《汽車材料》教案

緒論

一、現(xiàn)代社會生產(chǎn)的三大支柱就是:材料、能源與信息。（而材料的品種、數(shù)量與質(zhì)量

就是衡量一個(gè)國家科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化程度的重要標(biāo)志之一）

二、目前世界上的材料品種有40余萬種,并以每年5%的速率遞增。

一、汽車材料：

I、金屬材料,包括黑色金屬（鋼與鐵），有色金屬材料（鋁、銅、鉛等）及其合金；

口、非金屬材料，分為有機(jī)分子材料（塑料、橡膠），無機(jī)非金屬材料（玻璃、陶瓷等）

以及新型的復(fù)合材料。

III、汽車運(yùn)行材料，汽車運(yùn)行過程中所消耗的燃料、潤滑油，工作液與輪胎等。

第一章金屬材料力學(xué)性能指標(biāo)

教學(xué)目標(biāo)

1.了解金屬材料力學(xué)性能指標(biāo)的概念

2.了解金屬材料的拉伸試驗(yàn)、強(qiáng)度試驗(yàn)及沖擊試驗(yàn)

重點(diǎn)與難點(diǎn)

金屬材料的強(qiáng)度、塑性、硬度、沖擊韌性及疲勞的基本概念

金屬材料的性能一般分為兩大類,見下表

使用性金屬在力學(xué)性強(qiáng)度、塑性、硬度、沖擊韌性、抗疲勞性等

能使用過能

程中表物理性密度、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、熱膨脹性、磁性、熔

想出來能點(diǎn)等

的特性化學(xué)性抗氧化性、抗腐蝕性等

能

其她性耐磨性、吸振性等

能

工藝性金屬在鑄造、加工制造過程中，表想出來的就是否容易被加

能使用過壓力加工成形及加工的特性等

程中表工、焊

現(xiàn)出來接、切

的特性削加

工、熱

處理性

能等

§1、1強(qiáng)度與塑性

強(qiáng)度--在外力作用下，金屬材料抵抗永久變形與斷裂的能力

塑性--在外力作用下，金屬材料產(chǎn)生永久變形而不斷裂的能力

1、1、1載荷

載荷;金屬材料在使用過程中所受的外力稱為載荷

載荷的類型見下表

教拉伸載荷抗拉強(qiáng)度拉鉤、繩、螺栓

荷

的壓縮載荷抗壓強(qiáng)度活塞、連桿

分

類根據(jù)外力作用的

彎曲載荷抗彎強(qiáng)度曲軸、搖臂

類型可分為

剪切載荷抗剪強(qiáng)度銷、軸

扭轉(zhuǎn)載荷扭轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)曲軸等旋轉(zhuǎn)零件

靜載荷緩慢'增加后保持大小與方向不變的載荷

根據(jù)作用力的方不僅與作用力有關(guān)，而且作用時(shí)的速度有

沖擊載荷

向、時(shí)間可分為關(guān)

交變載荷力的大小、方向隨時(shí)間作周期性變化

1、1、2拉伸試驗(yàn)與拉伸圖（詳見課本）

1、1、3強(qiáng)度

強(qiáng)度的大小用應(yīng)力表示,金屬材料在受到外力作用時(shí)必然在材料內(nèi)部產(chǎn)生與外力相等的

抵抗力，即內(nèi)力。單位截面上的內(nèi)力稱為應(yīng)力。

用符號。表示,單位:Pa

5。

通過拉伸試驗(yàn)得到的指標(biāo)有;彈性極限、屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度。

1、1、4塑性

塑性:指材料受力時(shí)在斷裂前產(chǎn)生永久變形的能力。

通過拉伸試驗(yàn)得到的指標(biāo)有指標(biāo):伸長率（6）與斷面收縮率（中）

1、1、4、1伸長率（8）

8」-xiO0%

品

Lo——試樣原始標(biāo)距長度,mm。

L,——試樣拉斷后的標(biāo)距長度，

mm8100指L0=100mm的延伸率

1、1、4、2斷面收縮率（巾）

^o-^i

li)=xlOo%

So一一試樣原始橫截面積

S,——試樣拉斷后的橫截面積，

伸長率、斷面收縮率與塑性的關(guān)系：

3、也值越大，塑性越好。

§1、2硬度

硬度:指材料表面抵抗局部塑性變形、壓痕或劃痕的能力。

常用硬度試驗(yàn)法;布氏硬度HB、洛氏硬度HRC、維氏硬度HV

1、2、1布氏硬度HB主要用于測定鑄鐵、有色金屬、及其合金，低合金結(jié)構(gòu)鋼以及非金

屬材料。

1、2、2洛氏硬度HRC主要用于測定銅、鋁等有色金屬及其合金、硬質(zhì)合金、表面淬火、

滲碳件以及退火、正火與淬火。

1、2、3維氏硬度HV主要用于測定金屬鍍層、薄片金屬以及化學(xué)熱處理后的硬度.

硬度與耐磨性的關(guān)系:硬度越大,耐磨性也越好。

§1、3沖擊韌性

沖擊韌性:材料抵抗沖擊載荷作用而不破壞的能力。

指標(biāo):沖擊韌度ak=Ak/S

§1、4金屬疲勞的概念

1、4、1交變應(yīng)力:許多零件，在工作過程中往往受到大小或大小及方向隨時(shí)間呈周期性

變化的應(yīng)力作用，此應(yīng)力稱為交變應(yīng)力。

1、4、2金屬的疲勞:金屬材料在交變應(yīng)力的長期作用下，雖然應(yīng)力遠(yuǎn)小于材料的抗拉強(qiáng)

度,甚至低于屈服點(diǎn),也會發(fā)生突然斷裂,這種現(xiàn)象叫金屬疲勞。

總結(jié):強(qiáng)度與塑性、硬度、沖擊韌性及金屬疲勞概念

作業(yè):1、已知某材料的截面積為500nlm2,工作時(shí)受到拉伸載荷為12000N,求該材料的抗拉

強(qiáng)度。

2、硬度常用試驗(yàn)方法有哪些？它與耐磨性有與聯(lián)系。

3、強(qiáng)度與塑性、硬度、沖擊韌性及金屬疲勞就是金屬的什么性能?

第二章黑色金屬

教學(xué)目標(biāo)

1.了解鐵碳合金基礎(chǔ)知識，以及碳對鐵碳合金性能的影響

2.了解金屬與合金的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及導(dǎo)致金屬性能不同的根本原因

重點(diǎn)與難點(diǎn)

1.碳對鐵碳合金組織與性能的影響

2.鋼的熱處理

§2、1鐵碳合金的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

2、1、1金屬與合金的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要指的就是:晶體結(jié)構(gòu)與顯微組織

金屬與合金的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要指的就是:晶體結(jié)構(gòu)與顯微組織

2、1、1、1金屬與合金的晶體結(jié)構(gòu)

一切金屬在固態(tài)下都就是晶體。晶體就是指其原子具有規(guī)則排列的物體。

晶體中原子（離子或分子）在空間的排列方式稱為晶體結(jié)構(gòu)

2、1、1、2金屬晶格的基本類型：

晶格就是指描述晶體排列規(guī)律的空間格架。從晶格中取出一個(gè)最能代表原子排列特征的

最基本的幾何單元稱為晶胞。

（a）模型（b）晶胞（c）晶胞原子數(shù)本組

體心立方晶胞示意圖

———

⑸模型8）晶胞（c）晶胞原子數(shù)

密排六方晶胞示意圖

1、鐵碳合金的組元：

鐵的熔點(diǎn)為1538oC

同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變:金屬在固態(tài)下隨溫度的變化由一種晶格轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N晶格的現(xiàn)象

DFe組元（純鐵）

6-Fe—1394℃—y-Fe—912℃一-a-Fe（同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變）

強(qiáng)度低、硬度低、韌性、塑性好

2）在固態(tài)下,碳在鐵碳合金中可以3種形式存在：自由態(tài)石墨、碳溶解于鐵的晶格中形成

固態(tài)碳、碳與鐵作用形成化合物。

2、鐵碳合金的基本相：

l）a相鐵素體（F）:（C固溶到a-Fe中一一a相）強(qiáng)度低、硬度低、塑性好、韌性

好（室溫:C%=0、0008%,727℃C%=0,0218%）

2）丫相奧氏體（A）:（C固溶到y(tǒng)-Fe中——丫相）強(qiáng)度低、硬度低，塑性、韌性比鐵素體

F高

3）滲碳體（FesC）:鐵與碳形成的具有穩(wěn)定成分的化合物，滲碳體硬度高、塑性韌性極差

4）珠光體（P）:由鐵素體（F）與滲碳體（Fe￡）組成的復(fù)相化合物，

2、1、3碳合金狀態(tài)圖：（相圖）（簡介）

FeC%Fe3c

包晶轉(zhuǎn)變線HJB:1495℃,C%=0、09-0、53%

二三條水平線與三個(gè)重要點(diǎn)

LB+8H------AJ即L0、53+60、09-------A0、

液固相線,液相線ACD,固相線AECF

共晶轉(zhuǎn)變線ECF,1148℃度,C%=2、11--6、69%

溶解度線ES線碳在A中的固溶線，1148℃,2、

L4、3----A2、11+Fe3c（共晶滲碳體）----Le4、3?

