汽车车身修复技术 课件 5 任务一 车身常用金属材料

任务一车身常用金属材料《汽车车身修复技术》任务目标任务描述知识储备任务实施1234任务目标PARTONE1一任务目标知识目标1.了解车身常用金属材料的种类；2.了解常用金属材料的特点及性质；3.掌握常用金属材料的修复特点。技能目标1.具有识别车身金属材料的能力；2.具有述说金属材料特点及性质的能力；3.具有掌握金属材料修复特点的能力。素质目标1.能够理论联系实际，有自己的见解；2.培养学生分析问题解决问题的能力；3.培养严谨的工作作风。任务描述PARTTWO2一任务描述金属材料是目前汽车上应用最为广泛的工程材料，是汽车应用材料的主体，一般汽车车身上有哪些呢？都应用在车身上的哪些部位？知识储备PARTTHREE3知识储备车身材料要满足车身设计要求，即满足强度、刚度、可焊性、耐腐蚀性、易加工成型等要求。车身上常见的金属材料知识储备一、车身常用金属材料的种类金属材料分为黑色金属材料和有色金属材料有色金属材料：指除铁基合成材料以外的所有金属及其合金材料，又称非铁合金（如铝、镁等材料）。黑色金属材料：指铁和铁基合成材料，即钢铁材料。知识储备一、车身常用金属材料的种类1234按品质分

可分为普通钢、优质钢、高级优质钢。按化学成分分

可分为碳素钢、合金钢。碳素钢即含碳量小于2.11%铁碳合金，碳素钢又分为低碳钢（含碳量低于0.25%）、中碳钢（含碳量在0.25%--0.6%）、高碳钢（含碳量高于0.6%）。合金钢即在碳素钢里加入一定数量的合金元素而形成的合金，合金钢又分为低合金钢（合金元素总含量≦5%）、中合金钢（合金元素总含量＞5%--10%）、高合金钢（合金元素总含量＞10%）。按用途分

可分为碳素结构钢和碳素工具钢。根据碳含量、热处理方法和用途的不同，碳素结构钢分为渗碳钢、调质钢和弹簧钢。按炼钢的脱氧程度分

可分为为沸腾钢、镇静钢和半镇静钢。1.钢的分类知识储备一、车身常用金属材料的种类0102根据含碳形式的不同分为白口铸铁、灰口铸铁和麻口铸铁。根据石墨形状的不一样分为灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁和合金铸铁。2.铸铁的分类知识储备二、金属材料在车身上的应用车身钢板热轧钢板冷轧钢板低碳钢高强度钢特殊处理钢1.车身钢板知识储备热轧钢板热轧钢板在800℃以上的高温下轧制，厚度1.6~1.8mm之间，主要用于汽车上一些较厚的零部件（如制造车架、骨架、梁、底盘零件等等）。冷轧钢板冷轧钢板由热轧钢板经过酸洗后冷轧变薄，在经过退火处理得到，它的厚度一般在0.4~1.4mm之间，并且厚度精度高，表面的质量好，有良好的可压缩性和焊接性能，多数整体式车身都采用冷轧钢板制成。0102二、金属材料在车身上的应用1.车身钢板知识储备低碳钢低碳钢为碳含量低于0.25%的碳素钢，因其强度低、硬度低而软，故又称软钢。它包括大部分普通碳素结构钢和一部分优质碳素结构钢，大多不经热处理用于工程结构件，有的经渗碳和其他热处理用于要求耐磨的机械零件，其强度和硬度较低，塑性和韧性较好，因此，其冷成形性良好，可采用卷边、折弯、冲压等方法进行冷成形，这种钢还具有良好的焊接性和便于切割性，但低碳钢容易变形，所以需要较厚的板件才能达到足够的强度，会导致汽车重量增加。03二、金属材料在车身上的应用1.车身钢板知识储备高强度钢高强度钢泛指强度高于低碳钢的各种类型的钢，一般强度为200MPa以上，现在的整体式车身要求前部要能承受比较大的载荷，并能较好的吸收汽车碰撞的能量，高强度钢的属性特点刚好可以解决这两方面的问题，因此，整体式车身大都采用高强度钢。04二、金属材料在车身上的应用1.车身钢板知识储备二、金属材料在车身上的应用车身上常见的高强度钢和超高强度钢的类型序号名称应用性能特点图片1双相钢（DP钢）DP钢广泛应用在汽车的边梁，侧面构件，横梁，支柱，底盘加强件，油箱支架及车体的结构件，加强件和防撞件具有低屈强比，高伸长率及初始硬化速率快的特性

