非金属材料、复合材料及其在汽车上的应用
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汽车材料的分类汽车材料是指用于汽车制造的各种材料,通常包括金属材料、非金属材料和复合材料。
汽车制造涉及到多种材料,这些材料可以通过不同的方式进行分类。
一、金属材料金属材料广泛应用于汽车组件和部件的制造中,包括车身、发动机、底盘、悬挂、转向系统等。
金属材料可以分为铝合金、钢铁、镁合金等几个主要类别。
1. 钢铁钢铁是汽车制造中最常用的金属材料。
钢有优异的强度,刚性,耐磨损性和韧性,因此经常用于制造车身、底盘、车轮和其他部件。
钢铁可以根据成分分为低碳钢、中碳钢、高碳钢、合金钢等多种类型。
2. 铝合金铝合金是一种轻质材料,其密度比钢轻约1/3。
因此,铝合金的使用可显著减轻汽车重量,在提高燃油效率和安全性的同时,减少对环境的影响。
铝合金的使用范围包括车身板、发动机零件、转向系统和悬挂系统等。
3. 镁合金镁合金是一种更轻的材料,密度大约是铝的2/3。
镁合金优于铝合金在一些方面,如抗冲击性和耐高温性。
但镁合金的成本较高,限制了其在汽车制造中的广泛应用。
镁合金主要用于发动机部件、悬挂和制动系统等。
二、非金属材料汽车制造中还有一些非金属材料,包括橡胶、塑料、玻璃等。
主要应用于内饰、车窗、密封件、悬挂杆等。
1. 橡胶橡胶常用于汽车制造中的密封件、橡胶轮胎和悬挂组件等。
橡胶的耐热性、抗磨损性和弹性使其成为适用于汽车行业的材料。
2. 塑料塑料是轻质的非金属材料,可用于制造汽车车身和内饰件等。
塑料具有重量轻、耐腐蚀、维护成本低和可塑性强等优点。
同时,塑料具有良好的热稳定性,可以满足汽车制造中的高温和低温要求。
3. 玻璃玻璃是汽车制造中另一个常用的非金属材料。
玻璃广泛用于汽车的前、侧、后窗玻璃和汽车灯具。
不同类型的玻璃(如钢化玻璃、夹层玻璃)可实现不同的功能,如增加耐冲击性和安全性等。
三、复合材料汽车制造中的复合材料通常由两种或更多不同的材料组合而成。
根据成分不同,复合材料可以分为:纤维增强复合材料、金属基复合材料、无机非金属基复合材料等。
《汽车材料(第四版)习题册》参考答案绪论一、填空题1.汽车零部件材料汽车运行材料2.金属材料非金属材料复合材料3.行驶燃料润滑材料工作液汽车轮胎汽车美容养护材料4. 汽油柴油5. 发动机润滑油齿轮油润滑脂6. 磨损使用寿命二、选择题1.C2.C3.C4.B5.C三、判断题1.×2. ×3. √4.√5. √四、简答题1.2.答:汽车零部件材料以金属材料为主,占整车质量的80%左右,其中钢铁材料约占70%,非铁金属材料约占10%。
非金属材料占整车质量的20%左右,其中塑料约占7%,橡胶占3%~7%。
为适应安全、节能的要求,在汽车中特别是轿车中开始大量应用非金属材料,所以在汽车制造中钢铁的用量有所下降,而有色金属、非金属材料和复合材料等新材料的用量正在上升。
3.答:目前已应用的石油替代燃料主要有天然气、液化石油气、醇类燃料(甲醇汽油、乙醇汽油)和电池等汽车新能源。
上篇汽车运行材料第一章汽车燃料§1—1 汽油一、填空题1.化学能热能2.石油碳氢烃类3.动力性可靠性经济性使用寿命4.液气5.馏程饱和蒸气压6.平均蒸发性预热时间加速性能工作稳定性7.爆震燃烧8.平均9.改进加工工艺、加入高辛烷值成分、加入抗爆剂10.实际胶质诱导期二、选择题1.A2.A3.B4.A5.A6.C三、判断题1.√2.×3.√4.√5.√6.√四、名词解释1.馏程:是指油品在规定条件下蒸馏所得到的、以初馏点和终馏点表示其蒸发特征的温度范围。
馏程是汽油的一个重要指标。
2.饱和蒸气压:又称蒸气压,是指在一定试验条件下,汽油在规定的密封容器中蒸发时所产生的最大蒸气压力,单位用kPa 表示。
饱和蒸气压是控制汽油产生气阻倾向的指标。
五、简答题1.答:汽油发动机对汽油的性能要求是:具有适宜的蒸发性、良好的抗爆性和抗氧化安定性,无腐蚀,不含机械杂质和水等。
2.答:当可燃混合气在缸内被点燃后,一部分未燃混合气因受到正常火焰焰面的压缩和热辐射作用,温度、压力急剧升高,化学反应加剧,在正常火焰焰面未到达之前,这部分未燃混合气就已自行燃烧,形成多个新的火焰中心,从而使气缸内压力骤然上升,产生强烈的冲击波,撞击气缸壁和活塞,同时发出清脆的金属敲击声。