11%

氏體Le,Ld

727℃,0、77%,Fe3cli

共析轉(zhuǎn)變線PSK,727℃,C%=0、0218--6、69%

PQ線碳在F中的固溶線，

As——FP+Fe3c（共析滲碳體）

727℃,0、0218%

A0、77——F0、0218+Fe3c——P（珠光體）

室溫,0、0008%,Fe3CIII

珠光體的強(qiáng)度較高,塑性、韌性與硬度介于Fe3c與

GS線

Le——P+Fe3CH+Fe3c共晶-----低溫萊氏體Le'

五個(gè)基本區(qū)（請學(xué)生找）：

ABCD以上一一液相區(qū)（L）AHNA---------8固溶體（6）

NJESGN------奧氏體（A）GPQ以左------鐵素體（F）鐵素體

DFKL垂線一一滲碳體“區(qū)”

七個(gè)兩相區(qū)L+3;L+A;L+F3C;S+A;A+F;A+F3C;F+F3C

小結(jié):金屬晶格的基本類型

鐵碳合金相圖

作業(yè)：

（1）金屬晶格的基本類型有哪些？

奧氏體、鐵素體、滲碳體特點(diǎn)就是什么？

§2、2碳對鐵碳合金組織與性能的影響

根據(jù)含碳量不同鐵碳合金分為：

碳鋼（含碳量為0、0218%--2、11%）

鑄鐵（含碳量大于2、11%）

2、2、1成分對組織的影響：

工業(yè)純鐵——C%W0、0218-----F+Fe3CIII

亞共析鋼——C%0、0218-0,77——F+P

共析鋼------C%0、77------P

過共析鋼——C%0、77-2、11------P+Fe3CII

亞共晶白口鐵一C%2、11-4、3--------P+Fe3CII+Ld

共晶白口鐵--C%4、3-------Ld

過共晶白口鐵------C%4、3-6、69--------Ld+Fe3CI

2、2、2成分、組織對性能的影響

圖見課本瞧圖請同學(xué)分析:HB線圖C%t硬度高的滲碳體含量增多硬度低的滲碳

體減少

ob線圖C%t亞共析鋼中珠光體（強(qiáng)度高）增多,鐵素體（強(qiáng)度低）減少。隨含碳量的

增加合金的強(qiáng)度增加。但當(dāng)含碳量超過共析成分后，由于強(qiáng)度底，脆性成分大Fe3c析出，

合金的強(qiáng)度增加變慢,含碳量超過1%時(shí),Fe3c的數(shù)量增多,鋼的強(qiáng)度增大

a線圖

中線圖C%t鐵素體不斷減少滲碳體增加合金的塑性、韌性減少

8線圖

隨著含碳量的增加,硬度高的滲碳含量增多。硬度低的鐵素體含量減少從而使合金的

硬度呈直線上升。

為使鐵碳合金具有適當(dāng)?shù)乃苄耘c韌性鐵碳合金中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，通常在1、3%-1、4%

之間。

§2、3碳鋼

2、3、1碳鋼的分類：

1）按化學(xué)成分分類:低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼

2）按用途分類:結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、特殊性能鋼

3）按質(zhì)量分類:普通鋼、優(yōu)質(zhì)鋼、高級優(yōu)質(zhì)鋼

2、3、2碳鋼中的雜質(zhì)元素對性能的影響

鎬、硅——有益；

硫、磷一一有害雜質(zhì)；

1、普通碳素結(jié)構(gòu)鋼:牌號用Q+屈服強(qiáng)度值+等級+脫氧方法。如：

Q235-A、F即表示屈服強(qiáng)度為235Mp”的A級沸騰鋼。

2、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼

鋼號用平均碳含量的萬分?jǐn)?shù)的數(shù)字表示。如:08F,20A,45,15Mn。（F表沸騰鋼）

（0、20斷，后有“A”表高級優(yōu)質(zhì)鋼）（表含Mn量高）制作各種機(jī)器零件，一般進(jìn)行熱處理。

08F塑性好,冷沖壓件

10,20冷沖壓件,焊接件,滲碳處理。

35,4540,50?齒輪、軸類

60,65彈簧

3、碳素工具鋼

0、65------1、35C%,用以制作刃具、量具、模具

鋼號用平均碳含量的千分?jǐn)?shù)的數(shù)字與T一起表示。如:T10A,T9,T12,

（1、0就,A表示高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼）（0、9%0（1、2%C,）

T7,T8,強(qiáng)度，韌性較高,可制作沖頭、鑿子、榔頭

T9,T1O,T11,強(qiáng)度，韌性適中，可制作鉆頭、刨刀、絲錐、手鋸及冷作模具。

T12,T13,硬度很高，韌性低,可制作鋰刀、刮刀、量規(guī)。

總結(jié)

含碳量對鋼性能的影響

掌握鋼、鐵的分類及碳鋼分類及牌號

作業(yè)：1）鋼與鑄鐵鐵的劃分

2）碳鋼的分類

3）鋼中雜質(zhì)的影響

4）20鋼屬（）鋼，其含碳量為（）；45鋼屬（）鋼，其含碳量為（）;T8

鋼屬（）鋼，其含碳量為（）。

§2、4合金鋼

合金鋼:鋼中除了銃、硅、硫、磷等常存雜質(zhì)外，有時(shí)還專門加入某些元素（如格、

鋁、鴇、鈦等），使其具有一定的特殊性能，這種鋼叫做合金鋼。合金鋼可以用加入的元素

命名，如銹鋼、^鋼、鋁鋼等

合金鋼的分類:合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼、特殊性能鋼

2、4、1合金結(jié)構(gòu)鋼;合金鋼用途最廣,用量最大的一種鋼、

1、合金結(jié)構(gòu)鋼的分類及編號

1）按用途可分為:普通低合金高強(qiáng)度鋼、滲碳鋼、調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼、滾動軸承鋼

2）合金結(jié)構(gòu)鋼編號原則:兩位數(shù)+合金元素+（數(shù)字）

①鋼號開頭的兩位數(shù)字表示鋼的碳含量，以平均碳含量的萬分之幾表示,如40Cr。

②鋼中主要合金元素,除個(gè)別微合金元素外,一般以百分之幾表示。當(dāng)平均合金含

量VI、5%時(shí),鋼號中一般只標(biāo)出元素符號,而不標(biāo)明含量，但在特殊情況下易致混淆者,在

元素符號后亦可標(biāo)以數(shù)字“1”，例如鋼號"12CrMoV”與“12CrlMoV”，前者銘含量為0、

4-0、6%后者為0、97、2%,其余成分全部相同。當(dāng)合金元素平均含量21、5%、與2、5%、

》3、5%……時(shí)，在元素符號后面應(yīng)標(biāo)明含量，可相應(yīng)表示為2、3、4……等。例如

18Cr2Ni4WA?

③鋼中的機(jī)V、鈦口、鋁AL、硼B(yǎng)、稀土RE等合金元素，均屬微合金元素,雖然含

量很低，仍應(yīng)在鋼號中標(biāo)出。例如20MnVB鋼中。鈕為0、07-0、12%,硼為0、001-0,005%。

④高級優(yōu)質(zhì)鋼應(yīng)在鋼號最后加“A”，以區(qū)別于一般優(yōu)質(zhì)鋼。

⑤專門用途的合金結(jié)構(gòu)鋼,鋼號冠以（或后綴）代表該鋼種用途的符號。例如，鉀螺

專用的30CrMnSi鋼，鋼號表示為ML30CrMnSi?

