第三章、汽车材料
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《汽车材料》课程标准一、制订课程标准的依据本标准依据汽车制造与装配技术专业教学标准中的人才培养规格和对《汽车材料》课程教学目标要求而制订,用于指导《汽车材料》课程建设与课程教学。
二、课程的性质《汽车材料》课程是汽车制造与装配技术专业进行职业能力培养的一门专业基础课程,是为后续专业核心课程学习奠定基础的重要课程之一。
(一)知识目标1.能说出汽车金属材料的力学性能;2.能概述汽车用金属材料的特性、分类及应用;3.能根据金属材料性能合理选择热处理方法;4.能概述汽车用非金属材料的特性、分类及应用;5.能说出汽车用燃料、润滑材料及工作液的使用性能;会正确选用、合理选用;6.能说出汽车用燃料、润滑材料及工作液的相关知识;7.能概述各种燃料、润滑材料及工作液的使用注意事项;8.能说出各种汽车新能源特点和发展前景;9.能说出轮胎的规格和表示方法。
(二)能力目标1.具有根据要求完成拉伸和硬度测试的能力;2.具有应用材料的性能进行简单的选材的能力;3.具有根据材料特点选择材料强化方式的能力4.具有识别汽车使用的碳钢件、合金钢件及铸铁的牌号及性能的能力;5.具有正确识别汽车上使用的有色金属及合金件的能力;6.具备正确选用汽车常用材料和热处理方法的能力;7.具有识别汽车上的塑料件、玻璃件、橡胶件的能力;8.具备认识汽车上摩擦材料、复合材料和陶瓷材料的性能特点的能力;9.具备车用汽油的牌号、规格及使用注意事项知识,具备车用柴油的牌号、规格及使用注意事项知识;10.知道各种代用能源的基本知识、未来汽车燃料发展的方向;11.会识别发动机油的牌号规格,具备发动机油选择与使用注意事项知识,能正确选用发动机油;12.具备齿轮油的相关知识、分类、规格及使用注意事项,能正确选用齿轮油;13.具备汽车用润滑脂的规格知识,能正确进行润滑脂的选择;14.具备防冻液的种类、规格及检测方法知识,能正确选择防冻液;15.具备汽车制动液的品种、牌号及鉴别方法知识,能正确的选择制动液;16.具备轮胎的基本知识,能正确选择轮胎。
汽车材料选型设计规程范文第一章总则第一条根据汽车设计制造的需要,制定本规程。
第二条本规程适用于汽车材料的选型设计。
第三条汽车材料的选型设计应遵循“安全、环保、高效、经济”的原则。
第四条汽车材料选型设计要考虑材料的力学性能、热学性能、化学性能、电磁性能等方面因素,满足汽车的整体设计要求。
第五条汽车材料选型设计要遵循现行的相关标准和法律法规。
第二章材料选型第六条汽车结构件的材料选型应尽量选择具备高强度、高韧性、高稳定性的材料。
第七条汽车表面件的材料选型要满足外观要求和耐磨性、耐候性等性能要求。
第八条汽车内饰件的材料选型要满足舒适性、安全性和环保性等要求。
第九条汽车电子部件的材料选型要考虑耐高温、耐腐蚀和导电性等特性要求。
第十条汽车润滑材料的选型要满足摩擦减少、热稳定性和润滑性能等要求。
第十一条汽车密封材料的选型要满足防尘、防水、耐油和耐高温等要求。
第三章材料设计第十二条汽车材料的设计应考虑材料的形状、尺寸、排列方式等因素,以满足汽车的功能需求和整体设计要求。
第十三条汽车金属材料的设计应考虑材料的形变、回弹、烧蚀和腐蚀等因素。
第十四条汽车塑料材料的设计应考虑材料的可塑性、热稳定性和耐化学腐蚀性等特性。
第十五条汽车复合材料的设计应考虑材料的层合结构、界面效应和破坏模式等因素。
第十六条汽车橡胶材料的设计应考虑材料的弯曲、拉伸、压缩和抗老化等性能。
第四章材料测试第十七条汽车材料的选型设计要依据实验数据和测试结果进行验证。
第十八条汽车材料的测试应符合相关标准,确保测试结果的准确性和可靠性。
第十九条汽车材料的测试项目包括力学性能测试、热学性能测试、化学性能测试和电磁性能测试等。
第二十条汽车材料的测试结果要与设计要求进行比对,确保选定材料符合设计要求。
第五章材料应用第二十一条汽车材料的应用要遵循相关标准和法律法规,确保产品的安全可靠。
第二十二条汽车材料的应用要考虑材料的加工性能,确保产品的生产效率和质量。
第二十三条汽车材料的应用要考虑材料的环境适应性,确保产品能在各种环境条件下正常工作。
第一篇机械基础第一章机械制图1、视图中能保证“高平齐”,“宽相等的视图(B、右视图C、左视图)A、主视图B、右视图C、左视图D、仰视图2、机件具有倾斜的外部形状或内部形状时可选用(A、斜剖视图D、局部剖视图)。
A、斜剖视图B、局部视图C、斜视图D、局部剖视图3、金属材料的剖面符号应画(ABC)A、细实线B、间隔均匀C、互相平行D、粗实线4、倒角常加在(ABCD)A、轴端B、孔口C、轴肩处D、凸台处。