2复相钢（CP钢）底盘悬挂件，B柱，保险杠，座椅滑轨等晶粒细小，抗拉强度较高。与同级别抗拉强度的双相钢相比，其屈服强度明显要高很多。具有良好的弯曲性能、高扩孔性能、高能量吸收能力和优良的翻边成形性能

3相变诱导塑性钢（TRIP钢）结构相对复杂的零件，如B柱加强板、前纵梁等TRIP钢还具有高碰撞吸收能、高强度塑性积和高n值的特点

04高强度钢知识储备二、金属材料在车身上的应用序号名称应用性能特点图片4马氏体钢（MS钢）如保险杠、门槛加强板和侧门内的防撞杆等屈强比高，抗拉强度高，延伸率相对较低，需要注意延迟开裂的倾向。具有高碰撞吸收能、高强度塑性积和高n值的特点

5淬火延性钢（QP钢）适用于形状较为复杂的汽车安全件和结构件，如A、B柱加强件等以马氏体为基体相，利用残余奥氏体在变形过程中的TRIP效应，能实现较高的加工硬化能力，因此比同级别超高强钢拥有更高的塑性和成形性能

6孪晶诱发塑性钢（TWIP钢）适用于对材料拉延和胀形性能要求很高的零件，例如复杂形状的汽车安全件和结构件TWIP钢具有超高强度和超高塑性，强塑积可达50GPa%以上

7硼钢（PH钢或B钢）安全结构件，如：前、后保险杠、A柱、B柱、中通道等超高强度（抗拉强度达1500MPa以上），有效提高碰撞性能，车身轻量化；零件形状复杂，成形性好；尺寸精度高04高强度钢知识储备高强度钢现代的车身外部覆盖件一般采用低碳钢或强度比较低的高强度钢制造，但车身的结构件都采用高强度钢和超高强度钢来制造。04二、金属材料在车身上的应用1.车身钢板知识储备特殊处理钢1）防锈钢板防锈钢板表面有一层镀层，镀层有三种形式，分别是镀锌、镀铝和镀锡。镀锌和镀铝的钢板容易腐蚀，镀锡的钢板则不易被腐蚀，镀锌钢板对碱性环境的防腐蚀性能要好于酸性环境，一般用于车身钢板，而镀铝钢板对酸性环境的防腐蚀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。05二、金属材料在车身上的应用1.车身钢板知识储备二、金属材料在车身上的应用1.车身钢板05特殊处理钢1）防锈钢板在车身中应用最广泛的是镀锌钢板，由于钢板的表面有锌，空气不能直接和钢板接触，当有腐蚀情况时，镀锌层会先被腐蚀，在表面形成一层薄薄的锈层而保护钢板不被腐蚀，镀锌钢板分为单面镀锌和双面镀锌两种，而双面镀锌常用在车上下部板件，因为这些部位常接触易腐蚀物质，需要重点保护。知识储备特殊处理钢2）不锈钢板不锈钢板是一种铬、镍合金碳钢，在车身上主要用于一些高端车的外饰部件。3）夹层制振钢板夹层制振钢板在其表面或中间覆有塑胶，其作用是有较好的吸收振动效果，一般用于下隔板或乘坐室隔板。05二、金属材料在车身上的应用夹层制振钢板原理图1.车身钢板知识储备二、金属材料在车身上的应用2.铝合金在车身上的应用1．建设指导思想以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，全面贯彻落实《国家职业教育改革实施方案》、《教育部财政部关于实施中国特色高水平高职学校和专业建设计划的意见》(教职成〔2019〕5号)和《重庆市深化职业教育改革实施方案》（渝府发〔2019〕18号）精神，以专业群为纽带，积极借鉴国内外职业教育实训基地建设的先进经验，坚持以服务企业、服务社会为宗旨；坚持以就业为导向，以专业群重点专业实训基地建设为突破口；坚持产学研相结合，建成一批具有辐射引领作用的高水平专业化产教融合实训基地，一批资源共享，集实践教学、社会培训、企业真实生产和社会技术服务于一体的高水平职业教育实训基地。(一)非承载式车身特征车身板件用铝合金，重量约为钢板的三分之一，却具有和钢板同样的强度，铝合金比强度高，有很好的挤压性能，能得到复杂的构件，铝合金吸能性好，碰撞安全性优势明显，所以自然就成为汽车轻型化的首选材料。知识储备二、金属材料在车身上的应用年份厂家车型使用部位1982奥迪AudiSportquattro车门里板、车门窗框1984马自达Rx7发动机罩1991本田NSX全铝车身1995奥迪AodiA2全铝车身2004宝马宝马5系减震器支座，横梁2019奥迪AodiA8全铝车身铝及铝合金在奥迪车身上的应用2.铝合金在车身上的应用知识储备铝合金的分类01二、金属材料在车身上的应用非热处理热处理按延展特点铝铜合金2000系列铝硅镁合金6000系列铝锌镁合金700系列纯铝1000系列铝锰合金3000系列铝硅合金4000系列铝镁合金5000系列2.铝合金在车身上的应用知识储备铝的特性02二、金属材料在车身上的应用