2、用途

1）普通低合金高強(qiáng)度鋼:主要用于制造橋梁、船舶、車輛、鍋爐、農(nóng)機(jī)

2）.彈簧鋼:主要用于制造彈簧與彈性元件。

3）.滾動軸承鋼:用于制造滾動軸承的滾動體、內(nèi)外套圈等。鋼號冠以字母“G”，表

示滾動軸承鋼類。

4）合金滲碳鋼:主要用于表面受損,受沖擊較大的零件

5）調(diào)質(zhì)鋼:主要運(yùn)用于承受較大循環(huán)載荷與沖擊載荷或各種復(fù)合應(yīng)力作用的零件，就

是結(jié)構(gòu)鋼中用量較大的鋼種。

2、4、2.合金工具鋼

與碳素工具鋼一樣,合金工具鋼用于制造各種刀具、刀具與模具。

2、4、3特殊性能的鋼:用于制造特殊工作條件或特殊環(huán)境霞，具有特殊性能要求的構(gòu)件

與零件的鋼材:如不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼。

小結(jié)：

合金鋼的類型及牌號

作業(yè):

1、合金鋼可分哪幾種類型？

2、合金結(jié)構(gòu)鋼按用途可分為哪幾種類型？

3、合金工具鋼用于制造什么？

4、指出以下編號的含義：

45號鋼、T8A、60SiMn、

§2、5鑄鐵

鑄鐵就是碳含量為2、1遙-6、69%的鐵碳合金?

2、5、1鑄鐵的分類

根據(jù)碳在鑄鐵中的存在形式與形態(tài)的不同,可分為：

1）白口鑄鐵一一C極少溶于F外。其余皆以Fe3c形式存在，斷口蘭銀白色。這類鑄鐵組織

中都存在著共晶萊氏體，性能硬很脆，很難切削加工,很少直接用來作機(jī)械零件,主要煉鋼

原鋼原料或可鍛鑄鐵件毛坯。有時(shí)也利用它的硬而耐磨的特征,鑄造成冷硬鑄鐵件。冷硬

鑄鐵常用作一些要求耐磨的工件,如軋輯、球磨機(jī)的磨球等。

2）灰口鑄鐵一一C主要以片狀的游離G存在，由于斷口呈黑色（暗）

3）麻口鑄鐵一一它就是碳一部分以滲碳體形式存在；另一部分以石墨形式存在的鑄鐵，斷

口呈灰白色相間。這類鑄鐵也具有較大硬脆性,故工業(yè)上應(yīng)用很少。

根據(jù)鑄鐵中石墨形態(tài)鑄鐵可分為：

1、可鍛鑄鐵一一G以團(tuán)絮狀存在。

2、蠕墨鑄鐵一一G以界于片狀與球狀之間的中間形態(tài)一蠕蟲狀。

3、球墨鑄鐵——G以球狀存在。

4、灰鑄鐵一一它就是以片狀石墨形式存在。

2、5、2灰鑄鐵

灰鐵產(chǎn)量占總鑄鐵件80%以上

1、化學(xué)成分與組織特征。

2、牌號與用途

牌號由“HT”與后面三位數(shù)字組成。

灰鐵L最低拉抗強(qiáng)度（MP“）

如：（F）HT100低載荷與不重要件如蓋手輪……

(F+P)I1T150中載荷如底座、床身、工作臺……

(P)HT200HT250較大載荷如齒輪、汽缸體、活……

HT300HT350床身導(dǎo)軌、受力較大的床身、卡盤

2、5、3球墨鑄鐵

牌號：“QT”表示球鐵,后面兩組數(shù)字表示最低抗拉強(qiáng)度與最低的延伸率(如QT400T7)

2、5、4可鍛鑄鐵

牌號：“KT”表示可鍛鑄鐵,KTZ與KTH中H表示黑心,Z表示珠光體基體,如可鍛鑄鐵的牌

號與力學(xué)性能及用途見書上34頁表2-6(如KTH300-06)

2、5、5蠕墨鑄鐵

牌號：“RuT”(RuT420)

2、5、6合金鑄鐵:在普通鑄鐵的基礎(chǔ)上加入一定量的合金元素。

小結(jié)：

鑄鐵的分類

鑄鐵的牌號

作業(yè)：

鑄鐵的分類有哪些？

請指出下列牌號的名稱與含義

HT100、HT200QT400-17KTH300-06KTZ450-06RuT420

§2、6粉末冶金與硬質(zhì)合金簡介

粉末冶金材料:就是指不經(jīng)熔煉與鑄造,直接用幾種金屬粉末活金屬與非金屬粉末,經(jīng)過

配料,壓制成型燒結(jié)與后處理等制成的材料。

第3章有色金屬及其合金

教學(xué)目標(biāo)

1.了解有色金屬的分類及分類依據(jù)

2.理解汽車上常用有色金屬的性能要求

3.掌握常用有色金屬的應(yīng)用

重點(diǎn)與難點(diǎn)

1.銅與銅合金特性

2.滑動軸承的特性

§3、1鋁及鋁合金

鋁:蘊(yùn)藏豐富，約為鐵的兩倍，它的產(chǎn)量僅次于鋼鐵。密度小，為2、72g/cm3,只有鋼、銅或

黃銅的1/3。因此，鋁合金一直就是航空工業(yè)的主要材料。

3、1、1鑄造鋁合金材料

1）材料特點(diǎn):鑄造鋁合金就是在鋁中添加其她金屬或非金屬元素所熔制的合金。

2）其牌號與性能詳見表3-1

3）鋁合金淬火與時(shí)效

鋁合金熱處理就是控制第二相的析出過程來改變其性能的。由于淬火后獲得的過飽與

固溶體就是不穩(wěn)定的,有析出第二相（強(qiáng)化相）的趨勢,在室溫放一段時(shí)間,逐向穩(wěn)定轉(zhuǎn)變，

使抗拉強(qiáng)度與硬度明顯上升而塑性顯著下降,這種淬火后鋁合金機(jī)性隨時(shí)間而發(fā)生顯著

變化的現(xiàn)象,稱為時(shí)效或時(shí)效強(qiáng)化。在室溫下發(fā)生的時(shí)效稱為自然時(shí)效,而在加熱的條件

下進(jìn)行的時(shí)效稱人工時(shí)效,淬火時(shí)效就是鋁合金強(qiáng)化的途徑。

4）壓力鑄造工藝:壓力鑄造就是汽車鋁合金鑄件生產(chǎn)的重要工藝。

3、1、2形變鋁合金材料

變形鋁合金:就是指采用壓力加工方法制成的各種型材或鍛件的鋁合金

據(jù)性能及用途不同分為四類：

1、防銹鋁（LF）

有鋁與鎂系與鋁與鐳系,耐蝕性好,故稱為防銹鋁?？估瓘?qiáng)度比純鋁稍高,塑性與焊性好,

均不能HT強(qiáng)化。只能通過冷加工硬化強(qiáng)化,代號用“鋁防”漢字首“LF”表示,后面的數(shù)