5、基孔制间隙配合是(ABC)A、H6/n5B、H7/f6C、H8/S7D、H8/甲6、基孔制过盈配合是(BD)A、H6/n5B、H7/p6C、E8/s8D、H8/r77、基轴制过盈配合是(CD)A、HT/t6B、H8/k7C、P6/h5D、叩/妒8、倒角常加在(AB)A、,轴端B、孔占 c、全延槽处 D、阶梯轴轴肩处E、凸台处9、性能途中应标注哪些尺寸?(ABCD)A、性能(规格)尺寸B、装配尺寸C、安装尺寸D、总体尺寸10、装配图的内容包括(ABCDE)A、图形B、尺寸C、技术要求D、标题栏E、明细栏第二章钳工1、钳工作业中所用量具有(AB)A、内外卡钳B、游标卡尺C、钳子2、测量中心高所用量具有(ABC)A、钢尺B、卡钳C、游标卡尺3、钳工划线的步骤应是(ABCD>。
A、看图样明确加工部位B、涂色C、选用工具D、划线4、测量回转面的直径所用量具(AB)A、卡钳B、游标卡尺C、百分表5、测量壁厚所用量具有(ABC)A、钢尺B、带深度的游标卡尺C、卡钳第三章汽车材料1、铸铁具有良好的(ABDE)。
A、耐磨性B、减震性C、物理性能D、铸造性E、切削加工性2、球墨铸铁牌号中两组数字分别表示( BD)。
A、屈服强度B、抗拉强度C、弹性极限D、延伸率3、发动机用机油的主要作用( ABCD )。
A、润滑、冷却B、洗涤C、密封D、保护(防锈)4、机械制造结构钢一般分为( BD )滚动轴承钢。
A、合金钢B、渗碳钢C、调质钢D、弹簧钢5、轮胎按组成分为( CD )。
随着汽车技术发展的日益成熟,汽车的功能日益完善,汽车的结构越来越复杂,传统的汽车通常由几千个零件组成,现代高级矫车由几万个零部件组成。
为满足汽车节能、环保、安全、舒适的要求,实现轻量化、高强度、高性能的目标,构成汽车的材料也发生了巨大的变化。
通常按照材料的成分,将汽车材料分为金属材料和非金属材料两大类。
随着汽车技术的发展,未来汽车材料除金属材料、非金属材料外,复合材料和纳米材料也将获得广泛应用。
比如全铝合金、钛合金、陶瓷合金、碳纤维材料等等越来越多的新材料应用在汽车上。
第一章.车身新材料的种类█新型结构材料从前的高强度钢板,拉延强度虽高于低碳钢板,但延伸率只有后者的50%,故只适用于形状简单、延伸深度不大的零件。
现在的高强度钢板是在低碳钢内加入适当的微量元素,经各种处理轧制而成,其抗拉强度高达420N/mm2,是普通低碳钢板的2~3倍,深拉延性能极好,可轧制成很薄的钢板,是车身轻量化的重要材料。
到2000年,其用量已上升到50%左右。
中国奇瑞汽车公司与宝钢合作,2001年在试制样车上使用的高强度钢用量为262kg,占车身钢板用量的46%,对减重和改进车身性能起到了良好的作用。
美国轿车材料构成要有含磷冷轧钢板、烘烤硬化冷轧钢板、冷轧双相钢板和高强度1F冷轧钢等,车身设计师可根据板制零件受力情况和形状复杂程度来选择钢板品种。
含磷高强度冷轧钢板:含磷高强度冷轧钢板主要用于轿车外板、车门、顶盖和行李箱盖升板,也可用于载货汽车驾驶室的冲压件。
主要特点为:具有较高强度,比普通冷轧钢板高15%~25%;良好的强度和塑性平衡,即随着强度的增加,伸长率和应变硬化指数下降甚微;具有良好的耐腐蚀性,比普通冷轧钢板提高20%;具有良好的点焊性能;烘烤硬化冷轧钢板:经过冲压、拉延变形及烤漆高温时效处理,屈服强度得以提高。
这种简称为BH钢板的烘烤硬化钢板既薄又有足够的强度,是车身外板轻量化设计首选材料之一;冷轧双向钢板:具有连续屈服、屈强比低和加工硬化高、兼备高强度及高塑性的特点,经烤漆后强度可进一步提高。
汽车材料报告报告简介:汽车材料是决定汽车质量和性能的重要因素之一,本报告旨在介绍汽车材料的种类、特点和应用,帮助读者更好地了解汽车材料,选择适合自己汽车的材料。
一、汽车材料种类1. 金属材料:包括钢铁、铝合金、镁合金等,其特点是强度高、质量重、不易加工。
2. 非金属材料:包括塑料、橡胶、玻璃等,其特点是质量轻、易加工、韧性差。
3. 复合材料:由不同的材料组合而成,例如碳纤维增强塑料、玻璃钢等,其特点是强度高、质量轻、耐腐蚀。
二、汽车材料特点1. 强度:汽车材料在强度方面的表现直接决定着汽车的安全性。
2. 密度:汽车材料的密度直接决定着汽车质量的轻重,轻量化是现代汽车发展的趋势。
3. 弹性模量:汽车材料的弹性模量直接决定着汽车的舒适性、悬挂以及汽车行驶的平稳性。
4. 耐腐蚀性:汽车材料必须具有良好的耐腐蚀性,以确保汽车在恶劣环境下的使用寿命。
