能。这种展起来的一种高抗拉强度钢，具有优异的加工性能。这种钢主要用于门边护板、保险杠加强筋等。钢主要用于门边护板、保险杠加强筋

30、等。4.1 4.1 车身用金属材料车身用金属材料二、车身用金属材料种类二、车身用金属材料种类3. 3. 高强度钢高强度钢 （3 3）超高强度钢）超高强度钢 在现代车身上应用的超高强度钢（在现代车身上应用的超高强度钢（UHSSUHSS）主要有：高）主要有：高塑性钢、双相钢、多相钢、硼钢和铁素体塑性钢、双相钢、多相钢、硼钢和铁素体- -贝氏体钢等。贝氏体钢等。超高强度钢的获得主要有两种方式：超高强度钢的获得主要有两种方式： 对普通碳钢进行热处理后，它的抗拉强度几乎可达对普通碳钢进行热处理后，它的抗拉强度几乎可达到原钢材的到原钢材的1010倍。这种钢有以下三种。倍。这种钢有以下三种。单相钢，这种钢只

31、有一相显微组织，如马氏体，马氏体钢单相钢，这种钢只有一相显微组织，如马氏体，马氏体钢是最著名的超高强度钢。是最著名的超高强度钢。4.1 4.1 车身用金属材料车身用金属材料二、车身用金属材料种类二、车身用金属材料种类3. 3. 高强度钢高强度钢 （3 3）超高强度钢）超高强度钢 双相钢，是将钢材在一个连续的热处理传送带或带钢热双相钢，是将钢材在一个连续的热处理传送带或带钢热轧机上淬火而得到的。这种钢具有两相显微组织（淬硬的轧机上淬火而得到的。这种钢具有两相显微组织（淬硬的马氏体结构和铁素体结构），如图马氏体结构和铁素体结构），如图4-24-2所示。双相钢的可成所示。双相钢的可成形性好，其抗拉强

32、度大于形性好，其抗拉强度大于800 MPa800 MPa。这种钢材主要应用于前。这种钢材主要应用于前纵梁吸能区的部件。纵梁吸能区的部件。 多相钢，这种钢具有多相的显微组织（铁素体、马氏体、多相钢，这种钢具有多相的显微组织（铁素体、马氏体、贝氏体和奥氏体结构），如图贝氏体和奥氏体结构），如图4-34-3所示，它具有很高的强度。所示，它具有很高的强度。 汽车上所有的车门、车顶纵梁和一些保险杠加强筋都是由汽车上所有的车门、车顶纵梁和一些保险杠加强筋都是由各种超高强度钢制成的。各种超高强度钢制成的。4.1 4.1 车身用金属材料车身用金属材料二、车身用金属材料种类二、车身用金属材料种类3. 3. 高强

33、度钢高强度钢图4-2双相钢显微组织 图4-3多相钢显徽组织 4.1 4.1 车身用金属材料车身用金属材料二、车身用金属材料种类二、车身用金属材料种类3. 3. 高强度钢高强度钢 （3 3）超高强度钢）超高强度钢 对普通碳钢添加合对普通碳钢添加合金元素（如硼元素、碳元金元素（如硼元素、碳元素等）并同时进行热处理。素等）并同时进行热处理。硼钢的抗拉强度能达到硼钢的抗拉强度能达到130013001400 MPa1400 MPa。如。如VOLVO SC90VOLVO SC90型车的中立柱型车的中立柱就是用硼钢来制造的（图就是用硼钢来制造的（图4-44-4），在侧面碰撞时它），在侧面碰撞时它可防止车内乘

34、员免受或少可防止车内乘员免受或少受伤害。受伤害。 图4-4 VOLVO SC90的硼钢中立柱 4.1 4.1 车身用金属材料车身用金属材料二、车身用金属材料种类二、车身用金属材料种类3. 3. 高强度钢高强度钢 （4 4）高强度钢在现代车身上的应用。）高强度钢在现代车身上的应用。5年前现在变化趋势低碳钢7030高强度钢2050超高强度钢10204.1 4.1 车身用金属材料车身用金属材料二、车身用金属材料种类二、车身用金属材料种类3. 3. 高强度钢高强度钢从图从图4-54-5，图，图4-64-6中可以看到，各种高强度钢制成的部中可以看到，各种高强度钢制成的部件（深色的部分）在现代车身中的应用

