项目2 任务1 认识金属材料的性能（课件）-《新能源汽车机械基础》同步精品课堂（高教版）

《新能源汽车机械基础》高教版 项目2 汽车材料的应用 任务1 认识金属材料的性能 同步精品课堂—中职专业课 1 CONTENTS 金属材料的力学性能 01 金属材料的物理性能、化学性能与工艺性能 02 目录 图纸幅面和格式 教学 目标 知识目标 理解材料弹性变形和塑性变形的特点。 掌握材料强度、塑性、硬度的概念、应用。 掌握材料的物理、化学性能和工艺性能概念及应用情况。 能够简述材料弹性变形和塑性变形的特点； 能够准确阐述材料强度、塑性、硬度的概念及应用案例。 能力目标 在实践过程中培养学生精益求精的工匠精神，让学生逐步养成严谨、细致、规范的技术行为习惯。 情感目标 图纸幅面和格式 重点 难点 金属材料的力学性能和物理性能 重点 金属材料的工艺性能 难点 图纸幅面和格式 情景导入 不同的汽车零件由于所承受载荷的性质不同，对其使用性能的要求也就不同。工程技术人员选用材料时首先要掌握材料的使用性能（如力学性能、物理性能和化学性能等），同时还要考虑材料的工艺性能和经济性。 图纸幅面和格式 情景导入 常见的新能源汽车金属材料有哪些？ 金属材料的物理性能、化学性能有哪些？ 图纸幅面和格式 01 金属材料的力学性能 载荷：金属材料在加工及使用过程中所受到的外力称为载荷。根据载荷作用性质的不同，可分 为静载荷、冲击载荷和变载荷三类。 大小不变或变化缓慢的载荷。 静载荷 突然增加的载荷，对材料性能要求高。 冲击载荷 周期性或非周期性变化的载荷，影响材料疲劳寿命。 变载荷 图纸幅面和格式 01 金属材料的力学性能 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。 金属材料变形分弹性与塑性，弹性变形可恢复，塑性变形永久。 变形类型 外力去除后，变形恢复，材料保持原状，如弹簧。 弹性变形 外力去除后，变形不恢复，材料形状改变，如拉伸后的金属棒。 塑性变形 图纸幅面和格式 01 金属材料的力学性能 材料的力学性能是指在外力的作用下所表现出来的特性，常用的力学性能指标主要有强 度、塑性、硬度、冲击韧度和疲劳极限等。 断裂前不可逆变形能力，材料断裂时最大相 对塑性变形如伸长率 塑性定义与指标 含义：抵抗变形和断裂能力 分为：抗拉强度、抗压强度、抗弯强度和抗剪强度 强度定义与分类 1.强度和塑性 图纸幅面和格式 01 金属材料的力学性能 硬度：实际上是指金属表面一个小的或很小的体积内抵抗弹性变形、塑性变形或抵抗破裂的一种抗力。 2.硬度 硬度能够反映出金属材料在化学成分、金相组织和热处理状态上的差异，是检验 产品质量、研制新材料和确定合理的加工工艺不可缺少的检测性能之一。 硬度试验是金 属力学性能试验中最简便、最迅速的一种方法。 图纸幅面和格式 01 金属材料的力学性能 硬度不是一个单纯的确定的物理量，不是基本的力学性能指标，而是一个由材料的弹性、 强度、塑性、韧性等一系列不同力学性能组成的综合性能指标。 2.硬度 硬度试验方法分类 01 压入法硬度试验 压入法包括布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度和显微硬度等。 02 划痕法硬度试验 划痕法主要是莫氏硬度。 03 回跳法硬度试验 回跳法主要是肖氏硬度。 机械制造中应用广泛的硬度试验 机械制造中应用最广泛的是布氏硬度试验法(HB)和洛氏硬度试验法(HR)。 图纸幅面和格式 头脑风暴 什么是冲击韧度？ 冲击韧度与强度、硬度有什么不同？如何区分？ 图纸幅面和格式 01 金属材料的力学性能 硬度不是一个单纯的确定的物理量，不是基本的力学性能指标，而是一个由材料的弹性、 强度、塑性、韧性等一系列不同力学性能组成的综合性能指标。 3.冲击韧度 01 冲击载荷的作用 机械零部件在工作过程中会受到不同程度冲击载荷的作用，如变速箱传动轴、锻锤的锤杆、冲床的冲头等。 03 冲击载荷下的应力分布 金属在受冲击时，应力分布与变形很不均匀，需考虑冲击韧度。 02 冲击韧度的定义 冲击韧度是指材料抵抗冲击载荷作用的能力。 04 设计和制造考虑 设计和制造承受冲击载荷作用的零件和工具时，需考虑所用材料的冲击韧度。 图纸幅面和格式 01 金属材料的力学性能 疲劳极限：反映材料抗疲劳性能的指标是疲劳极限。 4. 疲劳极限 由于疲劳断裂通常是从机件最薄弱的部位或缺陷所造成的应力集中处发生，因此疲劳失效对许多因素很敏感。 