《汽車材料》第一章前言、金屬材料的力學(xué)性能

<汽車資料>第一章金屬資料的力學(xué)性能第二章黑色金屬〔鋼鐵資料〕第三章有色金屬及其合金第四章典型汽車零件金屬資料的選用<汽車資料>目錄第五章汽車常用非金屬資料第六章汽車燃料第七章汽車光滑資料第八章汽車任務(wù)油液本書是根據(jù)教育部新頒發(fā)的<中等職業(yè)學(xué)校汽車運(yùn)用與維修專業(yè)教學(xué)指點(diǎn)方案>，為了順應(yīng)技工學(xué)校汽車專業(yè)主干課程汽車資料的教學(xué)根本要求，并參照有關(guān)行業(yè)職業(yè)技藝鑒定規(guī)范及中級(jí)工、高級(jí)工等級(jí)考核規(guī)范編寫的，適用于技工或職業(yè)學(xué)校汽車專業(yè)，也可作為相關(guān)行業(yè)崗位培訓(xùn)參考用書。根據(jù)高技藝人才培育目的，本教材緊扣汽車運(yùn)用與維修專業(yè)的特點(diǎn)，一夠用為度，適用為主，運(yùn)用為本，注重實(shí)際與實(shí)際嚴(yán)密結(jié)合，教材中盡能夠表達(dá)了汽車資料方面的新知識(shí)、新技術(shù)、新工藝和新資料，使學(xué)生畢業(yè)后能順應(yīng)汽車資料技術(shù)及市場(chǎng)的變化和我開展需求。<汽車資料>是汽車檢測(cè)與維修專業(yè)的一門技術(shù)根底課。其主要義務(wù)是經(jīng)過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生對(duì)汽車用金屬資料、非金屬資料、光滑資料、汽車美容資料等各種資料有一個(gè)較全面的、概括性的了解；初步掌握汽車常用資料的牌號(hào)、性能，掌握常用金屬資料熱處置方法的原理、目的及運(yùn)用；具備合理選材及運(yùn)用的根本知識(shí)和相關(guān)技藝；初步具備分析非金屬資料特性及運(yùn)用情況的才干。為學(xué)好后續(xù)專業(yè)課程及今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)打下根底。

前言認(rèn)識(shí)汽車工程資料性能特點(diǎn)及控制技術(shù)掌握汽車工程資料的類型、性能特點(diǎn)、牌號(hào)及運(yùn)用。了解新型資料運(yùn)用及開展趨勢(shì)四.本課程學(xué)習(xí)目的及要求

抓好根本學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)注重實(shí)際知識(shí)的實(shí)踐運(yùn)用總結(jié)歸納本課程學(xué)習(xí)方法第一章金屬資料的力學(xué)性能運(yùn)用性能金屬資料的性能金屬資料的性能普通分為工藝性能和運(yùn)用性能兩類：工藝性能1.力學(xué)性能——強(qiáng)度、塑性、硬度、沖擊韌性、疲勞強(qiáng)度等；2.物理性能——密度、熔點(diǎn)、熱膨脹性、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性等；3.化學(xué)性能——耐蝕性、抗氧化性等1.鑄造性能2.冷熱壓力加工性能3.焊接性能4.熱處置性能5.切削加工性能變形的概念及載荷分類：機(jī)器上由金屬資料制成的零部件，任務(wù)過程中在外力〔又稱載荷〕的作用下，都會(huì)發(fā)生外形、尺寸改動(dòng)，這種改動(dòng)稱為變形。根據(jù)載荷作用性質(zhì)不同，可分為靜載荷、沖擊載荷、疲勞載荷等三種。(1)靜載荷：大小不變或變動(dòng)很慢的載荷，例如:床頭箱對(duì)機(jī)床床身的壓力。(2)沖擊載荷：忽然添加或消逝的載荷，例如：空氣錘錘頭下落時(shí)錘桿所接受的載荷。(3)疲勞載荷：周期性的動(dòng)載荷，例如：機(jī)床主軸就是在變載荷作用下任務(wù)的。常見的變形方式有：拉伸、緊縮、彎曲、改動(dòng)、剪切等。力學(xué)性能概念：金屬資料在載荷作用下抵抗破壞的性能，稱為力學(xué)性能〔或稱為機(jī)械性能〕。力學(xué)性能目的有強(qiáng)度、硬度、塑性、沖擊韌性等。常用的實(shí)驗(yàn)方法有拉伸實(shí)驗(yàn)、硬度實(shí)驗(yàn)、沖擊實(shí)驗(yàn)等。金屬資料的力學(xué)性能是機(jī)械設(shè)計(jì)、資料選擇、工藝評(píng)定及資料檢驗(yàn)的主要根據(jù)。§1.1強(qiáng)度和塑性強(qiáng)度是指金屬資料在載荷作用下抵抗破壞〔永久變形或斷裂〕的性能。塑性是指金屬資料在載荷作用下產(chǎn)生塑性變形〔永久變形〕而不破壞的才干。一、拉伸實(shí)驗(yàn)拉伸實(shí)驗(yàn)是指用靜拉伸力對(duì)試樣進(jìn)展軸向拉伸，丈量拉伸力和相應(yīng)的伸長(zhǎng)，并測(cè)其力學(xué)性能的實(shí)驗(yàn)。拉伸實(shí)驗(yàn)機(jī)拉伸試樣二、力—伸長(zhǎng)曲線三、強(qiáng)度目的金屬資料抵抗拉伸力的強(qiáng)度目的有屈服點(diǎn)、規(guī)定剩余伸長(zhǎng)應(yīng)力、抗拉強(qiáng)度。1、屈服點(diǎn)和規(guī)定剩余伸長(zhǎng)應(yīng)力