35、。件（深色的部分）在现代车身中的应用。 图4-5低合金钢在车身中的应用 图4-6高抗拉强度钢在车身中的应用 4.1 4.1 车身用金属材料车身用金属材料二、车身用金属材料种类二、车身用金属材料种类3. 3. 高强度钢高强度钢从图从图4-74-7和图和图4-84-8中可以看到，各种高强度钢制成的部中可以看到，各种高强度钢制成的部件（深色的部分）在现代车身中的应用。件（深色的部分）在现代车身中的应用。 图4-7硼钢在车身中的应用 图4-8双相钢在车身中的应用 4.1 4.1 车身用金属材料车身用金属材料二、车身用金属材料种类二、车身用金属材料种类3. 3. 高强度钢高强度钢 （5 5）修理高强度钢

36、板的注意事项）修理高强度钢板的注意事项 加热对钢材性能的影响。加热对钢材性能的影响。对低碳钢进行加热时，随着钢板温度的增高，其强度和刚对低碳钢进行加热时，随着钢板温度的增高，其强度和刚度随着下降；停止加热，温度下降到常温后，它的强度又度随着下降；停止加热，温度下降到常温后，它的强度又恢复到原来的程度。恢复到原来的程度。 温度（温度（）6007008009001000110012001300颜色变化颜色变化暗红暗红红色红色淡红淡红橘红橘红黄色黄色淡黄淡黄白色白色亮白亮白钢材的颜色与温度表钢材的颜色与温度表 表表4-2 4.1 4.1 车身用金属材料车身用金属材料二、车身用金属材料种类二、车身用金

37、属材料种类3. 3. 高强度钢高强度钢 钢材热处理的种类钢材热处理的种类钢材的热处理通常可分为四类：正火处理、淬火处理、回钢材的热处理通常可分为四类：正火处理、淬火处理、回火处理和退火处理。火处理和退火处理。 钢材的热处理是以调整加热温度和冷却速率来控制的，钢材的热处理是以调整加热温度和冷却速率来控制的，而热处理的结果依金属的含碳量和合金的种类有所不同。而热处理的结果依金属的含碳量和合金的种类有所不同。从图从图4-94-9可以知道不同的热处理方式与温度的关系。可以知道不同的热处理方式与温度的关系。 正火处理用来强化内部结构。正火处理是将钢材加热到正火处理用来强化内部结构。正火处理是将钢材加热到

38、850850后，以空气来冷却的一种热处理过程。后，以空气来冷却的一种热处理过程。 4.1 4.1 车身用金属材料车身用金属材料二、车身用金属材料种类二、车身用金属材料种类3. 3. 高强度钢高强度钢图4-9热处理与温度的关系 4.1 4.1 车身用金属材料车身用金属材料二、车身用金属材料种类二、车身用金属材料种类3. 3. 高强度钢高强度钢 淬火处理用来增加硬度（脆性）。淬火处理是将含碳量淬火处理用来增加硬度（脆性）。淬火处理是将含碳量为为0.40.4的钢材加热至的钢材加热至850850后，急速冷却的一种热处理过后，急速冷却的一种热处理过程。淬火虽然增加硬度，但同时也增加脆性。程。淬火虽然增加

39、硬度，但同时也增加脆性。 回火处理用来增加韧性。回火处理是将淬火处理过的回火处理用来增加韧性。回火处理是将淬火处理过的材料，再次加热到材料，再次加热到200200，然后冷却的一种热处理过程。，然后冷却的一种热处理过程。回火处理可使材料的内部组织稳定，以增加韧性。回火处理可使材料的内部组织稳定，以增加韧性。 退火处理用来增加柔软性。退火处理是材料加热后，退火处理用来增加柔软性。退火处理是材料加热后，慢慢冷却的一种热处理过程。加热的温度根据需求而有所慢慢冷却的一种热处理过程。加热的温度根据需求而有所不同。不同。 4.1 4.1 车身用金属材料车身用金属材料二、车身用金属材料种类二、车身用金属材料种

40、类3. 3. 高强度钢高强度钢 高强度钢的修理高强度钢的修理 在整体式车身的修理中，不能应用氧乙炔焊、电弧焊在整体式车身的修理中，不能应用氧乙炔焊、电弧焊等在焊接中产生大量热量的焊接方式，而是应用惰性气体等在焊接中产生大量热量的焊接方式，而是应用惰性气体保护焊和电阻点焊等产生热量少的焊接方式。保护焊和电阻点焊等产生热量少的焊接方式。 在修理中对钢板进行加热的目的是为了消除钢板内部在修理中对钢板进行加热的目的是为了消除钢板内部的应力，而不是用过度加热来软化钢板以方便修理。消除的应力，而不是用过度加热来软化钢板以方便修理。消除应力的加热方式一般不能超过应力的加热方式一般不能超过200200，在加热

