5.1汽车常用材料主要性能分析（2）（课件）-高二《汽车机械基础》同步教学（人邮版）

汽车常用材料主要性能分析（2） 4.冲击韧性 冲击韧性（简称韧性）是材料在冲击载荷的作用下断裂前吸收变形能量的能力。 夏比冲击试验是一种常用的评定金属材料韧性指标的动态试验方法。 将规定几何形状的缺口（V型或U型）试样置于试验机两支座之间，缺口背向打击面放置，用摆锤一次打击试样，测定试样的吸收能量K。 由于大多数材料冲击值随温度变化，因此试验应在规定温度下进行。当不在室温下试验时，试样必须在规定条件下加热或冷却，以保持规定的温度。 冲击试验原理示意图 冲击吸收能量K的大小直接由试验机的刻度盘上读出。V型缺口试样和U型缺口试样的冲击能量分别用KV和KU表示。 用KV和KU（J）除以试样缺口处的截面积S（cm2），即得到冲击韧度，用aK表示，其单位为J/cm2。与K相比，aK没有明确的物理意义，只是一种数学表达方法。所以，现在多用冲击吸收能量K作为材料韧性的判据。 一般把冲击吸收能量低的材料称为脆性材料，冲击吸收能量高的材料称为韧性材料。 冲击吸收能量或冲击韧度值越大，承受的冲击载荷也越大。 Titanic钢板强度高，韧性很差，特别是在低温呈脆性，冲击试样是典型的脆性断口，近代船用钢板的冲击试样则具有相当好的韧性。 Titanic钢板（左图）和近代船用钢板（右图）的冲击试验结果 Titanic沉没原因： 疲劳强度是衡量金属疲劳的指标。金属材料在无限多次交变载荷作用下而不破坏的最大应力，称为疲劳强度（或疲劳极限）。 5.疲劳强度 金属材料在交变应力或应变作用下产生裂纹或失效，材料性能的变化过程称为疲劳。金属材料在疲劳现象下，在一处或几处产生裂纹或突然发生完全断裂的过程，称为疲劳断裂（或疲劳破坏）。 5.疲劳强度 　　一般试验（GB/T 4337—2015）规定，钢在经受107次、有色金属或某些高强度钢经受108次交变载荷的作用下不产生断裂时的最大应力称为疲劳强度。当施加的交变应力是对称循环应力时，所得的疲劳强度用σ-1表示。 彗星（Comet）客机是英国的德·哈维兰公司（de Havilland）研制的历史上第一种喷气式民航客机。 De Havilland Comet 坠毁原因： 彗星1型客机 长时间飞行以及频繁起降使机体反复承受增压和减压，而引发金属疲劳是发生“彗星”1型客机解体坠毁事故的原因。 1953年-1954年期间，接连发生了3次坠毁事故。 Comet空难夺去了68人的生命。 增压座舱 方形舷窗 （二）物理性能 1．密度 金属材料单位体积内的质量称为密度。在体积相同的情况下，金属材料的密度越大，其质量也越大。 2．熔点 金属材料从固态向液态转变时的温度称为熔点。熔点高的金属称为难熔金属，可用来制造耐高温零件；熔点低的金属称为易熔金属，可用来制造熔断丝和防火安全阀等零件。 金属材料的物理性能是指金属固有的属性。 （二）物理性能 3．导热性 金属材料传导热量的性能称为导热性。金属的导热性以银为最好，铜、铝次之。导热性好的金属散热也好，因此在制造散热器、热交换器与活塞等零件时，要选用导热性好的金属材料。 4．导电性 金属材料传导电流的性能称为导电性。金属的导电性以银为最好，铜、铝次之。导电性好的金属，如纯铜、纯铝适于做导电材料；导电性差的金属，如铁铬铝合金适于做电热元件。 金属材料的物理性能是指金属固有的属性。 （二）物理性能 5．热膨胀性 金属材料随温度变化而膨胀、收缩的特性称为热膨胀性。在实际工作中要考虑热膨胀性的场合很多，例如，轴与轴瓦之间要根据热膨胀性来控制其间隙尺寸；测量工件的尺寸时，要注意热膨胀性的影响，以减小测量误差。 金属材料的物理性能是指金属固有的属性。 （三）化学性能 化学性能是指金属材料在常温或高温条件下抵抗外界介质对其化学侵蚀的能力。 1．耐腐蚀性 金属材料在常温下抵抗氧、水蒸气及其他化学介质腐蚀破坏作用的能力称为耐腐蚀性。腐蚀对金属材料的危害很大，它不仅使金属材料本身受到损伤，严重时还会使金属零部件遭到破坏，引起重大的伤亡事故。因此，提高金属材料的耐腐蚀性，对于节约金属、延长金属材料的使用寿命，具有现实的经济意义。 （三）化学性能 2．抗氧化性 金属材料在加热时抵抗氧化作用的能力称为抗氧化性。金属材料的氧化随温度的升高而加速。例如，钢材在铸造、锻造、热处理、焊接等热加工过程中，氧化比较严重，这不仅造成材料过量的损耗，也可形成各种缺陷。因此，在加热时，常在工件的周围提供一种还原或保护气体，以避免金属材料的氧化。 3．化学稳定性 化学稳定性是金属材料的耐腐蚀性和抗氧化性的总称。金属材料在高温下的化学稳定性称为热稳定性。在高温条件