1、D 1、概述 2、金属的力学性能 3、汽车常用的碳素钢、铸钢及其热处理 4、汽车常用的合金钢 5、汽车用铸铁 6、汽车用非铁金属 7、汽车常用材料的选用原动机部分:发动机执行部分:车轮传动部分:离合器.传动轴、辅助系统:控制系统;各类仪表、车灯、方向盘、排挡杆、雨刮器等 刹车、油门等变速箱、差速器等1、概 述.*汽车是由上万个零部件组装而成,而这些零部件又是由几百个品种、上千个规格的材料加工制成的,可以 说材料是汽车的基础。.A用于生产汽车的材料种类很多:有钢铁、有色金属、,塑料、橡胶、玻璃、陶瓷等,据统计,近几年生产的、一辆普通轿车,其主要材料的重量构成比大致为:钢铁H 65%70%、有色金
2、属10%15%、非金属材料20%左右。,各种新型材料,如轻金属材料、复合材料、高技术合 成材料等越来越多的用于现代汽车Ty 汽车是一个复杂的机械系统。通常,一辆”一_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _.汽车由约3万个零部件组装而成。汽车零件按用途来分类:通用零件:在各种机器中经常使用的零件。如:螺栓、螺母。s A专用零件:仅在特定类型机器中使用的零件,如:活塞,曲轴。汽车上每个零部件的生产制造都涉及 一到材料问题。据统计,汽车上的零部件采用了 4千余 种不同的材料加工制造。从汽车的设计、选材、加工制造,到汽车的使用、维修和 养护无一不涉及到材料。现代汽车要满足:安全、舒适、自重轻、污
3、染排放低、能耗小、价 格低等要求.“_。.汽车工程材料的分辨金属材料(纯金属及合金)黑色金属(钢铁)有色金属(Cu、Al、Ti、Mg)非金属材料*有机高分子材料(主要成分是c、H 塑料、橡胶、金,纤维等。无机材料玻璃、水泥、陶瓷等复合材料玻璃纤维增强塑料等2、金属的力学性能 1、刚度 A定义:工程上,指构件或零件在受力时抵抗弹性 变形的能力。计算:等于材料弹性模量E与零构件截面积A的乘 积。A弹性模量E:材料在弹性变形范围内,应力与应 变成正比,其比值为弹性模量E=o/E(MPa)o 它表示的是材料抵抗弹性变形的能力,反映了材 料发生弹性变形的难易程度。图16中轴线上、毂荷受压面压缩拉伸-受拉
4、面中轴线下压应力和拉应力的分布vwwv.we I d r.ne 1.强度土.定义:在外力作用下,材料抵抗变形或.断裂的能力.一物理意义:材料在每个变形阶段的应力极限值。(1)弹性极限ae材料在外力作用下发生纯弹性变形的最大应力值为弹性极 限oe,即A点对应的应力值,表征材料发生微量塑性变形 的抗力。(2)屈服强度os试样发生屈服现象时的应力值,屈服点S的应力值称为屈 服强度oS,表征材料开始发生明显的塑性变形。没有明显的屈服现象发生的材料,用试样标距长度产生0.2%塑性变形时的应力值作为该材料的屈服强度,用。0.2表示,称为条件屈服强度。意义同QS。(3)抗拉强度ob材料在拉伸载荷作用下所能承
5、受的最大应力值ob称为抗 拉强度或强度极限,表征材料的断裂抗力。强度是零件设计和选材的主要依据。2.塑性 1定义:材料在外力作用下,产生塑性变形而不破断的能 力称为塑性。A指标:工程上常用延伸率6和断面收缩率。作为材料的 塑性指标。材料的6和。值越大,塑性越好。3.硬度定义二指材社表面抵抗局,部塑性变形的能力.,一是表征材料 软硬程度的一种性能。通常材料的强度越高,硬度也越高,耐磨性也越好。硬度指标:与试验方法有关。生产上,常用静载压入法,常用方法有:布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。,布氏硬度HBS:淬火钢球压头,压痕大,不能测太硬度的 材料,适用于测量退火和正火钢、铸铁、有色金属等材料 的硬度
6、。加洛氏硬度HRC:锥角为120。的金刚石圆锥体压头,适用于 调质钢、淬火钢、渗碳钢等硬度的测量。一股1.布氏硬度,一.-.-.1,.测试原理:用一定大小的荷载F,把直径为D 的硬质合金球压入被测试样表面,保持规定时间后卸 除荷载,移去压头,用读数显微镜测出压痕平均直径 do用荷载F除以压痕的表面积所得的商,即为被测材 出 料的布氏硬度值。.婀 匚醐f用硬质合金球作为压头所测得的布氏硬度用符号HBW表示,适用于测量硬度不超过650的材料。2.洛氏硬度 洛氏硬强素用直砺则量压.痕豕蔗来赢京度值 的。试验原理如图1-9A&1-9B所示。我国常用的是HRA、HRB、HRC三种,试.验条件及应用范围见
7、表1-2。规定为:硬度符.号前面注明硬度值,例如52HRC、70HRAo鬻般p布氏硬度测量a 010 QQn.B01QO 0000A洛氏硬度HRB:1.59mm淬火钢球压头,适用于测量有色 金属、铸铁、退火态和正火态钢等。维氏硬度HV:锥面角为136 的金刚石四棱锥体为压头,适于测定薄件和经表面处理零件的表面层的硬度,如渗,碳层、表面淬硬层、电镀层等,以及微观组织的硬度。,.维氏硬度测定的硬度值比布氏、洛氏精确,压痕小,改 变负荷可测定从极软到极硬的各种材料的硬度,并统一 比较。.洛氏硬度与布氏硬度相比压痕小,软硬材料都可以测量,但同样不同标尺之间不可相互比较硬度值的大小。三、冲击韧性A.是互