三、汽车材料应用1. 车身材料:由于车身是汽车最具有特色的部分,因此车身材料的应用也是最为丰富的。
从传统的钢铁车身到现代的复合材料车身,一路走来,各种车身材料不仅改善了汽车的性能,还让汽车的造型变的更加丰富和个性化。
2. 引擎材料:汽车引擎是汽车的“心脏”,其材料的性能直接决定了汽车的动力性能和耐久性。
3. 制动材料:汽车刹车在驾驶过程中发挥着至关重要的作用,因此制动材料的性能对汽车的安全性要求非常高。
结论:总的来说,汽车材料的研究和应用对汽车的发展至关重要。
轻量化、高强度、环保等是未来汽车材料发展的主要方向,希望本报告能为广大读者了解汽车材料提供一定的帮助。
汽车材料各章节习题汽车材料习题集及答案目录第一章金属材料的力学性能---------------------------------- (3)第二章钢铁材料------------------------------------------------ ―(4)第三章有色金属及其合金------------------------------------ (8)第四章非金属材料---------------------------------------------- -(9)第五章汽车零件的选材------------------------------------------ (11)第六章汽车燃料------------------------------------------------ - (11)第七章车用润滑油及特种液-------------------------------------- (13)第八章汽午轮胎------------------------------------------------ -(15)第九章汽车美容材料-------------------------------------------- (16)习题答案------------------------------------------------------ ——(16)第一章金属材料的力学性能一、名词解释1•金属的使用性能:2.金属的工艺性能:3.金属的机械性能:4.应力:5.强度:6.屈服点:7.条件屈服点:8.抗拉强度:9.塑性:10硬度:11.冲击韧性:12.疲劳强度:二、填空题1•载荷是指。
载荷按其作用性质不同一般可分为、和。
2.变形是指。
变形按卸除载荷后能否完全消失可分为和两种。
3.内力是指。
单位而积上所产生的内力称为。
4.根据载荷作用形式不同,强度可分为、、、和强度等,其中以作为最基木的强度指标。
第三章车身材料第一节车身钢板随着汽车工业的快速发展和环保的要求,车身的质量越来越轻,安全性能越来越高,普通的钢材已不能适应汽车发展的需要。
在车身上开始大量应用不同种类的新材料,如高强度钢、高强度、低合金钢(HSLA)、超高强度钢、铝合金、碳纤维、纳米、塑料件等。
新材料的大量应用使车身材料板件的性能发生了非常大的改变,传统的修理方法已经不能很好修复已损坏的车身板件及其他附件。
所以要了解车身上结构主要使用材料的种类和性能,才能有针对性对新型车身进行高质量的修复。
一、热轧钢板和冷轧钢板车身结构中有两种类型的钢板:热轧钢板和冷轧钢板。
热轧钢板是在800 ºC 以上的高温下轧制的,它的厚度一般在1.6mm~8 mm 之间,用于制造汽车上要求强度高的零部件,例如车身、横梁、车架、车身内部钢板、底盘零件、底盘大梁等。
冷轧钢板是由热轧钢板经过酸洗后冷轧变薄,并经过退火处理得到的(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温度下轧制的,它的厚度精度高,一般厚度为0.4mm~1.4mm。
冷轧钢板的表面质量好,具有良好的可压缩性和焊接性能。
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为防锈钢板。
二、低碳钢在2000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,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。
三、高强度钢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200N/mm²以上。
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。
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如图3—1所示。
