第2章 汽車車身常用材料

汽車車身常用材料

普通的鋼材已經(jīng)不能適應(yīng)汽車車身發(fā)展的需要，取而代之的是在車身上開始大量應(yīng)用不同種類的新材料，如高強(qiáng)度鋼、超高強(qiáng)度鋼、鋁合金、高分子塑料等。新材料的大量應(yīng)用使車身板件的性能發(fā)生了非常大的改變，傳統(tǒng)的修理方法已經(jīng)不能很好修復(fù)已損壞的車身板件，所以要了解車身上主要材料的種類和性能，才能有針對性地對新型車身進(jìn)行高質(zhì)量的修復(fù)。知識目標(biāo)1．了解車身常用金屬材料的種類；2．掌握車身常用的金屬材料及其特點(diǎn)；3．了解金屬材料的主要性能及熱處理方法；4．掌握車身常用非金屬材料的種類及性能；2.1.1汽車車身常用金屬材料的種類2.1汽車車身常用的金屬材料1.鑄鐵鑄鐵是含碳量為2.11%~6.69%的鐵碳合金。鑄鐵具有優(yōu)良鑄造性能、切削加工性能以及耐磨和減振性能，鑄鐵的生產(chǎn)工藝簡單、成本低，是汽車制造及其他工業(yè)中廣泛應(yīng)用的一種材料。2.1.1汽車車身常用金屬材料的種類2.1汽車車身常用的金屬材料1）根據(jù)含碳形式的不同分類白口鑄鐵麻口鑄鐵灰口鑄鐵2.1.1汽車車身常用金屬材料的種類2.1汽車車身常用的金屬材料1）灰鑄鐵2）球墨鑄鐵3）可鍛鑄鐵4）蠕墨鑄鐵5）合金黃色鑄鐵2）根據(jù)石墨形狀的不同分類2.1.1汽車車身常用金屬材料的種類2.1汽車車身常用的金屬材料2.鋼鋼是含碳量在0.04%~2.3%之間的鐵碳合金，是汽車金屬材料中應(yīng)用較為廣泛的一種，車身的許多板件都用鋼板制成。2.1.1汽車車身常用金屬材料的種類2.1汽車車身常用的金屬材料碳素鋼1)根據(jù)化學(xué)成分類合金鋼2.1.1汽車車身常用金屬材料的種類2.1汽車車身常用的金屬材料12)根據(jù)質(zhì)量分普通鋼23優(yōu)質(zhì)鋼高級優(yōu)質(zhì)鋼2.1.1汽車車身常用金屬材料的種類2.1汽車車身常用的金屬材料特殊用途鋼工具鋼結(jié)構(gòu)鋼2.1.1汽車車身常用金屬材料的種類2.1汽車車身常用的金屬材料3.有色金屬及其合金

通常把鐵和鐵碳合金稱為黑色金屬，而把黑色金屬以外的其他金屬稱為有色金屬。

1.鋁及鋁合金鋁：是銀白色的輕金屬，其熔點(diǎn)為660℃，相對密度為2.7g/cm3，具有良好的塑性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和耐蝕性。

2.銅及銅合金：純銅呈紫紅色，又稱紫銅，其熔點(diǎn)為1083℃，相對密度為8.9g/cm3。純銅具有很好的導(dǎo)電性、良好的塑性和延展性，所以純銅很適合于壓力加工。