1）密度低，材质轻

2）耐腐蚀性好且板材厚

6）导热和导电性好

5）无磁性、材质软

4）熔点低

3）强度低

7）铸造性、切割性较好2.铝合金在车身上的应用知识储备铝的特性1）密度低，材质轻：其密度为2.7g/cm3，所以同等体积的铝材其质量约为同等体积钢材的三分之一，可减轻整车重量，减少燃油消耗。2）耐腐蚀性好且板材厚：铝板的厚度通常比钢板厚，其抗腐蚀能力较强，不易生锈，当裸露的金属铝遇到空气时，其表面会形成一层薄薄的氧化膜（其实质是氧化铝--在焊接操作时需要先除掉这层氧化物，否则焊缝会存在气孔和杂质等缺陷），这层氧化膜可起到自我保护，避免被进一步腐蚀。02二、金属材料在车身上的应用2.铝合金在车身上的应用知识储备铝的特性3）强度低：车身上的铝板强度与钢板相比其强度较低，但铝件具有一定的韧性，在发生碰撞时具有良好的吸能作用，是制造车身变形区的理想材料。4）熔点低：铝的熔点较低，其熔点为660℃，受热后容易产生变形，这样在焊接及热收缩作业时将有一定难度。02二、金属材料在车身上的应用2.铝合金在车身上的应用知识储备二、金属材料在车身上的应用2.铝合金在车身上的应用铝的特性5）无磁性、材质软：铝件没有磁性，其材质较软，容易被划伤。6）导热和导电性好：铝合金的导热性约为钢材的三倍，并且导电性较好，本身不会被磁化。7）铸造性、切割性较好：由于其熔化温度低、材质软，所以易成型复杂的形状和易切割。02知识储备三、车身材料的性质1．建设指导思想以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，全面贯彻落实《国家职业教育改革实施方案》、《教育部财政部关于实施中国特色高水平高职学校和专业建设计划的意见》(教职成〔2019〕5号)和《重庆市深化职业教育改革实施方案》（渝府发〔2019〕18号）精神，以专业群为纽带，积极借鉴国内外职业教育实训基地建设的先进经验，坚持以服务企业、服务社会为宗旨；坚持以就业为导向，以专业群重点专业实训基地建设为突破口；坚持产学研相结合，建成一批具有辐射引领作用的高水平专业化产教融合实训基地，一批资源共享，集实践教学、社会培训、企业真实生产和社会技术服务于一体的高水平职业教育实训基地。(一)非承载式车身特征汽车在使用与维修中，为了能正确的加工和合理选用金属材料，必须要了解和掌握金属材料的使用性能和工艺性能，其使用性能包括力学性能、物理性能、和化学性能三方面。知识储备强度指金属材料在静载荷的作用下，抵抗变形（抗拉、抗压、抗弯、抗扭、抗剪）和破坏的能力，材料强度越高，可承受的载荷越大。01三、车身材料的性质1.力学性能力学性能包括强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度等知识储备塑性指金属材料在断裂前产生永久变形而不被破坏的能力。当钢板被用力弯曲后，它会按原始形状回复一些，但又保持弯曲状态，这种情况就称为塑性变形。汽车车身上许多部件都是利用钢材的塑性原理，如翼子板，发动机盖等等。三、车身材料的性质1.