字只就是一個(gè)順序號,常用LF5、LF11、LF21等,主用于制耐蝕性要求高的容器,蒙皮及受

力不大的結(jié)構(gòu)件。如油箱、導(dǎo)管、及生活器皿。

2、硬鋁（LY）

主要就是鋁一銅一鎂系合金，由于銅與鎂能形成強(qiáng)化相，如CuAI2CuMgAL2等,經(jīng)由淬

火時(shí)效可獲得高的抗拉強(qiáng)度,抗拉強(qiáng)度可達(dá)420Mpa,故稱硬鋁,耐蝕性差，故在硬鋁材表面

包復(fù)一層純鋁，以增耐蝕性，其代號用“LY”與順序號表示，常用的有LY11、LY1等，在儀

器、儀表及飛機(jī)制造中廣泛應(yīng)用。

3、超硬鋁合金（LC）

在硬鋁基礎(chǔ)上再加入鋅后,獲得經(jīng)淬火+人工時(shí)效后,抗拉強(qiáng)度為680MPa,

HBS為190HBs，比硬鋁更高，故稱超硬鋁，主用于高強(qiáng)度構(gòu)件，代號用“LC”表示與順序

號表示，多用于制造飛機(jī)中的受力件。

4、鍛鋁合金

鋁一銅一鎂一硅系合金,其機(jī)性與硬鋁近，但熱塑性及耐蝕性上升,更適于鍛造，故名

鍛鋁,代號用“LD”順序號表示，用于飛機(jī)或內(nèi)燃機(jī)車上的承高載荷的鍛件或模鍛件。

§3、2銅及銅合金

銅就是人類發(fā)現(xiàn)最早到金屬,純銅外觀呈紫紅色,故又稱紫銅,熔點(diǎn)為1083℃,面心

立方晶格

特征：1）良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性

2）塑性好,可冷熱壓力加工，

3）較高的抗蝕性，如大氣、海水、酸類等

4）具有抗磁性

銅與銅合金分類及特性：白銅（銅銀合金），黃銅（銅鋅合金）、青銅（銅錫合金）應(yīng)用廣的

為青銅、黃銅。

1.黃銅

黃銅為銅鋅合金或以鋅為主加合金元素的銅合金。

按化學(xué)成分分為:普通黃銅與特殊黃銅

按生產(chǎn)方法分為:壓力加工黃銅與鑄造黃銅

1）普通黃銅

它就是由銅與鋅組成的合金。

一般情況下,冷變形加工用單相黃銅熱變形加工用雙相黃銅。

2）特殊黃銅

在普通黃銅中加入其它合金元素所組成的多元合金稱為黃銅。常加入的元素有鉛、錫、

鋁等,相應(yīng)地可稱為鉛黃銅、錫黃銅、鋁黃銅。加合金元素的目的。主要就是提高抗拉

強(qiáng)度改善工藝性

2.青銅

除黃銅白銅外,其余的銅的合金統(tǒng)稱青銅，青銅又可分為錫青銅與特殊青銅（即無錫青

銅）兩類。

代號:表示方法為“Q+主加元素符號及質(zhì)量分?jǐn)?shù)+其它元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)”所組成。鑄造

產(chǎn)品則在代號前加“Z”字，

§3、3滑動軸承合金

軸承普遍應(yīng)用于各種工業(yè)設(shè)備與動力機(jī)械上,就是機(jī)器設(shè)備的重要零部件。

軸承包括:滑動軸承與滾動軸承兩大類。

軸承合金:制造滑動軸承中的軸瓦及內(nèi)襯的合金。

?工作條件一一沖擊、交變載荷，軸頸壓力、摩擦。

?性能要求

?足夠的強(qiáng)、硬度,塑性與韌性好，與軸有良好磨合能力、減摩性好。

?有良好的導(dǎo)熱性、抗蝕性與工藝性。

?組織要求一一軟基體+硬質(zhì)點(diǎn);或：硬基體+軟質(zhì)點(diǎn)

目前工業(yè)上使用的軸承合金材料主要就是有色金屬合金。

3、3、1軸承合金分類及用途——見表（課本）。

3、3、2錫基軸承合金（錫基巴氏合金）一一如ZChSnSb11-6,軟基體+硬質(zhì)點(diǎn)

?摩擦系數(shù)、膨脹系數(shù)小，導(dǎo)熱性、塑性與耐蝕性好;但疲勞強(qiáng)度較差，工作溫度

低（＜150℃）。

3、3、3鉛基軸承合金（鉛基巴氏合金）——如ZChPbSbl676-2,軟基體+硬質(zhì)點(diǎn)。

?其硬度、強(qiáng)度、韌性與耐蝕性、導(dǎo)熱性比錫基軸承合金低,工作溫度小于120℃。

3、3、4鋁基軸承合金

特點(diǎn):密度小、導(dǎo)熱性好、疲勞強(qiáng)度高，耐蝕性好。線膨脹系數(shù)大,運(yùn)轉(zhuǎn)過程易與軸咬死,

降低軸與軸承表面粗糙度或鍍錫等辦法改善磨合性，減少運(yùn)動時(shí)發(fā)生咬合的危險(xiǎn)性。

3、3、5雙金屬軸承合金,就是汽車上制造各種軸瓦、軸套與止推片的主要原料,應(yīng)用較

多的軸承合金就是銅基合金（銅鉛合金及鉛青銅）與鋁基合金（鋁錫合金、鋁鉛合金及鋁硅

口.jf/J

小結(jié)：

鋁及鋁合金

銅及銅合金

作業(yè)：

鋁及鋁合金的分類

銅及銅合金的分類

軸承合金分類

第4章典型零件選材及熱處理

教學(xué)目標(biāo)

1、了解汽車典型零件選材及熱處理

2、了解零件選材原則

重點(diǎn)與難點(diǎn)

1、零件選材原則

2、此輪類與軸承零件的選材及熱處理

§4、1零件選材原則

選材原則:就就是要綜合考慮力學(xué)性能、工藝性能、經(jīng)濟(jì)性能等要素，同時(shí)還要考慮“輕

型化、高壽命”。

4、1、1根據(jù)零件工作條件選用齒輪及熱處理工藝（了解）

1.單純受壓零件:選用鑄鐵,一般不要求熱處理,對于要求高的零件采用正火、等溫淬火、

調(diào)質(zhì)、表面淬火、軟氮化或多次時(shí)效處理等工藝。

2.單純受拉零件：一般采用碳鋼或合金鋼，也可以采用鍛鋁或硬鋁,對中碳鋼一般采用調(diào)

質(zhì)處理。

3.承受交變載荷的零件:一般采用中碳鋼調(diào)質(zhì)或正火處理;也可采用球墨鑄鐵正火或等溫

淬火。

4.承受大幅度彈性變形與交變載荷的零件：一般采用碳素彈簧鋼或合金彈簧鋼，并經(jīng)淬

火、中溫回火熱處理。

5.在工作中強(qiáng)烈磨損的零件：（如齒輪）要求內(nèi)韌外硬，低碳鋼采用滲碳或氟化處理；中碳

鋼采用調(diào)質(zhì)加表面淬火。

6.特殊物理、化學(xué)性能為主的零件:一般選用特殊性能鋼中的中碳馬氏體耐熱鋼。

4、1、2機(jī)械制造中選材時(shí)需注意的幾個(gè)問題：（也就就是選材原則）

詳見課本上的表

§4、2汽車典型零件選材及熱處理

4、2、1此輪零件選材、熱處理（見課本表）

4、2、2軸類零件、選材、熱處理（見課本表）

4、2、3連桿類零件選材、熱處理（見課本表）

小結(jié)：

1.根據(jù)汽車零件工作條件選用材料的原則及熱處理工藝方法,機(jī)械制造中選材需要注意

的問題。

2.汽車上齒輪類零件、軸類零件、連桿類量較大選材及熱處理工藝。

作業(yè)：

1.零件選材就是應(yīng)考慮哪些因素？

2.承受交變載荷的零件在選材時(shí)應(yīng)考慮哪些性能？如何進(jìn)行熱處理？

第五章橡膠、塑料、摩擦材料

教學(xué)目標(biāo)：

1.了解橡膠的性能、組成及分類

2.了解塑料的性能、組成及分類

3.了解車用摩擦材料的性能要求、組成

重點(diǎn)與難點(diǎn)：

1.汽車上常用橡膠材料的特性

2.塑料在汽車上的應(yīng)用及汽車零部件對塑料袋性能要求

3.摩擦材料在汽車上的應(yīng)用

§5、1橡膠

5、1、1橡膠的性能、組成及分類

,其彈性變形量可達(dá)100%?1000%,而

且回彈性好，回彈速度快。同時(shí),橡膠還有一定的耐磨性,很好的絕緣性與不透氣、不透水

性。它就是常用的彈性材料、密封材料、減震防震材料與傳動材料。

5、1、1、1橡膠的性能特點(diǎn)（詳見表）

1.彈性高

2.有一定的可熱塑性

3.具有粘著性

4.耐熱性

5.耐候性

6.耐油性

7、具有較好的耐透氣性、耐透水性、絕緣性、耐酸性、耐堿性、耐磨性、耐寒性等。

5、1、1、2橡膠的組成

橡膠制品以生膠為基礎(chǔ)，并加放適量的配合劑與增強(qiáng)材料組成高彈性狀態(tài)的高分子材

料（詳見表）

1.生膠:未加配合劑的天然或合成橡膠稱為生膠，就是橡膠制品的主要組成成分，它決定

橡膠的性能,還能把各種配合劑與增強(qiáng)材料粘成一體。

2.配合劑;加入配合劑的主要目的就是為了提高橡膠制品的使用性能與工藝性能。

（1）硫化劑與硫化促進(jìn)劑

變塑性生膠為彈性膠的處理即為硫化處理，能起硫化作用的物質(zhì)稱硫化劑。常

用的硫化劑有硫磺、含硫化合物、硒、過氧化物等。

（2）增塑劑:用于增強(qiáng)橡膠的塑性,使之易于加工與與配料配合

（3）防老化劑:用以防止橡膠老化,提高使用壽命

（4）填充劑：用以提高橡膠的強(qiáng)度，改善其加工工藝性能，降低成本，常加入填充劑，

如碳黑、陶土、碳酸鈣、硫酸鋼、氧化硅、滑石粉等.