图3—1 高强度刚在车身的应用目前的整体式车身对构件的要求有以下几点。
(1)要有足够的强度。
例如挡泥板,它不仅具有挡泥的作用,同时还要能够承受悬架的一部分载荷,并支撑横向安装的发动机、蓄电池、点火装置和减震器。
(2)要求质量轻,以减少燃料消耗。
(3)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。
为了达到这些要求,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(图3—2)。
图3—2 现代车身高强度刚的应用然而,高强度钢所具有的强度高和质量轻的特点却给修理带来了一些难题。
高强度钢受到碰撞时不容易变形,但是一旦变形后,它比低碳钢更难修复到原来的形状。
在常规钢板的修理过程中,可以采用加热的方法来释放应力或焊接新的零部件。
但对高强度钢,加热却受到严格的限制,或者根本就不能加热,否则会对板件内部结构造成损害。
第二节高强度钢的种类和应用一、高强度、低合金钢(HSLA)高强度、低合金钢(HSLA)又称回磷钢,通过在低碳钢中加入磷来提高钢的强度。
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。
美国和其他国家生产的许多汽车上都有高强度、低合金钢制造的零部件,如图3—3所示。
前后梁、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,而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。
图3—3 高强度、低合金刚在车身应用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厂规定的温度加热,同时加热时间不可超过3 min 。
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,不允许采用氧乙炔和电弧焊焊接。
二、高抗拉强度钢(HSS)高抗拉强度钢(HSS)又称Si—Mn固熔体淬火钢。
这种钢增加了硅、锰和碳的含量使抗拉强度得到提高。
一般用这种钢来制造与悬架装置有关的构件和车身等。
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20世纪70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。
这种钢主要用于门边护板、保险杠加强筋等。
日本等其他国家生产的汽车上装有高抗拉强度钢制成的车身构件。
常规的加热和焊接方法不会明显降低这种钢的强度,它的屈服强度可达350 MPa、抗拉强度可超过450 MPa。
在汽车受到碰撞而产生变形时,它的应力将增加,如果对受到碰撞的部位适当加热,促使它恢复原状,可减少因碰撞产生的应力,使强度恢复图3—4所示。
如果碰撞所产生的应力超过了材料的抗拉强度,钢材将会破裂。
可用一般的焊接方法(包括氧乙炔焊)修理。
进行氧乙炔焊时,在用氧乙炔焊炬加热的部位周围必须用温度显示的方法,将这些地方的温度限制在600 ℃以内。
车门护梁和保险杠加强筋都不宜校正,而应更换(对于车门护梁的轻微损坏,只要它不产生功能性的损坏,就可忽略不计。
如果它已经凹陷或产生其他变形,应加以更换)。
在进行新板件焊接时,应使用牌号为AWS—E—70 S—6 的焊丝进行惰性气体保护焊,这种焊丝具有和高抗拉强度钢相同的强度,或者使用电阻点焊来焊接各种高强度钢。
图3—4 高抗拉强度钢(HSS)三、超高强度钢在现代车身上应用的超高强度钢(UHSS)主要有:高塑性钢、双相钢、多相钢、硼钢和铁素体—贝氏体钢等。
超高强度钢的获得主要有两种方式:(1)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10倍。
这种钢有以下三种。
①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。
②双相钢,是将钢材在一个连续的热处理传送带或带钢热扎机上淬火而得到的。
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 3 —5 所示。
双相钢的可成形性好,其抗拉强度大于800 MPa。
这种钢材主要应用于前纵梁吸能区的部件。
③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3—6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各种超高强度钢制成的。
