汽車機(jī)械基礎(chǔ)ppt第10章

1、第第10 10章章 有色金屬有色金屬 與非金屬材料與非金屬材料 l在純鋁中加入在純鋁中加入SiSi、CuCu、MgMg、ZnZn、MnMn等金屬等金屬 元素形成元素形成鋁合金鋁合金?？娠@著提高力學(xué)性能，?？娠@著提高力學(xué)性能， 且仍保持密度小、比強(qiáng)度高、耐腐蝕、導(dǎo)且仍保持密度小、比強(qiáng)度高、耐腐蝕、導(dǎo) 熱性好的優(yōu)點(diǎn)，可以用來制作機(jī)器零件。熱性好的優(yōu)點(diǎn)，可以用來制作機(jī)器零件。 l鋁合金可通過固溶鋁合金可通過固溶時效處理來改變鋁合時效處理來改變鋁合 金的力學(xué)性能。金的力學(xué)性能。 l根據(jù)鋁合金的成分及生產(chǎn)工藝特點(diǎn)，可將根據(jù)鋁合金的成分及生產(chǎn)工藝特點(diǎn)，可將 其分為其分為變形鋁合金變形鋁合金和和鑄造鋁合金鑄

2、造鋁合金。 l變形鋁合金塑性較好，宜于進(jìn)行壓力加工，變形鋁合金塑性較好，宜于進(jìn)行壓力加工， 一般由冶金廠由鋁錠加工成各種型材（板、一般由冶金廠由鋁錠加工成各種型材（板、 帶、管等）產(chǎn)品供應(yīng)，其合金含量一般小帶、管等）產(chǎn)品供應(yīng)，其合金含量一般小 于于5%（高強(qiáng)度鋁合金含量在（高強(qiáng)度鋁合金含量在8%14%）。）。 按加入元素及主要性能特點(diǎn)分為防銹鋁、按加入元素及主要性能特點(diǎn)分為防銹鋁、 硬鋁、超硬鋁和鍛鋁。常用變形鋁合金的硬鋁、超硬鋁和鍛鋁。常用變形鋁合金的 牌號、成分、機(jī)械性能及用途見教材表牌號、成分、機(jī)械性能及用途見教材表 10.1。 l直接用鑄造方法澆注成零件或毛坯的鋁合金。其直接用鑄造方法

3、澆注成零件或毛坯的鋁合金。其 所含合金元素的數(shù)量比較高，壓力加工性能差，所含合金元素的數(shù)量比較高，壓力加工性能差， 但鑄造性能較好，可以制造形狀復(fù)雜的零件。合但鑄造性能較好，可以制造形狀復(fù)雜的零件。合 金元素總的含量在金元素總的含量在8%25%范圍內(nèi)，以加入元素范圍內(nèi)，以加入元素 不同而分為許多類別。不同而分為許多類別。 l代號用代號用“ZL”加三位數(shù)字表示。第一位數(shù)字表示加三位數(shù)字表示。第一位數(shù)字表示 合金類別：合金類別：1為鋁為鋁硅系，硅系，2為鋁為鋁銅系，銅系，3為為 鋁鋁鎂系，鎂系，4為鋁為鋁鋅系；第二、三位數(shù)字表示合鋅系；第二、三位數(shù)字表示合 金順序號，序號不同化學(xué)成分不同，優(yōu)質(zhì)在后

4、面金順序號，序號不同化學(xué)成分不同，優(yōu)質(zhì)在后面 加加“A”。幾種常用鑄造鋁合金的牌號、成分、機(jī)。幾種常用鑄造鋁合金的牌號、成分、機(jī) 械性能及用途見教材表械性能及用途見教材表10.2 。 l也稱也稱“電解銅電解銅”或或“紫銅紫銅”。含銅量。含銅量 w wCu Cu=99.5% =99.5%99.95%99.95%。具有良好的塑性、導(dǎo)電性具有良好的塑性、導(dǎo)電性 和耐蝕性。其密度為和耐蝕性。其密度為8.9g/cm8.9g/cm3 3，熔點(diǎn)為，熔點(diǎn)為10831083， 固態(tài)下為面心立方晶格，無同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。工固態(tài)下為面心立方晶格，無同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。工 業(yè)純銅的強(qiáng)度、硬度低，不宜制作結(jié)構(gòu)零件，業(yè)純銅的強(qiáng)度、