3.增強(qiáng)材料:主要用以提高橡膠的力學(xué)性能，如強(qiáng)度、硬度、耐磨性與剛性等。

5、1、1、3橡膠的分類（詳見表）

1、按照來源不同橡膠可分為:天然橡膠與合成橡膠兩大類。合成橡膠主要有

七大品種:丁苯橡膠、順丁橡膠、氯丁橡膠、異戊橡膠、丁基橡膠、乙丙橡膠與丁月青橡膠。

2、按用途將合成橡膠分成兩類:性能與天然橡膠接近、可以代替天然橡膠的通用橡

膠（丁苯橡膠、氯丁橡膠、丁睛橡膠）與具有特殊性能的特種橡膠（乙丙橡膠、硅橡膠、

氟橡膠）。

5、1、2汽車上的橡膠制品

5、1、2、1汽車上常用橡膠的特性及用途（詳見課本表）

5、1、2、2典型汽車橡膠制品舉例

1.汽車上的連接軟管

汽車上的連接軟管通常就是用橡膠與纖維或金屬材料制成的可以撓曲的軟管，汽車

上的各個(gè)部件、零件的連接常常需要管子,這些管子需要柔軟,容易彎曲，能吸收振動。

2.橡膠耐油密封件

橡膠就是制造密封件的主要材料，品種繁多，為了改善橡膠的性能,可以慘用塑料;塑

料還用作橡膠密封件的附件，如支撐環(huán),擋圈、緩沖圈與磨損調(diào)整圈。等。

3.橡膠防振配件

汽車在行駛時(shí)各部分的振動，會影響汽車的舒適性。為降低汽車振動噪聲,在各處采

用了防振橡膠,典型汽車防振橡膠的結(jié)構(gòu)形式舉例見課本上的表

§5、2塑料

塑料就是一種以有機(jī)合成樹脂為主要成分的高分子材料,通常在加熱、加壓條件下唄

注塑或固化成型，中國各類車型汽車使用塑料大致每輛在40~90kg之間，轎車上塑料用量

己達(dá)自重的7婷8%接機(jī)國外9%10%的水平。

5、2、1塑料的性能、組成及分類

5、2、1、1一般塑料、工程塑料的性能特點(diǎn)（詳見表）

1.質(zhì)量輕

2.比強(qiáng)度高

3.化學(xué)穩(wěn)定性好

4.絕緣性能好

5.特殊性能好

6.吸振與消聲性能好

7.不足之處:強(qiáng)度不如金屬材料、耐溫性能低、導(dǎo)熱性比較差、熱膨脹系數(shù)要比金屬大3~10

倍,塑料在日光、大氣、長期負(fù)荷或某些介質(zhì)作用下，會發(fā)生“老化”。

5、2、1、2塑料的組成

塑料就是以有機(jī)合成樹脂為基礎(chǔ),再加入添加劑所組成的。（詳見表）

1、合成樹脂

就是由低分子化合物通過縮聚或加聚反應(yīng)合成的高分子化合物,如酚醛樹脂、聚乙

烯等,就是塑料的主要組成,也起粘接劑作用。

2、添加劑

為改善塑料的性能而加入的其它組成,主要有：

(1)填料或增強(qiáng)材料填料在塑料中主要起增強(qiáng)作用。

(2)固化劑可使樹脂具有體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，成為較堅(jiān)硬與穩(wěn)定的塑料制品。

(3)增塑劑用以提高樹脂可塑性與柔性的添加劑。

(4)穩(wěn)定劑用以防止受熱、光等的作用使塑料過早老化。

5、2、1、3塑料的分類

詳見表)

1、按熱性能與成型特點(diǎn)分類

根據(jù)樹脂在加熱與冷卻時(shí)所表現(xiàn)的性質(zhì)，可分為熱塑性塑料與熱固性塑料。

(1)、熱塑性塑料

加熱時(shí)軟化并熔融,可塑造成形，冷卻后即成型并保持既得形狀,而且該過程可

反復(fù)進(jìn)行。這類塑料有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺(尼龍)、聚甲醛、聚碳酸脂

等。這類塑料加工成形簡便,具有較高的機(jī)械性能，但耐熱性與剛性比較差。

(2)、熱固性塑料

初加熱時(shí)軟化,可塑造成形,但固化后再加熱將不再軟化，也不溶于溶劑。這類塑

料有酚醛、環(huán)氧、氨基、不飽與聚酯等。它們具有耐熱性高,受壓不易變形等優(yōu)點(diǎn)，但機(jī)

械性能不好。

2、按用途分類

(1)通用塑料

應(yīng)用范圍廣、生產(chǎn)量大的塑料品種。主要有聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚烯燃、酚

醛塑料與氨基塑料等，其產(chǎn)量約占塑料總產(chǎn)量的四分之三以上。

(2)、工程塑料綜合工程性能(包括機(jī)械性能、耐熱耐寒性能、耐蝕性與

絕緣性能等)良好的各種塑料。主要有聚甲醛、聚酰胺、聚碳酸酯與ABS等四種。

通用塑料與工程塑料的種類與符號詳見課本。

5、2、2汽車上的塑料制品及發(fā)展趨勢

汽車上的塑料制品根據(jù)其應(yīng)用部位,可分為內(nèi)裝件、外裝件與功能件等。

5、2、2、1塑料在汽車結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用

1、汽車零部件對塑料的性能要求

要求具有一定的抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度與沖擊強(qiáng)度

要求具有一定的耐熱性,要求具有抗蠕變性,要求具有尺寸穩(wěn)定性

2、塑料材料及其發(fā)展趨勢（詳見表）

5、2、2、2塑料在汽車內(nèi)裝件上的應(yīng)用

1、汽車內(nèi)飾材料的要求

要求美觀、舒適，便于靈活設(shè)計(jì),有良好的裝飾性能;耐磨性、易清潔、易清洗、有足夠

的抗撕裂強(qiáng)度、使用壽命長;有一定的透氣性與吸濕性,隔音、防振、質(zhì)量輕、無異味;有

一定的抗腐蝕性,阻燃、耐溫、色澤持久;具有抗靜電性，能防止在使用過程中積帶電荷而

引起人體電擊.

2、汽車主要塑料內(nèi)裝件與使用材料（詳見表）

5、2、2、3塑料在外裝件上的應(yīng)用

1、汽車外裝塑料量

2、汽車外裝件材料的應(yīng)用情況及發(fā)展趨勢（詳見表）

5、2、2、4塑料在功能零件上的應(yīng)用技術(shù)

1、電導(dǎo)性塑料

特點(diǎn):質(zhì)量輕、加工容易、機(jī)械強(qiáng)度足夠、耐藥性優(yōu)良。但其她化學(xué)穩(wěn)定性差

2、塑料電池

單位重量的儲電量大,釋放電壓高,具有較高的功率輸出密度,形狀成型自由，無功害

3、光導(dǎo)纖維

4、塑料磁鐵

§5、3汽車上的摩擦材料

摩擦材料就是一種具有較高摩擦系數(shù)的高分子復(fù)合材.料，以摩擦材料為主要部分而構(gòu)

成的制動裝置、離合裝置，就是決定汽車安全性、使用性與操縱穩(wěn)定性好壞的重要裝置。

5、3、1汽車對制動片的要求

1、符合要求的摩擦系數(shù)］

2、具有合適的抗熱衰退性及恢復(fù)性

3、有大的單位面積吸收功率及低的磨損

4、具有耐磨性

5、具有較高的機(jī)械強(qiáng)度

6、噪聲要小

5、3、2制動片的組成

1、骨架材料:石棉纖維、金屬纖維、陶瓷纖維、玻璃纖維、碳纖維

2、粘結(jié)劑:樹脂型、橡膠型

3、填充劑：

5、3、3制動摩擦片分類

1.石棉摩擦材料

2.金屬陶瓷摩擦材料

3.半金屬基摩擦材料

4.碳纖維摩擦材料

5、3、4制動片的種類與性能（詳見表）

5、3、5離合器片

對離合器片的性能要求與制動摩擦片的性能要求基本一致。

第六章陶瓷、汽車玻璃、復(fù)合材料

教學(xué)目標(biāo)