循环应力特性、环境介质、温度、机件表面状态、内部组织缺陷等， 这些因素都会导致疲劳裂纹的产生或加速裂纹扩展而降低疲劳寿命。 为了提高机件的疲劳抗力，防止疲劳断裂事故的发生，在进行机件设计和加工时，应选择 合理的结构形状，防止表面损伤，避免应力集中。 表面强化处理是提 高疲劳极限的有效途径。 图纸幅面和格式 小组讨论 新能源汽车的电池系统在充放电过程中会产生大量热量，如何保证散热，以保持电池的稳定性和安全性？ 金属还有哪些物流性能在新能源汽车中的应用中十分重要？ 图纸幅面和格式 02 金属材料的物理性能、化学性能与工艺性能 金属的物理性能是指金属固有的属性，包括密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性和磁性等。 1. 物理性能 密度定义与影响 单位体积金属质量，影响质量与体积 熔点定义与应用 固态向液态转变温度，决定耐高温与防火零件 图纸幅面和格式 02 金属材料的物理性能、化学性能与工艺性能 1. 物理性能 金属材料传导热量的性能称为导热性。 传导热量性能，影响焊接、铸造工艺。 导热性 金属材料传导电流的性能称为导电性。 传导电流性能，决定导电与电热元件材料。 导电性 图纸幅面和格式 02 金属材料的物理性能、化学性能与工艺性能 1. 物理性能 01 随温度变化而膨胀、收缩的特性 热膨胀性定义 02 控制间隙尺寸，减小变形与开裂 热膨胀性应用 热膨胀性 图纸幅面和格式 头脑风暴 请你说一说 热膨胀性有哪些利弊？分别可应用于哪些领域？ 图纸幅面和格式 02 金属材料的物理性能、化学性能与工艺性能 2.化学性能 金属的物理性能是指金属固有的属性，包括密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性和磁性等。 1 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。 耐腐蚀性 2 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。 抗氧化性 图纸幅面和格式 02 金属材料的物理性能、化学性能与工艺性能 2.化学性能 3 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。在高温条件下工作的零部件，需要选择热稳定性好的材料来制造。 化学稳定性 图纸幅面和格式 02 金属材料的物理性能、化学性能与工艺性能 3.工艺性能 金属材料的工艺性能是指材料加工成形获得合格产品的难易程度。按照加工 工艺的不同，工艺性能可分为铸造性能、可锻性、可焊性、切削加工性和热处理性能等。 金属液态时流动性与收缩性 铸造性能 金属承受压力加工变形能力 可锻性 金属焊接时接头处结合能力 可焊性 金属切削时难易程度和表面质量 切削加工性 金属在热处理时组织与性能变化能力 热处理性能 图纸幅面和格式 知识拓展 金属材料在新能源汽车中的应用。 全球瞩目的美国纯电动汽车生产公司特斯拉研发制造的Model S整辆车包含了250项专利。其全铝车身兼顾了轻量化与高强度特性，除了车身外，其前后悬架大部分材料也采用铝材。 图纸幅面和格式 知识拓展 LITE 是北汽新能源中高端电动汽车品牌ARCFOX 出品的一款小型纯电动车。车身采用 复合金属结构，具有以下特点： 1)铝合金框架式轻量化车身 集成多种铝成形工艺，较钢制车身减重30%以上； 2)镁合金骨架 AZ91镁合金弯管成形； 3)镁合金仪表板横梁 AM50 镁合金压铸一体成形。 北汽新能源汽车EH300车身 图纸幅面和格式 我问你答 金属材料的物理性能有哪些主要方面？请列举并简要说明。 金属材料的化学性能主要关注哪些方面？请举例说明。 简述金属材料的工艺性能，并说明其对汽车材料选择的重要性。 图纸幅面和格式 课堂小结 本节课主要学习了材料弹性变形和塑性变形的特点，了解了材料强度、塑性、硬度的概念、应用，了解了金属材料的物理、化学性能和工艺性能概念及应用。通过学习，要求学生能够简述材料弹性变形和塑性变形的特点；能够准确阐述材料强度、塑性、硬度的概念及应用案例。在实践过程中培养学生精益求精的工匠精神，让学生逐步养成严谨、细致、规范的技术行为习惯。 图纸幅面和格式 作业布置 常见的新能源汽车铝合金材料有哪些？ 金属材料的物理性能有哪些？ 图纸幅面和格式 感谢观看 $$