5、硬度低，不宜制作結(jié)構(gòu)零件， 廣泛用于制造電線、電纜、銅管以及配制銅合廣泛用于制造電線、電纜、銅管以及配制銅合 金。金。 l我國工業(yè)純銅常用的有我國工業(yè)純銅常用的有T1T1、T2T2、T3T3、T4T4四種，四種， 代號中數(shù)字越大，表示雜質(zhì)含量越高。代號中數(shù)字越大，表示雜質(zhì)含量越高。 l黃銅是以鋅為主要添加元素的銅合金，分為黃銅是以鋅為主要添加元素的銅合金，分為 普通黃銅和特殊黃銅。幾種常用黃銅的牌號、普通黃銅和特殊黃銅。幾種常用黃銅的牌號、 成分、機(jī)械性能及用途見教材表成分、機(jī)械性能及用途見教材表10.3。 l青銅原指銅錫合金，因呈青黑色而得名。以青銅原指銅錫合金，因呈青黑色而得名。以 后，由

6、于需要發(fā)展了不含錫而加入鋁、硅、后，由于需要發(fā)展了不含錫而加入鋁、硅、 錳、鉛等其他元素的青銅，稱特殊青銅或無錳、鉛等其他元素的青銅，稱特殊青銅或無 錫青銅。幾種常用青銅的牌號、成分、機(jī)械錫青銅。幾種常用青銅的牌號、成分、機(jī)械 性能及用途見教材表性能及用途見教材表10.4。 l鈦呈銀白色，熔點(diǎn)高（鈦呈銀白色，熔點(diǎn)高（1 725），密度?。?，密度小 （4.5g/cm3），導(dǎo)熱性差。），導(dǎo)熱性差。 l力學(xué)性能與其純度有很大關(guān)系。分為力學(xué)性能與其純度有很大關(guān)系。分為4個等個等 級：級：TA0、TAl、TA2、TA3，數(shù)字越大純，數(shù)字越大純 度越低。度越低。 l常用于制造常用于制造350以下工作的低載

7、荷零件，以下工作的低載荷零件， 如飛機(jī)骨架、發(fā)動機(jī)部件、耐海水管道及如飛機(jī)骨架、發(fā)動機(jī)部件、耐海水管道及 柴油機(jī)活塞、連桿等。柴油機(jī)活塞、連桿等。 l 型鈦合金（型鈦合金（TA）具有很好的強(qiáng)度、韌性、熱穩(wěn)）具有很好的強(qiáng)度、韌性、熱穩(wěn) 定性、焊接性和鑄造性，抗氧化能力較好，塑性定性、焊接性和鑄造性，抗氧化能力較好，塑性 較低，熱強(qiáng)性很好；較低，熱強(qiáng)性很好； l 型鈦合金（型鈦合金（TB）強(qiáng)度較高、韌性好，易于沖壓）強(qiáng)度較高、韌性好，易于沖壓 成形，經(jīng)淬火和時效處理后強(qiáng)度進(jìn)一步提高，主成形，經(jīng)淬火和時效處理后強(qiáng)度進(jìn)一步提高，主 要用于制造高強(qiáng)度板材和復(fù)雜形狀零件。要用于制造高強(qiáng)度板材和復(fù)雜形狀零件

8、。 l + 型鈦合金（型鈦合金（TC）兼有上述合金的優(yōu)點(diǎn)，即塑）兼有上述合金的優(yōu)點(diǎn)，即塑 性好、熱強(qiáng)性好（可在性好、熱強(qiáng)性好（可在400長期工作）、抗海長期工作）、抗海 水腐蝕能力很強(qiáng)，生產(chǎn)工藝簡單，并可通過淬火水腐蝕能力很強(qiáng)，生產(chǎn)工藝簡單，并可通過淬火 和時效處理進(jìn)行強(qiáng)化，主要應(yīng)用于飛機(jī)壓氣機(jī)盤和時效處理進(jìn)行強(qiáng)化，主要應(yīng)用于飛機(jī)壓氣機(jī)盤 和葉片、艦艇耐壓殼體、大尺寸鍛件、模鍛件等。和葉片、艦艇耐壓殼體、大尺寸鍛件、模鍛件等。 l鎂的密度很小，耐蝕性很差，強(qiáng)度和塑性均不高，鎂的密度很小，耐蝕性很差，強(qiáng)度和塑性均不高， 一般不直接用做結(jié)構(gòu)材料。一般不直接用做結(jié)構(gòu)材料。 l鎂合金比強(qiáng)度更高，能承受

