汽车材料的主要性能讲解

主讲教师：吴小俊国家职业教育汽车车身维修技术专业教学资源库知识点：汽车材料的主要性能

1、发动机：机体组、曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系、起动系、点火系；2、底盘：转向系、传动系、行驶系、制动系；3、车身：驾驶室、车厢；4、电气电子设备：电源；起动系、点火系；发动机电喷、防抱死制动等国家职业教育汽车车身维修技术专业教学资源库一、汽车的主要构成

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钢材占汽车自重的55％～60％；铸铁占5％一12％；有色金属占6％一10％；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6％～12％。结论：目前，汽车是以金属材料为主，塑料、橡胶、陶瓷等非金属材料占有一定的比例。国家职业教育汽车车身维修技术专业教学资源库二、汽车材料应用概况（按照重量比较）

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汽车材料的分类汽车工程材料汽车运行材料汽车轮胎材料三、汽车材料分类国家职业教育汽车车身维修技术专业教学资源库三、汽车材料分类

汽车材料的组成1、金属材料(1)黑色金属材料黑色金属材料包括钢和铸铁，即钢铁材料，它占金属材料总量的95%以上，由于钢铁材料力学性能优良和具有低廉的价格，所以在工程材料中一直占据不可代替的主导地位。钢可以分为碳素钢和合金钢。铸铁由于具有良好的铸造性能、切削加工性能、耐磨性、减震性，而且价格低廉，因此，广泛应用汽车制造业。国家职业教育汽车车身维修技术专业教学资源库四、汽车工程材料

1、金属材料(2)有色金属材料有色金属的特性：材质轻、导电性好。汽车的部分零部件已经用有色金属取代的钢铁材料。国家职业教育汽车车身维修技术专业教学资源库四、汽车工程材料

2、高分子材料高分子材料属于有机合成材料，亦称聚合物。天然高分子材料:

如蚕丝、羊毛、油脂、纤维素等人工合成高分子材料:

塑料、合成纤维、橡胶、胶粘剂和涂料塑料:汽车保险杠、汽车内饰件、高档车用安全玻璃、仪表面板等零部件，国家职业教育汽车车身维修技术专业教学资源库四、汽车工程材料

2、高分子材料合成纤维:尼龙、聚酯座垫、安全带、内饰件等橡胶通常用来制造汽车的轮胎、内胎、防振橡胶、软管、密封带、传动带等零部件；胶粘剂:粘接、密封等作用，并可简化制造工艺；车用涂料:车身防锈、美化作用。国家职业教育汽车车身维修技术专业教学资源库四、汽车工程材料

3、陶瓷材料

陶瓷材料属于无机非金属材料，主要为金属氧化物和非金属氧化物普通陶瓷、玻璃、特种陶瓷制造火花塞;各种传感器(爆振传感器、氧传感器、温度传感器);发动机部件或整机、气体涡轮热交换器部件;可以达到提高热效率、降低能耗、减轻自重的目的等玻璃:钢化玻璃;区域钢化玻璃;普通复合玻璃;HPR(具有高穿透抗力)夹层玻璃。应用：主要为窗玻璃国家职业教育汽车车身维修技术专业教学资源库四、汽车工程材料

4、复合材料：

复合材料是指由两种或两种以上不同材料组合成的材料。纤维增强复合材料(FRP)：汽车车顶导流板、挡风窗框、车身外装板件，采用制造具有质轻、耐冲击、便于加工异形曲面、美观等优点；纤维增强金属(FRM)：发动机的活塞顶、连杆、缸体等零件，可显著提高零件的耐磨性、热传导性、耐热性，并减小热膨胀；防弹玻璃

国家职业教育汽车车身维修技术专业教学资源库四、汽车工程材料

1、金属材料的性能使用性能：指材料在使用过程中所表现的性能，主要包括力学性能、物理性能和化学性能。工艺性能：指在制造机械零件的过程中，材料适应各种冷、热加工和热处理的性能。包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、冲压性能、切削加工性能和热处理工艺性能等。2、金属材料力学性能材料在外力作用下表现出来的性能，主要有强度、塑性、硬度、冲击韧度和疲劳强度等。国家职业教育汽车车身维修技术专业教学资源库五、材料的性能

拉伸实验与拉伸曲线1.拉伸试样GB6397-86规定《金属拉伸试样》有：圆形、矩形、异型及全截面．常用标准圆截面试样。长试样：L0=10d0;短试样：L0=5d0国家职业教育汽车车身维修技术专业教学资源库五、材料的性能