图3—5 双相钢显微组织图3—6 多相钢显微组织(2)对普通碳钢添加合金元素(如硼元素、碳元素等)并同时进行热处理。
硼钢的抗拉强度能达到1300 MPa ~ 1400 MPa。
如VOLOV SC 90 型车的中立柱就是用硼钢来制造的(图3—7),在侧面碰撞时它可防止车内乘客免受或少受伤害,如图3—8所示。
图3—7 VOLO SC90 的硼钢中柱图3—8 硼钢车身中的应用超高强度钢不同寻常的高强度是由于在加工过程中产生的特殊细化的晶粒形成的。
修理中的重新加热将会破坏这种独特的结构,而使钢的强度降低到一般低碳钢的水平。
此外,这些钢材非常坚硬,一般修理厂的设备无法在常温下对它们进行校正。
因此,受损坏的超高强度钢零部件不可修复,必须更换。
安装新的零部件时,应采用气体保护焊的塞焊方式或大功率电阻点焊机来焊接,切不可使用能产生大量热量的焊接方式。
四、高强度钢在现代车身上的应用根据有关资料(表3—1)表明,与2000 年前相比,现在车身用低碳钢大幅度降低,而用高强度钢和超高强度钢却强劲增加。
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,但是车身的结构件都采用高强度钢或超高钢强度钢来制造。
从图3—9、图3—10、图3—11和图3—12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。
图3—9 低合金钢在车中身的应用图3—10 高抗拉强度刚在车身中应用图3—11 硼刚钢在车中身的应用图3—12 双相钢在车中身的应用第三节修理高强度钢板的注意事项一、加热对钢材性能的影响1. 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。
所以对于低碳钢钢板的修理来说,加热操作后不会降低钢板原有的强度。
用常规的氧乙炔和电弧焊进行焊接,或对低碳钢钢板进行短时间的加热方式的修理,都是允许的。
2. 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,表现出来外观的强度会降低。
当加热后的高强度钢恢复到常温时,它内部的晶粒不能够自己恢复到原来小晶粒的状态,所以高强度钢经过过度加热再冷却后,强度会下降。
3、加热对车辆产生的损害修理车身时应尽量避免加热(尤其是车架、梁,一定不可以用加热的方式来修理),加热除改变钢板的强度外,还会损坏镀锌层,引起钢板锈蚀,降低钢板的防锈能力;形成氧化膜后钢板厚度降低,这些又会进一步降低钢板的强度;过度加热不小心时还可能使车辆燃烧起来。
被加热过的高强度钢件表面外观及结构形状没有大的变化,这就容易引起修理人员的误会,认为加热并没有损坏板件,其实板件的内部结构被坏了,这种变化对车身的危害是巨大的,车身的承重板件由于强度下降,一段时间后会产生变形,相关的机械部件如发动机、悬架、转向系统的安装点会变化,导致振动增加、跑偏、轮胎偏磨、转向齿轮齿条过度磨损等问题。
特别是在发生事故时,这些板件无法达到设计中的作用,如吸收碰撞能量,从而会发生更大的变形,导致更大的损害。
4、钢材颜色和温度的关系对钢材加热时,其颜色会随着温度上升而发生变化。
从前的铁匠就是根据钢材的颜色变化来判断它的加热温度,但这需要长久的经验和优秀的观察能力。
从表3—2 我们可以看出,当钢加热到600 °C时,我们才可以用肉眼观察到颜色变化,而这时已经超过绝大多数高强度钢板的耐热温度。
并不是所有类型的高强度、超高强度钢板都不能加热,只不过它们允许加热的温度都很低,一般不超过200 °C 。
由于不能用常规方式控制加热的温度范围,所以制造厂一般不允许用产生加热量过多的方式来修理现代汽车。
二、钢材热处理的种类钢材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。
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。
从图3—13可以知道不同的热处理方式与温度的关系。
(1)正火处理用来强化内部结构。
正火处理是将钢材加热到850 ºC 后,以空气来冷却的一种热处理过程。
当钢材经过机械加工产生塑性变形后,其内部结构将变得散乱,从而造成强度不均,此时可借正火处理来整顿其内部结构,改善机械性能。
(2)淬火处理用来增加硬度(脆性)。
淬火处理是将含碳量为0.4%的钢材加热至850ºC后,急速冷却的一种热处理过程。