3.鎂及鎂合金：純鎂的熔點(diǎn)為650℃，密度為1.74g/cm3，是工業(yè)用金屬中密度最小的一種。純鎂的化學(xué)性質(zhì)很活潑，冶煉比較困難，所以純鎂在工業(yè)上的應(yīng)用比較晚。2.1.2汽車車身常用金屬型材2.1汽車車身常用的金屬材料1.鋼板薄鋼板厚鋼板特殊鋼板2.1.2汽車車身常用金屬型材2.1汽車車身常用的金屬材料（1）無縫鋼管：（2）有縫鋼管：無縫鋼管由整塊金屬軋制而成，斷面上無接縫。有縫鋼管又稱焊接鋼管，用鋼帶成型后焊接而成。2.鋼管2.1.2汽車車身常用金屬型材2.1汽車車身常用的金屬材料3.型鋼型鋼的種類很多，根據(jù)斷面形狀可分為簡單斷面型鋼和復(fù)雜斷面型鋼。簡單的斷面型鋼有圓鋼、方鋼和角鋼等類型，復(fù)雜的斷面型鋼有槽鋼和工字鋼等。型鋼多用于制作車架、梁等車身底部構(gòu)件。2.1.2汽車車身常用金屬型材2.1汽車車身常用的金屬材料4.有色金屬薄板車身板件中用的較多的有色金屬薄板主要有銅板和鋁板兩種。1）銅板常用薄銅板有冷軋純銅薄板和冷軋銅合金薄板兩種。2）鋁板常用薄鋁板有純鋁薄板和鋁合金薄板兩種。2.2.1金屬材料的主要性能2.2汽車車身常用金屬材料的主要性能及熱處理1.金屬材料的使用性能強(qiáng)度：是金屬材料在外力作用下抵抗變形和破壞的能力。1）強(qiáng)度2）塑性3）沖擊韌性4）硬度5）疲勞強(qiáng)度塑性：是指金屬在外力作用下產(chǎn)生永久變形而不破壞的能力。沖擊韌性：是指金屬材料抵抗沖擊載荷的能力。硬度：是指金屬材料抵抗硬物壓入其表面的能力，也可以說是材料抵抗局部變形的能力。疲勞強(qiáng)度：是指金屬材料在無數(shù)次重復(fù)交變載荷作用下而不至于引起斷裂的最大應(yīng)力。1）金屬材料的機(jī)械性能2.2.1金屬材料的主要性能2.2汽車車身常用金屬材料的主要性能及熱處理金屬材料的強(qiáng)度指標(biāo)根據(jù)其變形特點(diǎn)分下列幾個(gè)：

①彈性極限σe②屈服極限（屈服強(qiáng)度）σs

③強(qiáng)度極限（抗拉強(qiáng)度）σb

2.2.1金屬材料的主要性能2.2汽車車身常用金屬材料的主要性能及熱處理普通低碳鋼的圓形拉伸試樣低碳鋼拉伸曲線2.2.1金屬材料的主要性能2.2汽車車身常用金屬材料的主要性能及熱處理衡量材料塑性的指標(biāo)是伸長率（δ）和斷面收縮率（ψ）伸長率斷面收縮率2）物理和化學(xué)性能2.2.1金屬材料的主要性能2.2汽車車身常用金屬材料的主要性能及熱處理金屬材料的物理和化學(xué)性能主要：有密度、熔點(diǎn)、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、耐磨性、耐酸性、耐堿性和抗氧化性等。2.2.1金屬材料的主要性能2.2汽車車身常用金屬材料的主要性能及熱處理2.金屬材料的工藝性能工藝性能1）沖壓性能2）焊接性能3）切削加工性能

金屬在壓力作用下，進(jìn)行塑性變形的能力，稱為沖壓性能，即金屬可進(jìn)行熱鍛、冷沖壓、冷鐓、冷擠壓等的能力。焊接性能是指金屬材料對焊接加工的適應(yīng)性。

切削加工性能是指金屬材料被機(jī)床刀具切削加工的難易程度。2.2.2金屬材料的熱處理2.2汽車車身常用金屬材料的主要性能及熱處理1.整體熱處理

1）退火和正火主要目的：（3）細(xì)化晶粒，改善組織，以提高零件的機(jī)械性能。（2）消除殘余應(yīng)力，以防零件變形、開裂。（1）軟化零件，便于切削加工。（4）為最終熱處理（淬火或回火）做好組織上的準(zhǔn)備。2.2.2金屬材料的熱處理2.2汽車車身常用金屬材料的主要性能及熱處理