拉伸试样拉伸实验与拉伸曲线国家职业教育汽车车身维修技术专业教学资源库五、材料的性能

拉伸试样的颈缩现象拉伸实验与拉伸曲线3.拉伸曲线国家职业教育汽车车身维修技术专业教学资源库五、材料的性能

Δl

FΔl

bΔl

uΔl

FbbkFss

ogfeFepFpop段：比例弹性变形阶段；pe段：非比例弹性变形阶段；平台或锯齿（s段）：屈服阶段；sb段：均匀塑性变形阶段，是强化阶段。b点：形成了“缩颈”。bk段：非均匀变形阶段，承载下降，到k点断裂。断裂总伸长为Of，其中塑形变形Og(试样断后测得的伸长)，弹性伸长gf。强度的指标强度指材料抵抗塑性变形和断裂的能力。1、屈服点σs=Fs/S0

符号：

σs材料产生屈服现象时的最小应力

Fs：试样屈服时所承受的拉伸力（N）

S0：试样原始横截面积（mm）国家职业教育汽车车身维修技术专业教学资源库五、材料的性能

σs强度的指标强度指材料抵抗塑性变形和断裂的能力。2.抗拉强度：试样在断裂前所能承受的最大应力。用符号：

b表示它表示材料抵抗断裂的能力。另：

e表示弹性极限。在外力作用下产生弹性变形时所承受的最大拉应力。国家职业教育汽车车身维修技术专业教学资源库五、材料的性能

σbσsσe塑性指标塑性是材料在静载荷作用下产生塑性变形而不破坏的能力。评定指标是断后伸长率和断面收缩率。1、断后伸长率指试样拉断后标距的伸长量与原标距长度的百分比。δ=(L1-L)/Lx100%L:标距（本实验L=100）

L1:拉断时的试件标距。用卡尺直接量出。2、断面收缩率指试样拉断后缩项处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比。Ψ=(A0-A1)/A0x100%A0:试件原横截面积。

A1:断裂后颈缩处的横截面积，用卡尺直接量出。国家职业教育汽车车身维修技术专业教学资源库五、材料的性能

硬度1、定义：指材料局部表面抵抗塑性变形和破坏的能力。它是衡量材料软硬程度的指标，其物理含义与试验方法有关。2、硬度的测试方法（1）布氏硬度（2）洛氏硬度（3）维氏硬度（4）肖氏硬度国家职业教育汽车车身维修技术专业教学资源库五、材料的性能

硬度（一）布氏硬度原理:用一定直径的球体（淬火钢球或硬质合金球）以相应的试验力压入待测材料表面，保持规定时间并达到稳定状态后卸除试验力，测量材料表面压痕直径，以计算硬度的一种压痕硬度试验方法。2、布氏硬度值用球面压痕单位面积上所承受的平均压力表示。如：120HBS500HBW国家职业教育汽车车身维修技术专业教学资源库五、材料的性能

硬度（一）布氏硬度国家职业教育汽车车身维修技术专业教学资源库五、材料的性能

硬度（一）布氏硬度3、优缺点（1）测量值较准确，重复性好，可测组织不均匀材料（铸铁）（2）可测的硬度值不高（3）不测试成品与薄件（4）测量费时，效率低4、测量范围用于测量灰铸铁、结构钢、非铁金属及非金属材料等.国家职业教育汽车车身维修技术专业教学资源库五、材料的性能

硬度（二）洛氏硬度1、洛氏硬度试验（洛氏硬度计）原理:用金刚石圆锥或淬火钢球，在试验力的作用下压入试样表面，经规定时间后卸除试验力，用测量的残余压痕深度增量来计算硬度的一种压痕硬度试验。2、洛氏硬度值用测量的残余压痕深度表示。可从表盘上直接读出。如：50HRC国家职业教育汽车车身维修技术专业教学资源库五、材料的性能

硬度（二）洛氏硬度国家职业教育汽车车身维修技术专业教学资源库五、材料的性能

h1-h0洛氏硬度测试示意图硬度（二）洛氏硬度3、优缺点（1）试验简单、方便、迅速（2）压痕小，可测成品，薄件（3）数据不够准确，应测三点取平均值（4）不能测组织不均匀材料，如铸铁。4、测量范围用于测量淬火钢、硬质合金等材料.国家职业教育汽车车身维修技术专业教学资源库五、材料的性能

韧性

(1)冲击韧度αK

材料抵抗大能量一次冲击的能力原理:国家职业教育汽车车身维修技术专业教学资源库五、材料的性能

韧性

(1)冲击韧度αK

材料抵抗大能量一次冲击的能力原理:国家职业教育汽车车身维修技术专业教学资源库五、材料的性能

疲劳强度

疲劳概念：承受交变应力的零件，在工作应力低于材料的屈服强度的情况下长时间工作时，会产生裂纹或突然断裂，这