式中：FS—試樣屈服時(shí)的拉伸力，即拉伸曲線中S點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的外力〔N〕S0—試樣的原始截面積〔mm2〕

2、抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度是金屬資料斷裂前所接受的最大應(yīng)力，故又稱強(qiáng)度極限。常用σb來表示。屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度在機(jī)械設(shè)計(jì)和選擇、評(píng)定金屬資料時(shí)有重要意義，由于金屬資料不能在超越其σS的條件下任務(wù)，否那么會(huì)引起機(jī)件的塑性變形；金屬資料也不能超越其σb的條件下任務(wù)，否那么會(huì)導(dǎo)致機(jī)件的破壞。脆性金屬資料的σr0.2也難測(cè)得，所以在運(yùn)用脆性金屬資料制造機(jī)械零件時(shí)，常以σb作為選材和設(shè)計(jì)的根據(jù)。三、強(qiáng)度目的四、塑性目的1、延伸率2、斷面收縮率是衡量資料塑性變形才干大小的目的，、大，表示資料塑性好δ<2~5%屬于脆性資料，如鑄鐵、混凝土、石料等；δ≈5~10%屬于韌性資料；δ>10%屬于塑性資料，如鋼材、銅、鋁等?！?.2硬度硬度是衡量金屬資料軟硬程度的一種性能目的，它是指金屬外表抵抗部分塑性變形或破壞的才干。目前消費(fèi)中測(cè)定硬度方法有壓入法、劃痕法、回彈高度法等。其中壓入法的運(yùn)用最為普遍，它是在規(guī)定的靜態(tài)實(shí)驗(yàn)力作用下，將壓頭壓入被測(cè)試的金屬資料外表，根據(jù)被壓入程度來測(cè)定其硬度值。在壓入法中根據(jù)實(shí)驗(yàn)力、壓頭和表示方法的不同，常用的硬度實(shí)驗(yàn)方法有布氏硬度〔HBS或HBW〕、洛氏硬度(HRA、HRB、HRC)和維氏硬度〔HV〕。一、布氏硬度一、布氏硬度布氏硬度的標(biāo)注方法：符號(hào)HBS或HBW之前為硬度值，符號(hào)后面按以下順序用數(shù)值表示實(shí)驗(yàn)條件：球體直徑/實(shí)驗(yàn)力/實(shí)驗(yàn)力堅(jiān)持時(shí)間(10～15s不標(biāo)注)。例如：125HBSl0/1000/30表示用直徑10mm的淬火鋼球在1000kgf(9.807kN)實(shí)驗(yàn)力作用下堅(jiān)持30s測(cè)得的布氏硬度值為125；布氏硬度實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是測(cè)出的硬度值準(zhǔn)確可靠，因壓痕面積大，能消除因組織不均勻引起的丈量誤差；布氏硬度實(shí)驗(yàn)的缺陷是壓痕大，不適宜丈量廢品件或太小太薄的試樣硬度，且丈量速度較慢，測(cè)得壓痕直徑后還需計(jì)算或查表。二、洛氏硬度二、洛氏硬度洛氏硬度實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)便、迅速，效率高，可以測(cè)定軟、硬金屬的硬度；壓痕小，可用于廢品檢驗(yàn)。