1.了解陶瓷材料的性能要求及分類

2.了解玻璃的組成及性能特點(diǎn)

3.了解復(fù)合材料的性能及特點(diǎn)

重點(diǎn)與難點(diǎn)

1、陶瓷材料的性能及精細(xì)陶瓷在汽車上的應(yīng)用

2、復(fù)合材料在汽車上的應(yīng)用

3、玻璃在汽車上的應(yīng)用

§6、1陶瓷

6、1、1陶瓷材料的性能要求及分類

6、1、1、1陶瓷材料的概念

普通陶瓷也叫傳統(tǒng)陶瓷,其主要原料就是粘土(A1203?2SiO2?2H20)、石英(Si02)與

長石(K20?A1203-6SiO2)。組分的配比不同，陶瓷的性能會有所差別。

例如:長石含量高時(shí),熔化溫度低而使陶瓷致密,表現(xiàn)在性能上即就是抗電性能高、

耐熱性能及機(jī)械性能差;粘土或石英含量高時(shí).，燒結(jié)溫度高而使得陶瓷的抗電性能差，但

有較高的熱性能與機(jī)械性能。

普通陶瓷堅(jiān)硬而脆性較大，絕緣性與耐蝕性極好。由于其制造工藝簡單、成本

低廉,因而在各種陶瓷中用量最大。

6、1、1、2陶瓷材料的性能要求(詳見表)

1、力學(xué)性能：

(1)硬度與強(qiáng)度:具有很高的抗壓強(qiáng)度，陶瓷為各類材料中硬度最高的材料。

(2)塑性:塑性差

(3)韌性:韌性極低

2、熱性能:熔點(diǎn)高、化學(xué)穩(wěn)定性好、導(dǎo)熱低于金屬材料。

3、電性能:傳統(tǒng)的絕緣材料

4、化學(xué)性能:結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不易氧化、抗腐蝕性較強(qiáng)。

6、1、1、3陶瓷材料的分類(詳見表)

1、傳統(tǒng)陶瓷(又稱普通陶瓷)：以天然的硅酸鹽礦物為原料制成;主要用于日用、建筑、

衛(wèi)生陶瓷制品。

2、精細(xì)陶瓷:采用高強(qiáng)度、超細(xì)粉末原料，經(jīng)過特殊的工藝加工,得到結(jié)構(gòu)精細(xì)且具有

各種功能的無機(jī)非金屬材料，按其用途分為工程陶瓷與功能陶瓷

6、1、2精細(xì)陶瓷在汽車上的應(yīng)用(詳見表)

陶瓷在汽車上的應(yīng)用一方面用于功能材料,如氧化傳感器,水溫傳感器等；另一方

面用于結(jié)構(gòu)性的部件,如機(jī)械密封,催化劑容器,火花塞,隔熱板,活塞等。

氧化鋁管坯做鈉蒸氣照明燈泡。

氧化鋁熱電偶套管氧化鋁陶瓷密封環(huán)氧化鋁陶瓷噴咀

1、氧化被陶瓷

氧化鍍陶瓷具備一般陶瓷的特性,導(dǎo)熱性極好,很高的熱穩(wěn)定性,強(qiáng)度低,抗熱沖擊性較高;消散高

能輻射的能力強(qiáng)、熱中子阻尼系數(shù)大。

氧化被陶瓷制造用煙，作真空陶瓷與原子反應(yīng)堆陶瓷,氣體激光管、晶體管散熱片與集成電路

的基片與外殼等。

2、氧化錯陶瓷

氧化錯陶瓷的熔點(diǎn)在2700℃以上，耐2300℃高溫,推薦使用溫度2000℃~2200℃;能抗

熔融金屬的浸蝕,做伯、銘等金屬的冶煉生埸與1800℃以上的發(fā)熱體及爐子、反應(yīng)堆絕熱材料等;

氧化錯作添加劑大大提高陶瓷材料的強(qiáng)度與韌性，氧化錯增韌陶瓷可替代金屬制造模具、拉絲模、

泵葉輪與汽車零件如凸輪、推桿、連桿等。

3、氧化鎂/鈣陶瓷

氧化鎂/鈣陶瓷通常就是通過加熱白云石（鎂或鈣的碳酸鹽）礦石除去CO2而制成的,其特點(diǎn)

就是能抗各種金屬堿性渣的作用，因而常用作爐襯的耐火磚。但這種陶瓷的缺點(diǎn)就是熱穩(wěn)定性

差,MgO在高溫下易揮發(fā),CaO甚至在空氣中就易水化。

6、1、2、1功能陶瓷在汽車上的應(yīng)用（詳見表）

1.傳感器特性：要長久適用汽車特有的惡劣環(huán)境；要小型輕量；重復(fù)使用性好,輸出范圍

廣。

2.同城傳感器的功能特性及在汽車上的應(yīng)用（詳見表）

3.幾種典型汽車傳感器舉例:氧傳感器（詳見表）

碳化硅陶瓷堪期碳化硅陶瓷密封件

6、1、2、2工程陶瓷在汽車上的應(yīng)用

工程陶瓷由于具有良好的綜合性能,用它代替耐熱合金大幅度地提高熱機(jī)效率，降低

能耗,節(jié)約貴重金屬,達(dá)到輕量化效果,實(shí)用性優(yōu)良。

1、汽車對結(jié)構(gòu)性陶瓷的性能要求:陶瓷要有優(yōu)良的耐熱性、隔熱性，硬度高;陶瓷要

有優(yōu)良的高溫強(qiáng)度、高耐蝕性、高耐磨性、低膨脹系數(shù)，隔熱性好及低密度;作為發(fā)動機(jī)

用材料,也要設(shè)法提高其韌性,成形性，可靠性等綜合性能，克服制造技術(shù)要求高,成形加

工時(shí)間長的缺點(diǎn).

2、幾種工程陶瓷的特點(diǎn)（詳見表）

3、工程陶瓷在汽車結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用（詳見表）.

§6、2汽車玻璃

6、2、1玻璃的性能要求及分類

6、2、1、1玻璃的概念

玻璃就是將各種原料熔融、冷卻、固化的非結(jié)晶的無機(jī)非金屬材料

6、2、1、2玻璃的組成

玻璃由各種氧化物的原料，如石英砂、石灰石、長石、強(qiáng)堿、硼酸、鉛化合物、領(lǐng)

化物等,加入輔助原料以使玻璃獲得某些必要的性質(zhì)與家屬熔制過程的原料,如澄清劑、

著色劑、褪色及、乳濁劑、氧化劑、助溶劑等制成。

6、2、1、3玻璃的性能特點(diǎn)（詳見表）：

玻璃就是一種脆性材料，有較好抗壓強(qiáng)度、較高的硬度，。玻璃的膨脹系數(shù)小，玻璃的穩(wěn)

定性越大。透光性好,耐腐蝕性好。

6、2、2玻璃在汽車上的應(yīng)用：

汽車對玻璃的性能要求:透光性好耐侯性好,有足夠的機(jī)械強(qiáng)度安全性好

1、汽車上的板形玻璃:有較好的透明性與耐候性,脆性大,在交通事故中,極易造成人身

傷亡事故,而逐漸被淘汰。

2、汽車上的鋼化玻璃:將普通玻璃加熱到一定溫度后急劇冷卻就能大大提高玻璃的強(qiáng)

