1.1汽车常用材料主要性能分析 (课件）-高一《汽车机械基础》同步教学（人民邮电版）

项目一 汽车工程材料 任务一 汽车常用材料主要性能分析 任务二 铁碳合金 任务三 汽车典型零件热处理 任务四 汽车零件常用材料 任 务 一 汽车常用材料主要性能分析 任务引入 图1-1 汽车曲轴、活塞、齿轮 汽车曲轴、活塞、齿轮的主要性能有哪些？ 1．掌握汽车常用材料的性能指标。 2．具有对不同汽车零件进行主要性能 分析的能力。 学习目标 相关知识 一、金属材料的使用性能 二、金属材料的工艺性能 力学性能是指金属材料在外力的作用下表现出来的特性。 力 学 性 能 指 标 强度 硬度 疲劳强度 塑性 冲击韧性 （一）力学性能 一、金属材料的使用性能 （一）力学性能 两个定义： ★ 载荷: 金属材料在加工及使用过程中所受到的外力。 ★ 变形: 金属材料受载荷作用而发生的几何形状和尺寸 的变化称为变形。 分类: 静载荷、冲击载荷、变载荷 分类: 弹性变形、塑性变形 A.拉伸试样 按国标规定标准拉伸试样可分为： （1）板形试样：原材料为板材或带材。 短试样l0＝ 5d0。 l0为试样标距，d0为试样直径。 （2）圆形试样： 长试样l0＝10d0， 强度和塑性是根据拉伸试验测定出来的。 标准拉伸试样 d1 拉伸试验机 标准拉伸试样 d1 缩颈现象 拉伸试验中得出的拉伸力F与伸长量△L的关系曲线。 屈服 弹性变形 缩颈 断裂 塑性变形 B.拉伸曲线（力-伸长曲线） 图1-4 低碳钢的拉伸曲线（应力—应变曲线） 强化 C.应力-应变曲线 （1）应力：单位面积上试样承受的载荷。 （2）应变：单位长度的 伸长量。 应力-应变曲线 1．强度 （1）屈服强度和规定残余伸长应力 材料的屈服强度（屈服极限），用s表示。 材料的规定残余伸长应力，用0.2表示。 强度是材料在载荷（外力）作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。 在拉伸试验中具有屈服现象的金属材料称为塑性材料，而工程上使用的金属材料，大多数没有明显的屈服现象，这类金属材料称为脆性材料。有些脆性材料，不仅没有屈服现象，而且也不产生缩颈。 铸铁的拉伸曲线 （2）抗拉强度 在工程上把 称为屈强比。 屈强比高表示材料的抗变形能力较强，不易发生塑性变形，材料强度的有效利用率高； 屈强比低表示材料的塑性较好，零件的安全可靠性越高。 屈服强度和抗拉强度是机械零件设计和选材的主要依据。 材料的抗拉强度，用b表示。 2．塑性 （1）断后伸长率　 塑性是材料断裂前发生不可逆塑性变形的能力。 试样拉断后，标距伸长量和原始标距的百分比。 ≥ 5%，塑性材料； < 5%，脆性材料。 长试样： ；短试样： 。 试样拉断后，缩颈处横截面积的缩减量与原始横截面积的百分比。 （2）断面收缩率 材料的δ或ψ值越大，表示材料的塑性越好。塑性直接影响到零件的成形加工及使用。 3．硬度 硬度是指金属材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划伤的能力。 布氏硬度 HB 洛氏硬度 HR 维氏硬度 HV 压入法 硬度试验方法： （1）布氏硬度 压头 淬火钢球 HBS：布氏硬度值  450的材料； 硬质合金球 HBW：布氏硬度值450～650的材料。 优点： 测量误差小（因压痕大），数据稳定，重复性强。 缺点： 压痕面积较大，测量费时，不能用于太薄件、成品件及比压头还硬的材料。 应用： 常用于测量较软材料、灰铸铁、有色金属、退火正火钢材的硬度。 不适于测量成品零件或薄件的硬度。 （2）洛氏硬度 压头 120º金刚石圆锥体 HRA与HRC 淬火钢球 HRB 初试验力F1 总试验力F 主试验力F2 F = F1 + F2 测量操作简单，方便快捷，压痕小；测量范围大，能测较薄工件。 测量精度较低，可比性差，不同标尺的硬度值不能比较。 例如： 50HRC<70HRA × 50HRB>40HRC × 优点： 缺点： 应用： 可用于成品检验和薄件表面硬度检验。 不适于测量组织不均匀材料。 （3）维氏硬度 与布氏硬度试验原理基本相同，只是改用金刚石四棱锥体作压头。 特点：可测较薄的硬化层及很软、很硬的材料。 4．冲击韧性 冲击韧性采用的测定方法是摆锤式一次冲击试验方法。 冲击韧性是指金属材料在冲击载荷作用下断裂时吸收变形能量的能力。 冲击韧度是指冲击试样缺口处单位横截面面积上的冲击吸收功。 冲击韧度（ ）： 冲击试验原理示意图 冲击吸收功： -40 -20 0 20 2