汽车常用非金属材料非金属材料包括塑料、橡胶、玻璃、陶瓷、合成纤维、胶粘剂、摩擦材料、涂装材料等各种材料,它们在汽车上的应用日趋增长的趋势。
随着人们生活水平的不断提高,对车辆也提出了更高的要求,诸如要求有宽敞的车内空间、舒适的座椅、低的噪音、视觉美观及宽阔的视野等。
而制造商们则用人体工程学设计和实用性来刺激顾客的购买欲,此外高速、安全、低耗、环保,最后归结到低廉的价格,要达到如此高的要求,用塑料来替代一些钢铁制的零部件是最明智的选择。
塑料是以合成树脂(聚合树脂或缩聚树脂)为主要成份,并根据不同需要而添加不同添加剂所组成的混合物,具有独特的性能:●密度小:每100kg的塑料可替代其它材料200~300kg,可减少汽车自重,增加有效载荷。
●物理性能良好:柔韧性较好,耐磨,避震,单位质量的塑料的抗冲击性不亚于金属,有些工程塑料、碳纤维增强的塑料甚至还远远高于金属。
●耐化学腐蚀性:塑料对酸、碱、盐等化学物质的腐蚀均有很强的抵抗能力,其中聚四氟乙烯是化学性能最稳定的材料,硬聚氯乙烯是最常用的耐腐蚀材料,它可耐浓度达90%的浓硫酸以及各种浓度的盐酸和碱液。
●设计自由度大:可制成透明、半透明或不透明的制品,外观多种多样,表面可制作具有特色的花纹。
●着色性好:可按需要制成各种各样的颜色。
●加工性能好:复杂的制品可一次成型,且能大批量生产,生产效率高,成本较低,经济效益显著,如果以单位体积计算,生产塑料制件的费用仅为有色金属的1/10。
●环保、节约能源:可回收利用,且大量采用塑料的汽车每100km节油量在0.5L以上。
但相对来说,塑料也存在一些缺点,如收缩率大,吸水性强,尺寸稳定性差,难以制得高精度制品,易燃,燃烧时产生大量黑烟和有毒气体,长期使用易老化、易变形等,但通过改性可减少其缺陷。
塑料制品不仅能够减少零件数量,在降低噪声方面也起到了很好的作用。
生产厂家应利用塑料制品的成型特点,尽量是多个零件一体化,减少数目,设法达到复杂零件一次成型的目的。
第1章金属材料的性能一、名词解释1.金属的力学性能2.强度3.塑性4.硬度5.冲击韧性6.疲劳强度7.铸造性能8.锻压性能9.焊接性能 10.热处理性能 11.切削加工性能二、填空题1.载荷按照性质不同一般可分为和。
2.金属材料在载荷作用下,形状和尺寸的变化称为变形。
变形一般分为变形和变形。
3.金属材料的力学性能主要包括、、、、等。
4.拉伸低碳钢时,试样的变形可分为、、和四个阶段。
5.通过拉伸试验测得的强度指标主要有强度和强度,分别用符号和表示。
6.金属材料的塑性也可通过拉伸试验测定,主要的指标有和,分别用符号和表示。
7.洛氏硬度采用了不同的压头和载荷组成不同的硬度标尺,常用的洛氏硬度标尺有、和三种,其中应用最为广泛。
8.530HBW5/750,表示用直径的硬质合金球,在kgf(N)的载荷作用下,保持s时测得的硬度值为。
9.工程技术上常用来测定金属承受冲击载荷的能力。
10.材料经过无限次载荷作用而不发生断裂的最大应力,称为疲劳强度,用符号表示。
三、选择题1.拉伸试验时,试样在断裂前所能承受的最大应力称为材料的()。
A.屈服强度B.抗拉强度C.弹性极限2. 测定淬火钢件的硬度,一般常选用()来测试。
A.布氏硬度计B.洛氏硬度计C.维氏硬度计3.金属材料的()越好,则其压力加工性能越好。
A.强度 B. 塑性C.硬度4. 运转中的发动机曲轴、齿轮等零部件所承受的载荷均为()。
A.静载荷 B. 冲击载荷C.交变载荷四、简答题1.什么是强度、塑性?衡量它们的指标各有哪些?分别用什么符号表示?2.什么是硬度?常用的硬度测定方法有哪几种?布氏硬度、洛氏硬度各适用于哪些材料的硬度?下列零件用什么硬度测试方法测定其硬度:(1)钳工用锉刀、手锯、手锤(2)供应态碳钢型材3.什么是冲击韧性?可以用什么符号表示?4.什么叫金属的疲劳?疲劳强度用什么符号表示?5.什么是金属的工艺性能?工艺性能包括哪些内容?6.有一标准低碳钢拉伸试样,直径为10㎜,标距长度为100㎜,在载荷为21000N时屈服,拉断试样前的最大载荷为30000N,拉断后的标距长度为133㎜,断裂处最小直径为6㎜,试计算其屈服强度、抗拉强度、断后伸长率和断面收缩率。