度這種淬火玻璃就叫鋼化玻璃。其性能特點(diǎn)（詳見表）

3、汽車上的區(qū)域鋼化玻璃:通過特殊的熱處理，可控制玻璃碎片的大小、形狀與分布。

如駕駛員前的前風(fēng)玻璃。

4、汽車上的夾層玻璃：二片玻璃中間夾有一層安全膜,從而牢固地將兩層玻璃結(jié)合起

來。

6、2、3汽車玻璃的發(fā)展趨勢

1.天線夾層玻璃

2.調(diào)光夾層玻璃

3.熱線反射玻璃

4.除霜玻璃。

§6、3復(fù)合材料

6,3、1復(fù)合材料性能特點(diǎn)、分類

6、3、1、1復(fù)合材料的概念

1、復(fù)合材料?:由兩種或多種物理與化學(xué)本質(zhì)不同的物質(zhì)人工制成的一種多相固體材料。

2、特點(diǎn)：

（1）可改善或克服組成材料的的弱點(diǎn),充分發(fā)揮她們的優(yōu)點(diǎn),如玻璃鋼（玻璃+樹脂）

（2）可按構(gòu)件的結(jié)構(gòu)與受力要求，進(jìn)行材料的最佳設(shè)計(jì)，給出預(yù)定的分布合理的配套性

能、

（3）可創(chuàng)造單一材料不易具備的性能或功能，或同時(shí)發(fā)揮不同的功能。

6、3、1、2復(fù)合材料的組成（詳見表）：基體+增強(qiáng)材料

6、3、1、3復(fù)合材料的分類（詳見表）：

6、3、1、4復(fù)合材料的性能特點(diǎn)

（1）比強(qiáng)度與比剛度高（各類材料中最高）

增強(qiáng)劑比重較低（玻璃、碳、硼纖維）基體比重?。ǜ呔畚铮┎煌耆旅茉鰪?qiáng)劑強(qiáng)度高

（2）抗疲勞i纖維缺陷少-----難以萌生裂紋；ii基體塑性好——難以萌生裂紋；

裂尖鈍化，擴(kuò)展緩慢。iii裂紋擴(kuò)展路徑曲折

（3）減震性好

i自振頻率高（正比于（E/r）1/2）,不易因共振而快速脆斷。

ii振動衰減快（非均質(zhì)多相體系界面反射與吸收；基體阻尼較大）

（4）高溫性能好:纖維多有較高熔點(diǎn)與較高的高溫強(qiáng)度

5）斷裂安全性高,不致造成物體瞬間完全喪失承載能力而斷裂。

過載一一部分纖維斷裂一一應(yīng)力重新分配--未斷裂纖維承載

（6）其她:減磨性,耐蝕性,工藝性能較好

（7）缺陷:各向異性,伸展率較低,沖擊韌性不很好,成本太高

6,3、2復(fù)合材料在汽車上的應(yīng)用

1、玻璃纖維復(fù)合材料一一玻璃鋼

增強(qiáng)劑:玻璃纖維（SiO2+其她氧化物）一一比強(qiáng)度與比模量高（如40%玻璃纖維增強(qiáng)尼龍的強(qiáng)度大于鋁合金）

高溫，化學(xué)穩(wěn)定性好，電絕緣性較好

（1）熱塑性玻璃鋼

粘結(jié)劑:熱塑性樹脂一一尼龍、聚烯煌類、聚苯乙烯類、（熱塑性聚脂，聚碳

酸脂）——機(jī)械性能、介電性能、耐熱性與抗衰老性能較好

性能：（與基體材料相比）

i強(qiáng)度與疲勞性能提高2-3倍以上ii沖擊韌性提高2-4倍（脆性材料）iii蠕變抗力提高2-5倍

（2）熱固性玻璃鋼

粘結(jié)劑:熱固性樹脂-一酚醛樹脂,環(huán)氧樹脂（不飽與聚酯樹脂,有機(jī)硅樹脂）

性能:輕，比強(qiáng)度高（高于銅合金與鋁合金,有高于合金鋼），耐蝕性好,介電性能優(yōu)越,成型性能良好

剛度較差，易老化，易蠕變

用途:玻璃纖維/尼龍一一》軸承,軸承架,齒輪;玻璃纖維/聚苯乙烯一一＞汽車內(nèi)裝飾制品,機(jī)殼

2、碳纖維復(fù)合材料

增強(qiáng)劑:碳纖維（石墨）--高強(qiáng)度、高彈性模量且2000°C以上保持不變;T80°C不變脆。

普通碳纖維sb=500—1000MN/m2,E=20000---70000MN/m2;

高模量碳纖維sb-1500MN/m2,E-150000MN/m2,比強(qiáng)度比模量就是耐熱纖維中最高的

碳纖維樹脂復(fù)合材料

基體——環(huán)氧樹脂,酚醛樹脂,聚四氟乙烯

性能普遍優(yōu)于玻璃鋼：

比鋁輕，比鋼強(qiáng),E比鋁合金與鋼大,疲勞強(qiáng)度高,沖擊韌性高,耐水與濕氣，化學(xué)穩(wěn)定性高,摩擦系數(shù)小,導(dǎo)去

好,耐X射線，

纖維與樹脂粘結(jié)力不夠,各向異性大,耐高溫性能有差距

用途：

航天材料——飛行器,火箭外層材料,天線支架,殼體,機(jī)架

齒輪,軸承,活塞,密封圈，化工容器

（2）碳纖維碳復(fù)合材料

性能:強(qiáng)度與沖擊韌性比石墨高5-10倍,剛度高,耐磨性，化學(xué)穩(wěn)定性好,尺寸穩(wěn)定性好。

用途:高溫技術(shù)，化工與核反應(yīng)裝置中秦航天航空材料,導(dǎo)彈鼻錐,飛船的前緣,超音速飛機(jī)制動裝置

（3）碳纖維金屬復(fù)合材料

基體——金屬（主要為熔點(diǎn)較低的金屬或合金,如碳纖/鋁錫合金）

性能特點(diǎn):接近于金屬熔點(diǎn)仍有很好的強(qiáng)度與彈性模量）

用途:碳纖/鋁錫合金——高強(qiáng)度高級軸承（減磨性能優(yōu)于鋁錫合金））

（4）碳纖維陶瓷復(fù)合材料

基體--陶瓷（如:石英玻璃）

性能特點(diǎn):碳纖/石英玻璃一一抗彎強(qiáng)度提高了約12倍,沖擊韌性提高了約40倍,熱穩(wěn)定性也非常

好

3、硼纖維復(fù)合材料

增強(qiáng)劑:硼纖維-----硼纖維沉積于鴇絲------＞金屬硼+WB晶體（芯）

d=9?15nm,。b=2750?3140MN/m2,E=382600?392400MN/m2（=4倍玻纖），￡=0、7?0、8%

（1）硼纖維樹脂復(fù)合材料

基體--環(huán)氧樹脂,聚苯并咪唾,聚酰亞胺樹脂

性能:抗壓強(qiáng)度為碳纖維復(fù)合材料的2?2、5倍,剪切強(qiáng)度高,蠕變小,硬度

與彈性模量高,高疲勞強(qiáng)度(340?390MN/m2),耐輻射，化學(xué)穩(wěn)定(水,有機(jī)溶劑,燃料,潤滑劑)，導(dǎo)熱

性能與導(dǎo)電性能好(硼纖維就是半導(dǎo)體)。

應(yīng)用:航空與宇航材料,如:翼面,儀表盤,轉(zhuǎn)子,壓氣機(jī)葉片,直升機(jī)螺旋槳葉的傳

動軸等

(2)硼纖維金屬復(fù)合材料

基體——鋁鎂及其合金,鈦及其合金

性能:如鋁基復(fù)合材料的強(qiáng)度、彈性模量、疲勞極限高于高強(qiáng)鋁合金與耐熱鋁合金，比

強(qiáng)度高于鋼與鈦合金、

應(yīng)用：航空、火箭

4、金屬纖維復(fù)合材料

增強(qiáng)纖維-----高熔點(diǎn)金屬:鴇、鋁絲，

(1)金屬/金屬:基體一一銀合金,鈦合金

提高合金的高溫強(qiáng)度與彈性模量,塑性與韌性較好,用于飛機(jī)構(gòu)件

(2)金屬/陶瓷:基體——氧化鋁,氧化錯

改善陶瓷脆性與抗拉能力,用作高溫結(jié)構(gòu)材料。

第七章汽車涂裝涂料、粘接劑

教學(xué)目標(biāo)

1.了解汽車對涂裝的性能要求及分類

2.了解汽車涂料的基本性能要求及分類

3.了解汽車涂層的保養(yǎng)方法

4.了解粘結(jié)劑的特點(diǎn)、組成及分類

5.掌握汽車涂料的組成

重點(diǎn)與難點(diǎn)