力学性能02知识储备硬度指材料抵抗其他硬物压入其表面的能力，它是金属材料重要性能的指标之一，一般硬度越高，其耐磨性越好，能承受外力也越大，硬度分为布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HR）、维氏硬度（HV）和显微硬度（HL）四种，但汽车板料的硬度常用布氏硬度、洛氏硬度两种方法表示。03三、车身材料的性质1.力学性能知识储备韧性指金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力，可用来衡量金属材料抵抗冲击载荷的能力。疲劳强度指材料在无限多次交变载荷作用而不会产生破坏的最大应力，称为疲劳强度或疲劳极限。04三、车身材料的性质051.力学性能知识储备金属的物理、化学性能主要包括密度、熔点、导电性、导热性、耐磨性、耐酸性、耐碱性、抗氧化性等等。三、车身材料的性质2.金属的物理、化学性能知识储备四、钢的热处理1．建设指导思想以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，全面贯彻落实《国家职业教育改革实施方案》、《教育部财政部关于实施中国特色高水平高职学校和专业建设计划的意见》(教职成〔2019〕5号)和《重庆市深化职业教育改革实施方案》（渝府发〔2019〕18号）精神，以专业群为纽带，积极借鉴国内外职业教育实训基地建设的先进经验，坚持以服务企业、服务社会为宗旨；坚持以就业为导向，以专业群重点专业实训基地建设为突破口；坚持产学研相结合，建成一批具有辐射引领作用的高水平专业化产教融合实训基地，一批资源共享，集实践教学、社会培训、企业真实生产和社会技术服务于一体的高水平职业教育实训基地。(一)非承载式车身特征钢铁的热处理是以调整加热温度和冷却速率来控制的，即将钢在固态下通过加热、保温和不同的冷却方式来改变金属内部组织结构。热处理工艺曲线知识储备1.加热对金属的影响四、钢的热处理加热对低碳钢性能的影响对低碳钢进行加热时，随着钢板温度的增高，其强度和刚度也随着下降，停止加热后温度下降到常温，它的强度又恢复到原来的程度，所以对于低碳钢钢板的修理来讲，加热操作后不会降低其原有的强度。01知识储备四、钢的热处理加热对高强度钢性能的影响对高强度钢进行加热时，随着温度的升高，高强度钢内部的金属晶粒会发生改变，由原来比较小的晶粒互相融合、吸收而变成大晶粒，金属晶粒之间的作用力会随着晶粒的变大而减小，当加热后的高强度钢恢复到常温后，它内部的晶粒不能够自己恢复到原来的小晶粒状态，所以高强度钢经过过度加热再冷却后，强度会下降。021.加热对金属的影响知识储备四、钢的热处理加热后修理对车辆的损害维修车辆时应尽量避免加热（尤其是车架、大梁），其原因是加热会损坏表面镀锌层，降低防锈能力，钢板易被腐蚀，且改变钢的强度或厚度。031.加热对金属的影响知识储备四、钢的热处理钢板颜色和温度的关系对钢铁加热时，其颜色会随温度的变化而变化，当温度加热到600℃时，人的肉眼才可观察到颜色的变化。04温度（℃）6007008009001000110012001300颜色变化暗红红色淡红橘红黄色淡黄白色亮白钢板颜色和温度的关系1.加热对金属的影响知识储备四、钢的热处理热处理的分类01普通热处理表面热处