2.1金属材料的性能(课件）-高一《汽车机械基础》同步教学（北京理工大学出版社）

汽车机械基础-- 模块二 汽车常用材料 1 1）了解金属材料的性能 。 2）掌握金属材料的力学性能指标，能解释实际应用问题。 3）掌握钢的热处理的常用方法。 4）熟悉汽车中常用的钢铁材料。 5）了解非铁基金属材料和非金属汽车材料。 学习目标： 2 材料是汽车工业的基础 汽车应用材料包括了制造汽车各种零部件用的汽车工程材料，以及汽车在使用过程中使用的燃料和工作液等汽车运行材料。 以现代轿车用材为例，按照重量来换算， 钢材占汽车自重的55%-60%， 铸铁占12%-5%， 有色金属占6% ~10%， 塑料占8% ~12%，橡胶占4%，玻璃占3%， 其他材料（油漆、各种液体等）占12% ～6%。 汽车材料的应用 任务一 金属材料的性能 学习目标： 1、了解金属材料物理、化学性能及工艺性能； 2、掌握金属材料的力学性能。 材料的性能包括使用性能和工艺性能。 使用性能：是指零部件在正常使用条件下材料所表 现出来的性能。 主要包括力学性能、物理性能和化学性能。 工艺性能：是指材料在被制成各种零部件的过程中 适应加工的性能。 对于金属材料来讲，工艺性能主要包括了铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性能和热处理工艺性能。 一.材料的物理性能 指材料的固有属性， 如密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性、磁性和色泽等。 1．材料的物理性能 名称 定义 表示符号 单位 意义 密度 单位体积物质的质量 ρ kg/m3 材料的密度关系到产品的重量和效能。 熔点 材料由固态向液态转变的温度。 制定冶炼、铸造、锻造和焊接等热加工工艺规范的一个重要的参数。 导热性 指材料传导热量的能力。 λ 瓦特每米开尔文 W/(m·K) 材料的热导率越大，导热性就越好。 导电性 材料传导电流的能力称为导电性。 ρ Ω.cm 1/(Ω.cm) 1．材料的物理性能 名称 定义 表示符号 单位 意义 热膨胀性 材料随着温度的变化产生膨胀、收缩的特性。 线膨胀系数αL和体膨胀系数αv 生产中，在热加工和热处理时要考虑材料的热膨胀性的影响，可减少工件的变形和开裂。 磁性 材料能被磁场吸引或被磁化的性能称为磁性或导磁性。 磁导率μ 亨利每米 μ/m δ 1．材料的物理性能 化学性能:是指材料抵抗周围介质侵蚀的能力。 对于金属材料来说，指耐蚀性和抗氧化性。 对于非金属材料，还存在着化学稳定性、抗老化能力和耐热性等问题。 二.材料的化学性能 铸造性能：流动性、收缩性、偏析 热处理性能：淬透性 锻造性能：塑性、变形抗力 焊接性能：焊接性、碳当量 切削性能：表面粗糙度、刀具寿命 三. 材料的工艺性能 是指材料在被制成各种零部件的过程中适应加工的性能。包括: 11 四. 材料的力学性能 材料的力学性能：是指材料在外加载荷作用所表现出来的性能。 包括强度、塑性、硬度、韧度、疲劳强度及断裂韧度等； 力学性能指标：用来表征材料力学性能的各种临界值或规定值.可通过试验测定. 根据外加载荷的性质，载荷分为： 1、静载荷 2、冲击载荷 3、交变载荷。 金属材料 （受载）-变形,分： 弹性变形：载荷卸除后恢复原状 塑性变形：载荷卸除后不能恢复,也叫永久变形。(如图) 拉压实验—拉压图—应力应变图—力学性能（指标） 1)弹性：材料保持弹性变形的能力.（弹性模量，弹性极限） 2)强度：指材料抵抗破坏（塑性变形或断裂）的能力。 3)塑性：指材料在断裂前产生永久变形而不被破坏的能力。 (一)材料的拉伸试验 1．拉伸试验 根据国家标准《金属材料拉伸试验》（GB228-2002）规定，将材料制成标准拉伸试样，在试验机上加载拉伸至断裂，得 拉伸图：F--ΔL曲线； 再作出 应力-应变图，图1-7为低碳钢应力-应变曲线。 图1-6 低碳钢的F--ΔL曲线 (一)材料的拉伸试验 图1-7低碳钢的σ-ε曲线 塑性材料：断裂前有明显的塑性变形，称为塑性断裂,塑性断裂的断口呈“杯锥”状。如低碳钢。 脆性材料：在断裂前未发生明显的塑性变形，为脆性断裂，断口是平整的。如铸铁、玻璃等。 不同类型的材料，其σ-ε曲线有很大差异。反映出其所具有不同的抗拉性能特点。 弹性极限σe ： 指材料在弹性变形阶段所能承受的最大应力。 σe =