但壓痕小，丈量組織不均勻的金屬硬度時(shí)，反復(fù)性差，測(cè)得的硬度值不夠準(zhǔn)確，普通需測(cè)三次以上，取其平均值。而且不同的硬度級(jí)別測(cè)得硬度值不可直接比較大小。三、維氏硬度維氏硬度的優(yōu)點(diǎn)是適用范圍寬，實(shí)驗(yàn)時(shí)加載小，壓痕深度淺，可丈量零件外表淬硬層，丈量對(duì)角線長(zhǎng)度d誤差小，結(jié)果準(zhǔn)確可靠。其缺陷是消費(fèi)率比洛氏硬度實(shí)驗(yàn)低，不宜于成批消費(fèi)檢驗(yàn)，且對(duì)試樣外表質(zhì)量要求較高。§1.3沖擊韌性消費(fèi)中許多機(jī)器零件，都是在沖擊載荷(載荷以很快的速度作用于機(jī)件)下任務(wù)。實(shí)驗(yàn)闡明，載荷速度添加，資料的塑性、韌性下降，脆性添加，易發(fā)生忽然性破壞斷裂。因此，這種情況運(yùn)用的資料就不能用靜載荷下的性能來衡量，而必需用抵抗沖擊載荷的作用而不破壞的才干，即沖擊韌性來衡量。一、夏比沖擊實(shí)驗(yàn)二、韌脆轉(zhuǎn)變溫度資料的沖擊韌性隨溫度下降而下降。在某一溫度范圍內(nèi)Ak值發(fā)生急劇下降的景象稱為韌脆轉(zhuǎn)變，發(fā)生韌脆轉(zhuǎn)變的溫度范圍稱為韌脆轉(zhuǎn)變溫度，沖擊吸收功與溫度之間的關(guān)系曲線如圖1-3-4所示。金屬的韌脆轉(zhuǎn)變溫度越低，闡明金屬的低溫抗沖擊性能就越好。§1.4疲勞許多機(jī)器零件都是在循環(huán)載荷下任務(wù)的，如軸類、彈簧、齒輪、滾動(dòng)軸承等。雖然零件所接受的交變應(yīng)力數(shù)值小于資料的屈服強(qiáng)度，但在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)后也會(huì)發(fā)生斷裂，這種景象叫疲勞斷裂。復(fù)習(xí)與練習(xí)一一、選擇題1.表示金屬資料屈服強(qiáng)度的符號(hào)是〔〕。

A.σe

B.σs

C.σb

D.σ-12.表示金屬資料彈性極限的符號(hào)是〔〕。

A.σe

B.σs

C.σb

D.σ-13.在丈量薄片工件的硬度時(shí)，常用的硬度測(cè)試方法的表示符號(hào)是〔〕。

A.HB

B.HR

C.HV

D.HS4.金屬資料在載荷作用下抵抗變形和破壞的才干叫〔〕。

A.強(qiáng)度

B.硬度

C.塑性

D.彈性二、填空1.金屬的性能分為性能和性能。2.低碳鋼拉伸實(shí)驗(yàn)的過程可以分為彈性變形、和三個(gè)階段。3.金屬塑性的目的主要有和兩種。4.金屬資料的機(jī)械性能是指在載荷作用下其抵抗或的才干。5.常用測(cè)定硬度的方法有、和維氏硬度測(cè)試法。6.疲勞強(qiáng)度是表示資料經(jīng)作用而的最大應(yīng)力值。7.疲勞斷裂的過程包括、和。復(fù)習(xí)與練習(xí)一三、判別題1.一切金屬在拉伸實(shí)驗(yàn)時(shí)都會(huì)出現(xiàn)顯著的屈服景象。2.用布氏硬度丈量硬度時(shí)，壓頭為鋼球，用符號(hào)HBS表示。3.用布氏硬度丈量硬度時(shí)，壓頭為硬質(zhì)合金球，用符號(hào)HBW表示。4.金屬資料的機(jī)械性能可以了解為金屬資料的失效抗力