41、时要采用热，在加热时要采用热敏材料来控制加热的温度。敏材料来控制加热的温度。4.1 4.1 车身用金属材料车身用金属材料三、特殊金属板在车身中的应用三、特殊金属板在车身中的应用 1. 1. 防锈钢板防锈钢板 防锈钢板的表面有一层镀层，镀层的种类有镀锌、镀防锈钢板的表面有一层镀层，镀层的种类有镀锌、镀铝和镀锡。在这三种镀层中镀锌和镀铝比钢板容易腐蚀，铝和镀锡。在这三种镀层中镀锌和镀铝比钢板容易腐蚀，而镀锡防腐蚀能力则比钢板好。镀锌钢板对碱性环境的防而镀锡防腐蚀能力则比钢板好。镀锌钢板对碱性环境的防腐性能要腐性能要 好于酸性环境，一般用于车身钢板；而镀铝好于酸性环境，一般用于车身钢板；而镀铝钢板对

42、酸性环境的防腐性能要好于碱性环境，一般用于排钢板对酸性环境的防腐性能要好于碱性环境，一般用于排气管护板；镀锡钢板则用于燃油箱（表气管护板；镀锡钢板则用于燃油箱（表4-34-3）。）。4.1 4.1 车身用金属材料车身用金属材料三、特殊金属板在车身中的应用三、特殊金属板在车身中的应用 1. 1. 防锈钢板防锈钢板车身防锈钢板种类与用途车身防锈钢板种类与用途 表表4-3防锈钢板种类防锈钢板种类用途用途镀锌钢板镀锌钢板熔融镀锌熔融镀锌双层镀锌双层镀锌车身钢板车身钢板车门、发动机等车门、发动机等镀锡钢板镀锡钢板 燃油箱燃油箱镀铝钢板镀铝钢板 排气管护板排气管护板4.1 4.1 车身用金属材料车身用金属

43、材料三、特殊金属板在车身中的应用三、特殊金属板在车身中的应用 1. 1. 防锈钢板防锈钢板 镀锌钢板的种类有以下几种。镀锌钢板的种类有以下几种。 （1 1）电镀锌钢板。表面均匀，涂装性、焊接性好，但）电镀锌钢板。表面均匀，涂装性、焊接性好，但是镀层薄，防锈性差。是镀层薄，防锈性差。 （2 2）熔解镀锌钢板。镀层厚、防锈性好，不过焊接性）熔解镀锌钢板。镀层厚、防锈性好，不过焊接性和涂装性差。和涂装性差。 （3 3）镍锌合金电镀钢板。通过电镀锌和镍的合金，力）镍锌合金电镀钢板。通过电镀锌和镍的合金，力求达到涂装性、加工性和防锈性集为一体的效果。求达到涂装性、加工性和防锈性集为一体的效果。 （4 4

44、）合金化熔解镀锌钢板。将熔解镀锌钢板加热到）合金化熔解镀锌钢板。将熔解镀锌钢板加热到450450600600，对镀层膜进行与铁的合金化处理。这样处理，对镀层膜进行与铁的合金化处理。这样处理后，有利于焊接、涂装、防锈。后，有利于焊接、涂装、防锈。4.1 4.1 车身用金属材料车身用金属材料三、特殊金属板在车身中的应用三、特殊金属板在车身中的应用 1. 1. 防锈钢板防锈钢板 车身用的镀锌钢板有单面镀锌和双面镀锌两种（图车身用的镀锌钢板有单面镀锌和双面镀锌两种（图4-4-1010），双面镀锌钢板一般用在车身的下部板件，如车地板、），双面镀锌钢板一般用在车身的下部板件，如车地板、挡泥板、发动机罩等部

45、位，这些部位经常接触腐蚀物质，挡泥板、发动机罩等部位，这些部位经常接触腐蚀物质，需要重点防护。单面镀锌一般用在不经常接触腐蚀物质的需要重点防护。单面镀锌一般用在不经常接触腐蚀物质的部件，如车身上部的板件。部件，如车身上部的板件。图图4-10单面和双面镀锌钢板单面和双面镀锌钢板4.1 4.1 车身用金属材料车身用金属材料三、特殊金属板在车身中的应用三、特殊金属板在车身中的应用 1. 1. 防锈钢板防锈钢板镀锌钢板上的单面镀锌根据锌镀层的不同，一般有单层镀锌钢板上的单面镀锌根据锌镀层的不同，一般有单层镀锌和双层镀锌两种（图镀锌和双层镀锌两种（图4-114-11）。）。图图4-11镀锌涂层的类型镀锌