1、汽車涂料的基本性能要求、分類及組成

2、汽車對涂裝的性能要求

§7、1汽車涂裝涂料

7、1、1汽車涂裝性能要求及分類

7、1、1、1汽車對涂裝的性能要求

要求具有極高的耐腐蝕性、耐水性、耐汽油、機(jī)油性、耐候性、耐酸性、耐雨性耐化

學(xué)性、抗劃痕及機(jī)械強(qiáng)度即具有優(yōu)良的防護(hù)性。還應(yīng)具有良好的外觀裝飾性，主要只色彩、

光澤、豐滿度與平整度

7、1、1、2汽車涂裝的分類

按汽車涂裝的對象分：新車的生產(chǎn)線涂裝、汽車的修補(bǔ)涂裝。

按汽車涂裝不同部位分:車身外板涂裝、行駛系涂裝、其她部位涂裝

7、1、1、3新車的生產(chǎn)線涂裝

漆前磷化處理工藝、陰極電泳涂底漆工藝、噴中涂工藝、涂面漆工藝

7、1、1、4汽車的修補(bǔ)涂裝

汽車的修補(bǔ)涂裝工藝一般由表面準(zhǔn)備、涂底漆、刮膩?zhàn)犹钇?，噴中?涂面漆

7、1、2汽車涂料

7、1、2、1涂料的概述

1.涂料的概念:涂料系指一種液態(tài)或粉態(tài)的有機(jī)材料,采用特定的工藝方法涂與物體表面,

干燥固化后能形成牢固附著,并具有一定物理機(jī)械與化學(xué)性能的涂層,又稱漆膜。

2、涂料的基本性能要求

涂膜性能、施工性能、環(huán)保性能及儲運(yùn)性能

3、涂料的分類

按功能分類:底漆，中涂涂料,面漆,防腐蝕涂料

按干燥（固化）成膜機(jī)理分類:溶劑揮發(fā)干燥型、氧化聚合干燥型、雙組分室溫交聯(lián)型、

熱固化型。

按漆基分類:醇酯樹脂漆、硝基漆、氨基漆、丙烯酸樹脂涂料、聚氨酯涂料等。

4、涂料的組成:成膜物質(zhì)、顏料、溶劑與助劑（詳見表）

5、涂料在汽車上的應(yīng)用：車身外板、行駛系、其她

7、1、2、2汽車修補(bǔ)涂料

1、汽車修補(bǔ)涂料均屬自干型或低溫型（80℃以下）烘干型。

2、底層涂料指為各種面漆作基底層所用的涂料包底漆、封閉底漆或隔底漆。

3、底層涂料分類:通用底漆、中涂、膩?zhàn)印⒎獾灼?、防滲封底漆、隔絕底漆。

4、修補(bǔ)用面漆：（詳見表）

7、1、2、3汽車修補(bǔ)涂料用輔料:溶劑、固化劑（詳見表）

7、1、2、4汽車涂層的保養(yǎng)

1.汽車涂層的主要污染源:工業(yè)落塵、酸雨、酸鹽堿。

2.汽車涂層的保養(yǎng):清洗時(shí)汽車漆面日常養(yǎng)護(hù)的重要環(huán)節(jié)之一。

§7、2粘接劑

7、2、1粘結(jié)劑的特點(diǎn)、組成及分類

7、2、1、1粘接劑的概念：

粘接技術(shù)就是一門獨(dú)立的邊緣學(xué)科,它采用新成立,新工藝,就是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的一門

新技術(shù)。它具有快速、牢固、經(jīng)濟(jì)及節(jié)能等特點(diǎn)。粘接技術(shù)使用的材料就是粘接劑。

7、2、1、2粘接技術(shù)的特點(diǎn):優(yōu)點(diǎn);應(yīng)力分布均勻，有良好的疲勞強(qiáng)度絕緣與抗腐蝕性好。

缺點(diǎn):粘接接頭抗剝離強(qiáng)度低，易老化

7、2、1、3粘接劑的分類：：有機(jī)膠粘劑一天然膠粘劑、合成樹脂膠，無機(jī)膠粘劑

7、2、1、4粘接劑的組成:基料、固化劑與硫化劑、增塑劑與增韌劑、稀釋劑與容劑

7、2、2粘接劑在汽車上的應(yīng)用：主要用于汽車車身的密封與主要部件與總成部件粘接。

第八章汽車燃料

教學(xué)目標(biāo)

1.了解無鉛汽油的性能指標(biāo)

2.了解輕柴油的性能指標(biāo)

3.了解車用環(huán)保燃料的品種及特點(diǎn)

4.掌握車用汽油的牌號、規(guī)格及選用

5.掌握輕柴油的牌號、規(guī)格及選用

重點(diǎn)與難點(diǎn)

1.車用汽油的選用

2.輕柴油的選用及使用。

§8、1無鉛汽油的性能指標(biāo)、牌號、主要規(guī)格及選用

8、1、1無鉛汽油的性能指標(biāo)

汽油就是從石油中提煉出來的，由碳、氫組成的燒類化合物。

對車用汽油的基本要求就是：能在極短時(shí)間內(nèi)由液態(tài)蒸發(fā)成氣態(tài),形成良好的可燃混合

氣,在油路中不揮發(fā)形成氣阻,不發(fā)生爆燃,在貯存與使用過程中不發(fā)生顯著的質(zhì)量變化,

燃燒后無沉積物,不應(yīng)引起發(fā)動機(jī)零件的腐蝕,不含有機(jī)械雜質(zhì)及水分，以及對環(huán)境的污

染少等

8、1、1、1汽油的揮發(fā)性

汽油由液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣體狀態(tài)的性能叫做汽油的揮發(fā)性。

評定汽油揮發(fā)性的指標(biāo)主要有憎程與飽與蒸汽壓。

8、1、1、2汽油的抗爆性

汽油的抗爆性就是指汽油在發(fā)動機(jī)的氣缸內(nèi)燃燒時(shí)防止產(chǎn)生爆燃的能力。爆燃就是機(jī)

件過快磨損,熱負(fù)荷增加,噪聲增大,功率下降,油耗上升。

汽油的抗爆性用辛烷值評定。

8、1、1、3汽油的安定性

汽油在正常的貯存與使用條件下，保持其性質(zhì)不發(fā)生永久變化的能力，稱為汽油的安定

性

實(shí)用膠質(zhì):就是指在規(guī)定的條件下測得的車用汽油蒸發(fā)殘留物的正不溶部分。

誘導(dǎo)期:就是指在規(guī)定的的加速氧化條件下，油品處于穩(wěn)定狀態(tài)所經(jīng)歷的時(shí)間周期，可

評定汽油在貯存期間產(chǎn)生氧化的形成膠質(zhì)的傾向。

8、1、1、4汽油的防腐性

汽油的防腐性就是指汽油阻止與其相接觸的金屬被腐蝕的能力。

8、1、1、5汽油的清潔性

汽油的清潔性就是汽油就是否含有機(jī)械雜質(zhì)與水分。

8、1、2車用汽油的牌號與規(guī)格

車用汽油牌號為4種:90號、93號、95號與97號。其含義為:如90號表示其研究法辛

烷值不低于90號,別的牌號含義類推。

8、1、3車用汽油的選用與使用

8、1、3、1車用汽油的選擇

不同型號的汽車發(fā)動機(jī)的壓縮比不同，所選用汽油的牌號也不同，若汽油的辛烷值滿足

不了發(fā)動機(jī)壓縮比的要求,發(fā)動機(jī)則會產(chǎn)生爆震燃燒,正確選用汽油牌號不僅可延長發(fā)動

機(jī)的使用壽命，而且還可以達(dá)到節(jié)油的目的。

車用汽油的的選用主要就是根據(jù)發(fā)動機(jī)的壓縮比，發(fā)動機(jī)的壓縮比越高,所需使用的汽

油牌號就越高。

壓縮比在8、0以下的發(fā)動機(jī),應(yīng)選用90號車用無鉛汽油

壓縮比在8、0~8、5之間的發(fā)動機(jī)，應(yīng)選用93號車用無鉛汽油

壓縮比在8、5~9、5之間的發(fā)動機(jī)，應(yīng)選用93號、95號車用無鉛汽油

壓縮比在9、5~10、5之間的發(fā)動機(jī)，應(yīng)選用97號車用無鉛汽油

國內(nèi)轎車用油標(biāo)號推薦表（詳見表）