资源简介

(共24张PPT)
第二篇 汽车工程材料
汽车常用工程材料
第4章 金属材料的性能
主要分为使用性能和工艺性能两方面。
所谓使用性能，是指材料在使用时所表现出来的性质和适应能力，如物理、化学和机械性能（或力学性能）等。
所谓工艺性能，是指金属在加工时所表现出来的适应能力和难易程度。按加工方法可分为铸造性能、压力加工性能、焊接性能、切削加工性能和热处理性能等。
4.1 金属材料的力学性能
材料的力学性能也分为强度、塑性、硬度，冲击韧性和疲劳强度等。
4.1.1 强度
金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力称为强度。
可分为抗拉强度（ ），抗压强度（ ）、抗弯强度（ ）、抗剪强度（ ）和抗扭强度（ ）等
圆形拉伸试样
低碳钢的应力—应变曲线
oe--弹性变形阶段
es--屈服阶段
sd--明显塑性变形阶段
db--强化阶段
bk--缩颈阶段
K--试样发生断裂
金属材料的强度指标 :
弹性极限值
屈服极限（屈服强度）
条件屈服极限
强度极限（抗拉强度）
4.1.2 刚度和弹性
弹性模量E弹性模量E是表征材料弹性的系数，可由实验测定
工程上将材料抵抗弹性变形的能力称为刚度。零件的刚度除了与零件横截面大小、形状有关外，还主要取决于材料的性能，即材料的弹性模量E。E愈大，刚度愈大。
4.1.3 塑性
断裂前金属材料产生永久变形的能力称为塑性 ，用延伸率和断面收缩率来表示。
延伸率：试样拉断后，标距的伸长与原始标距的百分比称为延伸率
断面收缩率：试样拉断后，缩颈处截面积的最大缩减量与原横断面积的百分比称为断面收缩率
4.1.4 硬度
材料抵抗另一硬物压入其内的能力叫硬度，即受压时抵抗局部塑性变形的能力。
1．布氏硬度
布氏硬度主要适用于
各种退火或调质处理
的钢、铸铁、有色金
属等.
布氏硬度测试原理图
2．洛氏硬度
洛氏硬度常用的表示方式有HRA、HRB、HRC三种
洛氏硬度试验压痕小、直接读数、操作方便，可测低硬度、高硬度材料，应用最广泛。用于测量各种钢铁原材料、有色金属、经淬火后工件、表面热处理工件及硬质合金等。
表4.1 常用洛氏硬度值的符号、试验条件及应用
硬度符号 压头 总载荷/kgf 表盘上刻度颜色 常用硬度示值范围 应用举例
HRA 金刚石圆锥 60 黑线 60～85 碳化物、硬质合金、表面硬化材料等
HRB 1/16’’钢球 100 红线 25～100 软钢、退火钢、铜合金等
HRC 金刚石圆锥 150 黑线 20～67 淬火钢、调质钢等
3．维氏硬度
维氏硬度测试原理与布氏硬度相同，但压头改用相对面夹角为136 的金刚石正四棱锥体。因此维氏硬度值HV也是用棱锥形压痕单位面积上所承受的平均压力来表示。例如：700HV30/20表示用30kgf载荷保持20s测定的维氏硬度值为700（载荷保持时间10s～15s不标注）。
维氏硬度是一种较为精确的硬度测试方法，广泛用于研究领域。因为其较低的试验载荷在生产中主要用来测定不适合用布氏和洛氏法来测定的薄壁零件以及零件上极薄硬化层的硬度。
4.1.5 冲击韧性
冲击试样
冲击韧度 k（J/m2）
用冲击吸收功Ak除以试样缺口处截面积S0，即得到材料的冲击韧度 k（J/m2），
4.1.6 疲劳强度
疲劳曲线
疲劳极限
当应力低于一定值时，试样可以经受无限周期循环而不破坏，此应力值称为材料的疲劳极限（亦叫疲劳强度），用 1表示。
金属的疲劳极限受到很多因素的影响，主要有工作条件、表面状态、材质、残余内应力等。改善零件的结构形状、降低零件表面粗糙度以及采取各种表面强化的方法，都能提高零件的疲劳极限。
4.2 金属材料的工艺性能
金属材料的一般加工过程
铸造是将熔化的金属或合金，注入铸型型腔内以获得相应铸件的工艺方法。
金属的铸造性能，是指能否将金属材料用铸造方法制成优良铸件的性能。它取决于金属的流动性、收缩性和偏析等。
铸铁、钢、有色金属是常用的铸造材料，其中灰铸铁和青铜铸造性能较好。
4.2.1 铸造性能
4.2.2 焊接性能
焊接是将两部分金属，通过加热或加压借助原子间的结合力，使它们牢固地连接成整体的工艺方法。可分为熔化焊、压力焊、钎焊三种 .
所谓焊接性能，是指能否将金属用一定的焊接方法，焊成优良接头的性能。它可以通过焊接试验来评定，其主要标准是产生裂缝的可能性和裂纹的多少，以及有无气孔产生。
4.2.3 切削加工性能
所谓金属的切削加工性能，是指用刀具进行金属零件加工的难易与经济程度。
金属的切削性能包括几个方面：允许的切削速度，经切削后能达到的表面粗糙度，切削时的动力消耗及对刀具的磨损程度等。
4.2.4 压力加工与锻压性能
所谓压力加工性能，是指能否用压力加工方法将金属加工成优良工件的性能。
金属压力加工性能的好坏，主要取决于金属本身塑性的好坏和变形抗力的大小.
金属的压力加工方法很多，有自由锻、模锻、轧制、拉制、挤压、冲压等。
4.2.5 金属的热处理性能
金属的热处理性能是指金属能否通过热处理工艺来改善或提高金属的力学性能。
有色金属一般不易进行热处理。中碳钢、高碳钢及中碳合金钢、高碳合金钢具有较好的热处理工艺性。
The End!

展开更多......

收起↑