46、涂层的类型4.1 4.1 车身用金属材料车身用金属材料三、特殊金属板在车身中的应用三、特殊金属板在车身中的应用 2. 2. 不锈钢不锈钢不锈钢板是一种铬、镍合金碳钢，碳钢的含铬量大约为不锈钢板是一种铬、镍合金碳钢，碳钢的含铬量大约为1212，在车身上主要用于一些豪华车的外装饰部件。，在车身上主要用于一些豪华车的外装饰部件。 3. 3. 夹层制振钢板夹层制振钢板 夹层制振钢板在其表面或中间覆有塑胶，如图夹层制振钢板在其表面或中间覆有塑胶，如图4-124-12所示，所示，以前用于钢板覆盖的塑胶膜较薄，而现在应用的覆盖塑胶以前用于钢板覆盖的塑胶膜较薄，而现在应用的覆盖塑胶膜较厚，吸收振动的效果更好一

47、些。夹层制振钢板用在下膜较厚，吸收振动的效果更好一些。夹层制振钢板用在下隔板或乘坐室隔板。隔板或乘坐室隔板。4.1 4.1 车身用金属材料车身用金属材料三、特殊金属板在车身中的应用三、特殊金属板在车身中的应用 1. 1. 防锈钢板防锈钢板图图4-12夹层制振钢板夹层制振钢板4.1 4.1 车身用金属材料车身用金属材料三、特殊金属板在车身中的应用三、特殊金属板在车身中的应用 4. 4. 铝合金铝合金 （1 1）铝合金在车身中的应用）铝合金在车身中的应用 以前铝合金仅应用在汽车的发动机、轮毂等部位，但以前铝合金仅应用在汽车的发动机、轮毂等部位，但现在一些新型的车身上开始应用铝合金。最初铝合金只应现

48、在一些新型的车身上开始应用铝合金。最初铝合金只应用于车身外部装饰件，现在车身结构件也可以全部用铝合用于车身外部装饰件，现在车身结构件也可以全部用铝合金来制造，例如奥迪金来制造，例如奥迪A6A6、别克、别克GL8GL8、标致、标致307307和欧宝维特和欧宝维特C C等发动机罩用铝合金制造；雷诺等发动机罩用铝合金制造；雷诺Laguna iiLaguna ii的发动机罩、的发动机罩、车顶和车门板都用铝合金制造；奥迪车顶和车门板都用铝合金制造；奥迪A2A2（图（图4-134-13）、）、A8A8、捷豹的捷豹的XJXJ，以及宝马，以及宝马5 5系列（图系列（图4-144-14）用铝合金来制造车）用铝合

49、金来制造车身结构件和外部板件。身结构件和外部板件。4.1 4.1 车身用金属材料车身用金属材料三、特殊金属板在车身中的应用三、特殊金属板在车身中的应用 4. 4. 铝合金铝合金图图4-13奥迪奥迪A2全铝车身全铝车身图图4-14宝马宝马5系列前部铝车身系列前部铝车身4.1 4.1 车身用金属材料车身用金属材料三、特殊金属板在车身中的应用三、特殊金属板在车身中的应用 4. 4. 铝合金铝合金 车身中的铝合金，依照它们在车身中应用的要求，可车身中的铝合金，依照它们在车身中应用的要求，可分为铸造件、冲压件、压铸件。车身板件大部分使用压铸分为铸造件、冲压件、压铸件。车身板件大部分使用压铸件。件。 压铸

50、件用来制造能够承受大载荷的部件，明显减轻质压铸件用来制造能够承受大载荷的部件，明显减轻质量但同时还具有高的强度。这些板件具有复杂的几何形状，量但同时还具有高的强度。这些板件具有复杂的几何形状，通常是用真空压铸的方式生产，使它具有高强度。它还具通常是用真空压铸的方式生产，使它具有高强度。它还具有高的延展性，良好的焊接性能，较高的塑性，保证它在有高的延展性，良好的焊接性能，较高的塑性，保证它在碰撞时有很高的安全性。碰撞时有很高的安全性。 这些压铸件的铝合金类型是铝硅、铅镁系列铝合金，这些压铸件的铝合金类型是铝硅、铅镁系列铝合金，合金中主要合金元素是镁、硅，有的加入铜。合金中主要合金元素是镁、硅，有