9、較大的沖擊載荷和具鎂合金比強(qiáng)度更高，能承受較大的沖擊載荷和具 有更高疲勞極限；耐蝕性好（特別耐煤油、汽油有更高疲勞極限；耐蝕性好（特別耐煤油、汽油 等礦物油和堿類的腐蝕），有良好的切削加工性。等礦物油和堿類的腐蝕），有良好的切削加工性。 因此在航空、無線電通信、儀表等行業(yè)獲得廣泛因此在航空、無線電通信、儀表等行業(yè)獲得廣泛 的應(yīng)用。鎂合金是最有發(fā)展前景的汽車輕量化材的應(yīng)用。鎂合金是最有發(fā)展前景的汽車輕量化材 料之一。料之一。 l鎂合金根據(jù)加工方法分為變形鎂合金（壓力加工鎂合金根據(jù)加工方法分為變形鎂合金（壓力加工 鎂合金）和鑄造鎂合金兩類，代號分別以鎂合金）和鑄造鎂合金兩類，代號分別以“MB” 和

10、和“ZM”加序號表示。加序號表示。 l常用的變形鎂合金有常用的變形鎂合金有MBl、MB2、MB8、MBl5。 常用鑄造鎂合金有常用鑄造鎂合金有ZMl、ZM2、ZM5。 名名 稱稱符符 號號用用 途途 舉舉 例例 聚乙烯聚乙烯PE 車廂內(nèi)飾件、油箱、擋泥板、轉(zhuǎn)向盤、發(fā)動機(jī)罩、空氣車廂內(nèi)飾件、油箱、擋泥板、轉(zhuǎn)向盤、發(fā)動機(jī)罩、空氣 導(dǎo)管導(dǎo)管 聚氯乙烯聚氯乙烯PVC 方向盤、坐墊套、車門內(nèi)板、儀表板、操縱桿蓋板等，方向盤、坐墊套、車門內(nèi)板、儀表板、操縱桿蓋板等， 占車用塑料的占車用塑料的20%30% 聚丙烯聚丙烯PP 接線板、轉(zhuǎn)向盤、保險杠、風(fēng)扇罩、散熱器柵格、燈罩、接線板、轉(zhuǎn)向盤、保險杠、風(fēng)扇罩、散

11、熱器柵格、燈罩、 電線覆皮電線覆皮 聚氨酯樹脂聚氨酯樹脂PU 為主要內(nèi)飾材料：儀表板、方向盤、車門扶手、遮陽板、為主要內(nèi)飾材料：儀表板、方向盤、車門扶手、遮陽板、 密封條、頭枕密封條、頭枕 ABS樹脂樹脂ABS儀表盤、控制箱、燈殼、擋泥板、變速桿、散熱器護(hù)柵儀表盤、控制箱、燈殼、擋泥板、變速桿、散熱器護(hù)柵 有機(jī)玻璃有機(jī)玻璃PMMA燈罩、油杯、鏡片、遮陽板、標(biāo)牌、油標(biāo)燈罩、油杯、鏡片、遮陽板、標(biāo)牌、油標(biāo) 聚酰胺（尼聚酰胺（尼 龍）龍） PA 冷卻風(fēng)扇、濾網(wǎng)、把手、鋼板彈簧銷襯套、散熱器副油冷卻風(fēng)扇、濾網(wǎng)、把手、鋼板彈簧銷襯套、散熱器副油 箱箱 聚甲醛聚甲醛POM各種閥門、轉(zhuǎn)向器襯套、萬向節(jié)軸承、