2)淬火將金屬加熱到一定溫度，保溫一段時(shí)間，然后在水或油中急速冷卻的過程稱為淬火。其目的是提高工件的硬度和耐磨性。

3)回火將淬火后的零件加熱到一定溫度后保溫，然后在空氣中或油中冷卻，這種熱處理方法稱為回火。其目的是消除零件因淬火而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和脆性，改善零件的機(jī)械性能。2.表面熱處理2.2.2金屬材料的熱處理2.2汽車車身常用金屬材料的主要性能及熱處理表面熱處理：是只加熱工件表層，以改變其表層力學(xué)性能的金屬熱處理工藝。3.化學(xué)熱處理化學(xué)熱處理：是通過改變工件表層化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)和性能的金屬熱處理工藝。2.3.1塑料2.3汽車車身常用非金屬材料1.塑料的類型1）熱固性塑料是指：在受熱或其他條件下能固化或具有不溶（熔）特性的塑料。這類塑料耐熱性能好，受壓不易變形，但力學(xué)性能較差。2）熱塑性塑料是指：在特定溫度范圍內(nèi)能反復(fù)加熱軟化和冷卻硬化的塑料。這類塑料加工成形方便、力學(xué)性能較好，但耐熱性相對較差、容易變形。2.3.1塑料2.3汽車車身常用非金屬材料2.塑料的特性4）電絕緣性能好5）耐磨性能好1）密度小2）化學(xué)穩(wěn)定性好3）比強(qiáng)度高6）吸振和消聲性能好特性2.3.1塑料2.3汽車車身常用非金屬材料3.塑料在車身中的應(yīng)用2.3.2橡膠2.3汽車車身常用非金屬材料1）良好的黏著性2）性能極高的彈性良好的熱可塑性3）良好的絕緣性4）5）不透氣和耐油性良好的透水、1.橡膠的基本性能2.3.2橡膠2.3汽車車身常用非金屬材料2.橡膠在汽車中的應(yīng)用2.3.3汽車玻璃2.3汽車車身常用非金屬材料1.鋼化玻璃是：將普通硅酸鹽玻璃通過淬火（鋼化處理）使其內(nèi)部組織形成一定的內(nèi)應(yīng)力，從而使玻璃的強(qiáng)度得到加強(qiáng)，質(zhì)地變得非常堅(jiān)固。2.夾層玻璃（1）全鋼化玻璃（2）區(qū)域鋼化玻璃3.特種用途玻璃是：一種用透時(shí)黏合劑將兩塊或三塊薄玻璃板粘結(jié)在一起所組成的復(fù)合玻璃。由于夾層玻璃中間的透明膠層能與玻璃取得一樣的曲率，故透明度并不受夾膠層的影響。

一般是：在鋼化玻璃基礎(chǔ)上，通過專門的工藝加工出來的具有特殊功能的汽車玻璃。2.3.3汽車玻璃2.3汽車車身常用非金屬材料全鋼化玻璃碎裂區(qū)域鋼化玻璃的裂紋1.點(diǎn)焊密封劑2.焊縫膠3.折邊黏合劑6.內(nèi)飾件黏合劑5.密封條黏合劑4.風(fēng)窗玻璃黏合劑黏結(jié)劑：一般又稱黏結(jié)密封劑，是車身修理中一種不可缺少的材料。用它來修復(fù)零件具有工藝簡單、連接可靠、成本低、不會引起零件變形和內(nèi)部組織發(fā)生變化等優(yōu)點(diǎn)。黏合劑2.3.4黏合劑2.3汽車車身常用非金屬材料2.3.5石棉和紙板2.3汽車車身常用非金屬材料是用石棉、填料和黏結(jié)材料制成的。它分耐油橡膠石棉板、襯墊石棉板、高壓橡膠石棉板三種類型。1.石棉制品（2）石棉板摩擦片（1）石棉板是由石棉、輔助材料和黏合劑經(jīng)混合加熱后壓制而成的。具有硬度高、摩擦系數(shù)大、耐高溫、耐沖壓和耐磨耗等特點(diǎn)。2.3.5石棉和紙板2.3汽車車身常用非金屬材料2.紙板1）剛紙板（1）軟剛紙板（2）硬剛紙板2）濾芯紙板3）防水紙板4）浸漬襯墊紙板5）軟木紙板2.3.6復(fù)合材料和陶瓷2.3汽車車身常用非金屬材料1.復(fù)合材料由兩種或兩種以上物理、化學(xué)性質(zhì)不同的物質(zhì)，經(jīng)人工合成的材料稱為復(fù)合材料。（4）成型工藝簡單。（1）比強(qiáng)度高和比模量大。（3）耐高溫性能好。（2）化學(xué)穩(wěn)定性好。1）復(fù)合材料的特點(diǎn)2.3.6復(fù)合材料和陶瓷2.3汽車車身常用非金屬材料汽車車身上使用復(fù)合材料的零件主要是儀表板、門護(hù)板、頂蓋內(nèi)護(hù)板、地毯、座椅及行李架護(hù)板，它們基本上是由表皮（塑料、織物、地毯），隔音減振部分（泡沫或纖維）和骨架部分組成，這種形式的零件除滿足一定的使用功能外，又使人感到舒適美觀，而且由于該種材料生產(chǎn)工藝簡單，成本低廉、適用性強(qiáng)而發(fā)展得比較迅速，它將是今后汽車車身內(nèi)飾材料的主要發(fā)展方向。

2）復(fù)合材料的應(yīng)用2.3.6復(fù)合材料和陶瓷2.3汽車車身常用非金屬材