51、的加入铜。 4.1 4.1 车身用金属材料车身用金属材料三、特殊金属板在车身中的应用三、特殊金属板在车身中的应用 4. 4. 铝合金铝合金 铝合金部件一般应铝合金部件一般应用在碰撞吸能区域（图用在碰撞吸能区域（图4-154-15）。除了能够承受）。除了能够承受正常的载荷外，在碰撞正常的载荷外，在碰撞变形中还可以吸收大量变形中还可以吸收大量的能量，保护后面的部的能量，保护后面的部件完整不会变形。一般件完整不会变形。一般用来制造横梁、保险杠用来制造横梁、保险杠及其支撑件等。及其支撑件等。 图图4-15车身前部铝合金吸能部件车身前部铝合金吸能部件 4.1 4.1 车身用金属材料车身用金属材料三、特殊

52、金属板在车身中的应用三、特殊金属板在车身中的应用 4. 4. 铝合金铝合金 冲压件有非常高的强度，它们能够加强车身的强度和冲压件有非常高的强度，它们能够加强车身的强度和刚性，使车身能够在剧烈的碰撞中保持结构的完整性。在刚性，使车身能够在剧烈的碰撞中保持结构的完整性。在车身的铝合金件上一般都标有铝合金的类型标识（图车身的铝合金件上一般都标有铝合金的类型标识（图4-164-16）如宝马如宝马5 5系列的减振器支座（图系列的减振器支座（图4-174-17），是用铝镁合金制），是用铝镁合金制造的。造的。图图4-16奥迪奥迪A2的铝合金件上的标识的铝合金件上的标识 图图4-17宝马宝马5系列车减振器支座

53、系列车减振器支座 4.1 4.1 车身用金属材料车身用金属材料4.2 4.2 汽车非金属材料汽车非金属材料【学习内容学习内容 】4.2 4.2 汽车非金属材料汽车非金属材料3.3.区域钢化玻璃区域钢化玻璃 4.4.特殊功能的玻璃特殊功能的玻璃 4.24.2汽车非金属材料汽车非金属材料一、汽车用玻璃一、汽车用玻璃1.1.夹层玻璃夹层玻璃 2.2.钢化玻璃钢化玻璃 4.2 4.2 汽车非金属材料汽车非金属材料一、汽车用玻璃一、汽车用玻璃1.1.夹层玻璃夹层玻璃 夹层玻璃内部有一种透明可黏合性的塑料膜，贴在夹层玻璃内部有一种透明可黏合性的塑料膜，贴在二层或三层玻璃之间，它将塑料的强韧性和玻璃的坚硬二

54、层或三层玻璃之间，它将塑料的强韧性和玻璃的坚硬性结合在一起，增加了玻璃的抗破碎能力。性结合在一起，增加了玻璃的抗破碎能力。4.2 4.2 汽车非金属材料汽车非金属材料一、汽车用玻璃一、汽车用玻璃2.2.钢化玻璃钢化玻璃 钢化玻璃是将普通玻璃淬火使其内部组织形成一定钢化玻璃是将普通玻璃淬火使其内部组织形成一定的内应力，从而使玻璃的强度得到加强。在受到冲击破的内应力，从而使玻璃的强度得到加强。在受到冲击破碎时，玻璃会分裂成带钝边的小碎块，对乘员不易造成碎时，玻璃会分裂成带钝边的小碎块，对乘员不易造成伤害。伤害。4.2 4.2 汽车非金属材料汽车非金属材料一、汽车用玻璃一、汽车用玻璃3.3.区域钢化

55、玻璃区域钢化玻璃 区域钢化玻璃是钢化玻璃的一个新品种，它经过特区域钢化玻璃是钢化玻璃的一个新品种，它经过特殊处理，能够在受到冲击破碎时，其玻璃的裂纹仍可以殊处理，能够在受到冲击破碎时，其玻璃的裂纹仍可以保持一定的清晰度，保证驾驶人的视野区域不受到影响。保持一定的清晰度，保证驾驶人的视野区域不受到影响。目前汽车风窗玻璃以夹层区域钢化玻璃为主，能承受较目前汽车风窗玻璃以夹层区域钢化玻璃为主，能承受较强的冲击力。强的冲击力。4.2 4.2 汽车非金属材料汽车非金属材料一、汽车用玻璃一、汽车用玻璃4.4.特殊功能的玻璃特殊功能的玻璃 （1 1）单面透视玻璃。它是在普通玻璃上涂抹一层铬、）单面透视玻璃。