12、各種手柄及門銷各種閥門、轉(zhuǎn)向器襯套、萬向節(jié)軸承、各種手柄及門銷 酚醛塑料酚醛塑料PE制動襯片、離合器摩擦片、分電器蓋制動襯片、離合器摩擦片、分電器蓋 聚碳酸酯聚碳酸酯PC保險杠、刻度板、殼體、水泵葉輪保險杠、刻度板、殼體、水泵葉輪 l大致分為大致分為傳統(tǒng)陶瓷傳統(tǒng)陶瓷和和特種陶瓷特種陶瓷兩大類。兩大類。 l傳統(tǒng)陶瓷又稱普通陶瓷，主要以天然硅酸鹽礦物傳統(tǒng)陶瓷又稱普通陶瓷，主要以天然硅酸鹽礦物 質(zhì)（黏土、長石、石英等）為原料，經(jīng)粉碎、成質(zhì)（黏土、長石、石英等）為原料，經(jīng)粉碎、成 型、燒結(jié)后而成。按用途可分為日用陶瓷、建筑型、燒結(jié)后而成。按用途可分為日用陶瓷、建筑 陶瓷、衛(wèi)生陶瓷、電器陶瓷、化工陶瓷和

13、多孔陶陶瓷、衛(wèi)生陶瓷、電器陶瓷、化工陶瓷和多孔陶 瓷。瓷。 l特種陶瓷又稱新型陶瓷，以化工原料（氧化物、特種陶瓷又稱新型陶瓷，以化工原料（氧化物、 氮化物、碳化物等）為原料，經(jīng)配料、成型、燒氮化物、碳化物等）為原料，經(jīng)配料、成型、燒 結(jié)而成。按其用途可分為電容陶瓷、壓電陶瓷、結(jié)而成。按其用途可分為電容陶瓷、壓電陶瓷、 磁性陶瓷、電光陶瓷、高溫陶瓷等。磁性陶瓷、電光陶瓷、高溫陶瓷等。 （2）陶瓷的性能及應(yīng)用）陶瓷的性能及應(yīng)用 l具有很高的彈性模量和硬度（具有很高的彈性模量和硬度（1 500 HV），極高的紅硬性（可達(dá)），極高的紅硬性（可達(dá)1 000以以 上），抗壓強(qiáng)度高，但抗拉強(qiáng)度和韌性都上），

14、抗壓強(qiáng)度高，但抗拉強(qiáng)度和韌性都 很低，脆性大很低，脆性大 ； l化學(xué)性能非常穩(wěn)定化學(xué)性能非常穩(wěn)定 ； l熔點(diǎn)很高，一般在熔點(diǎn)很高，一般在2 000左右左右 ； l導(dǎo)熱性和膨脹性小導(dǎo)熱性和膨脹性小 ； l大多是絕緣體，某些特種陶瓷具有導(dǎo)電性大多是絕緣體，某些特種陶瓷具有導(dǎo)電性 和導(dǎo)磁性。和導(dǎo)磁性。 （3）幾種常用的特殊陶瓷）幾種常用的特殊陶瓷 l氧化鋁陶瓷氧化鋁陶瓷的主要成分是的主要成分是Al2O3，又稱剛玉瓷。它，又稱剛玉瓷。它 高溫強(qiáng)度高、硬度高、耐磨性好，具有良好的絕高溫強(qiáng)度高、硬度高、耐磨性好，具有良好的絕 緣性和化學(xué)穩(wěn)定性。但抗熱振性能差，不能承受緣性和化學(xué)穩(wěn)定性。但抗熱振性能差，不能承受 溫度的突變。在汽車工業(yè)中的典型用途為火花塞溫度的突變。在汽車工業(yè)中的典型用途為火花塞 絕緣體，汽車排氣凈化器、發(fā)動機(jī)缸蓋底板、缸絕緣體，汽車排氣凈化器、發(fā)動機(jī)缸蓋底板、缸 套、活塞頂?shù)纫灿玫搅颂沾刹牧?。套、活塞頂?shù)纫灿玫搅颂沾刹牧稀?l氮化硅陶瓷氮化硅陶瓷（Si3N4）的顯著特點(diǎn)是抗熱振性能好，）的顯著特點(diǎn)是抗熱振性能