56、它是在普通玻璃上涂抹一层铬、铝或铱的薄膜制成。它可以将光线大部分反射回去，使铝或铱的薄膜制成。它可以将光线大部分反射回去，使汽车从内向外可视性好，车外却无法透视车内。汽车从内向外可视性好，车外却无法透视车内。 （2 2）控制风窗玻璃。这种玻璃具有雨点传感作用，）控制风窗玻璃。这种玻璃具有雨点传感作用，其传感器可测出雨点，然后自动打开风窗玻璃上的刮水其传感器可测出雨点，然后自动打开风窗玻璃上的刮水器，并根据雨量的大小变化，随时改变刮水器速度。器，并根据雨量的大小变化，随时改变刮水器速度。 （3 3）控制阳光玻璃。这种玻璃能挡住多达）控制阳光玻璃。这种玻璃能挡住多达8484的太的太阳能，可以在汽车

57、所有车窗关闭和阳光直接暴晒情况下，阳能，可以在汽车所有车窗关闭和阳光直接暴晒情况下，使车内保持凉爽。使车内保持凉爽。4.2 4.2 汽车非金属材料汽车非金属材料一、汽车用玻璃一、汽车用玻璃4.4.特殊功能的玻璃特殊功能的玻璃 （4 4）导电玻璃。它是在普通玻璃表面涂上一层氧化）导电玻璃。它是在普通玻璃表面涂上一层氧化钛、氧化锂之类的薄膜而制成。这种玻璃通过微量的电钛、氧化锂之类的薄膜而制成。这种玻璃通过微量的电流，会发生热量，附在车窗上的冰霜立即融化，以保证流，会发生热量，附在车窗上的冰霜立即融化，以保证车内人员的视线。车内人员的视线。 （5 5）显示器系统玻璃。这种汽车玻璃还可以作为显）显示

58、器系统玻璃。这种汽车玻璃还可以作为显示器系统，未来汽车路线指南、方位图等都可以从仪表示器系统，未来汽车路线指南、方位图等都可以从仪表板后面投射到汽车前风窗玻璃上，这样驾驶人不用看仪板后面投射到汽车前风窗玻璃上，这样驾驶人不用看仪表，只需正视前方，就可以看到玻璃上显示的各种需要表，只需正视前方，就可以看到玻璃上显示的各种需要的信息，既方便又安全。的信息，既方便又安全。3. 3. 塑料在汽车中的应用塑料在汽车中的应用4.24.2汽车非金属材料汽车非金属材料二、汽车用塑料二、汽车用塑料1. 1. 塑料的组成塑料的组成2. 2. 塑料的分类和特性塑料的分类和特性4.2 4.2 汽车非金属材料汽车非金属

59、材料二、汽车用塑料二、汽车用塑料1. 1. 塑料的组成塑料的组成 塑料是以合成树脂为基体，并加入某些添加剂制成的高塑料是以合成树脂为基体，并加入某些添加剂制成的高分子材料。它在一定温度、一定压力下可以塑造成各种形分子材料。它在一定温度、一定压力下可以塑造成各种形状的部件。状的部件。 （1 1）合成树脂。合成树脂是塑料的主要成分，它的种）合成树脂。合成树脂是塑料的主要成分，它的种类、性质及加入量的多少对塑料的性能起到很大的影响，类、性质及加入量的多少对塑料的性能起到很大的影响，大部分塑料是以所加树脂的名称来命名的。工程上常用的大部分塑料是以所加树脂的名称来命名的。工程上常用的合成树脂有酚醛树脂、

60、环氧树脂、氨基树脂、有机硅树脂合成树脂有酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、有机硅树脂和聚氯乙烯、聚苯乙烯等。和聚氯乙烯、聚苯乙烯等。 （2 2）添加剂。加入添加剂是为了改善塑料的性能，扩）添加剂。加入添加剂是为了改善塑料的性能，扩大其使用范围。它包括填料、增塑剂、稳定剂、固化剂和大其使用范围。它包括填料、增塑剂、稳定剂、固化剂和着色剂等。着色剂等。4.2 4.2 汽车非金属材料汽车非金属材料二、汽车用塑料二、汽车用塑料2. 2. 塑料的分类和特性塑料的分类和特性 （1 1）塑料的分类。塑料的种类很多，按其热性能不同，）塑料的分类。塑料的种类很多，按其热性能不同，可分为热固性塑料和热塑性塑料两大类。