8、藉雇.冲盅或音柞庙吊新科弧托币盅方而祚的高 不被破坏的能力,是材料强度和塑性的综合表现。应用:(1)评价材料冶金质量和锻造及热处理的缺陷(因其对 材料中的缺陷比较敏感),与屈服强度结合用于一般零 件抗断裂设计。.(2)低温冲击试验,测量材料的韧脆转变温度TK。T TK为韧性断裂,不希望材料在TK温度以下工作。指示盘,开始位置1 摆锤四、疲劳强度一交变载荷安变载荷:.载荷大小和方向随时间发生周期变化的载荷。疲劳断裂:零件在交变载荷下经过长时间工作而发生低 应力断裂的现象成为疲劳断裂。.疲劳断裂过程:裂纹萌生、疲劳裂纹扩展、最后断裂。疲劳抗力指标:疲劳极限,又称疲劳强度,用。-1表示。材料经过无限
9、次应力循环不发生断裂的最大应力,即疲劳曲线上水平部分对应的应力值。A疲劳断裂的原因:一般认为是,由于材料表面与内部的 缺陷(夹杂、划痕、尖角等),造成局部应力集中,形 成微裂纹。随应力循环次数的增加,微裂纹逐渐扩展,使零件的有效承载面积逐渐减小,以致于最后承受不起 所加载荷而突然断裂。A提高材料疲劳抗力的措施:通过合理选材,改善材料的结构形状,避免应力集中,减 小材料和零件的缺陷;提高零件表面光洁 度;对表面进行强化,喷丸处理等,可以 重 提高材料的疲劳抗力。3、汽车*用的碳素钢、铸钢及其典外理钢、铁一类的金属被称为黑色金属。钢铁材料的基本成分是铁和碳,所以又称为铁碳合 金。含碳量小于2.11
10、%的铁碳合金是钢,含碳量大于2.11%的铁碳合金是铁。碳钢的分类 钢是碳含量小于2。11%的铁碳合金。钢具 有必要的力学性能,可以扎制成各种型材。A铁是碳含量大于2。11%的铁城合金。钱没有韧性,不能被造。但是铁的铸造性能葭好,可以用来铸造各种结构复杂的零件,也就是一 我们平时说的铸件。.A我们所接触最多的铁以及铁的合金,根力 料性能和组织分为碳素结构钢、合金钢、几大类,各个大类又分为各个小类:一、碳素结构钢的分类.碳素钢简称碳钢,它的分类有很多种:按含碳量来分的方法:善逅钢.40.05%.P 优质钢S 0.035%P-性能特点:低碳钢强度,硬度较低,塑性,韧性及焊接性良好;1 中碳钢较高的强
11、度,硬度,其塑性和韧性随含碳量的I 增加而逐步降低高碳钢较高的强度,硬度和弹性,但焊接性不好优廛碳素结构钢-.演.常用牌号和用途 2*牌号:08F 20 45 60Mn/牌号解释:08F表示平均含碳量0.08%的优质碳素结构钢,沸腾钢。.20表示平均含碳量0.20%的优质碳素结构钢.-65Mn表示平均含碳量0.65%的高镒优质碳素结构钢.优质碳素结构钢优质碳素结构钢螺旋弹簧铸钢9;成.分特点:一以.碳为主要含金元素芥含有少一量其 他元素A性能特点:较高的强度、塑性和韧性,成本较-低常用牌号和用途,A 牌号:ZG200-400 ZG200-400 ZG270-500ZG310-570牌号解释:Z
12、G200-400表示屈服强度不小于200MPa,抗拉强度不小于400MPa的铸造碳钢.铸造碳钢机座铸造碳钢连杆铸造碳钢齿轮钢的然处理.钢件的热处理是利用加热、保温和冷却的操 作方法,来改变钢的组织结构,使钢件获得所 需性能的加工工艺。A钢的热处理根据加热和冷却的方法不同,大 体有以下几类钢的热处理 A退火退火是羽1钢件加热到一定温度,保温一段时间,然后随炉 慢慢冷却到室温的热处理工艺。目的是降低材料硬度,改善切削加工性能,提高塑性和韧I 性,消除钢中的组织缺陷,消除内应力。A正火.正火是将钢件加热到临界温度以上5070,充分保温,f 然后在空气中冷却的热处理工艺。目的与退火基本相同,但正火后钢
13、件的强度、硬度比退0*火后高。r经过退火的材料钢的典处理 淬火淬火是将钢件加热到临界温度以上3050,保温后在 冷却介质中快速冷却的热处理工艺常用的冷却介质有水、矿物油、盐、碱的水溶液等.淬火的主要目的是提高钢件的硬度和强度B-回火 回火是将淬火后的钢件再加热到临界温度以下的某一温度,保温一段时间,然后在空气或油中冷却的热处理工艺目的是减少或消除内应力,提高韧性和塑性,调整硬度,降低脆性,保证钢件的形状、尺寸不变淬火(水中或者油液中冷却)淬火口火钢的然处理,表面淬火 表面淬火是将钢件的表面淬透到一定的深度,而中心部分仍保 持未淬火状态的一种局部淬火方法 目的是使钢件表面获得较高的强度、耐磨性和
14、疲劳强度,而 心部仍具有足够的塑性和韧性。化学热处理.化学热处理是将钢件置于某一介质中加热、保温和冷却,使介 质中的某些元素渗入钢件表层,从而改善表层性能 目的是提高钢件表层的硬度、耐磨性、耐腐蚀性和抗氧化性心主要有渗碳、氮化、碳氮共渗等。表面然处理rriice.齿轮、链轮淬火4、汽车常用合金钢合金钢是指为了改善钢的某些性能,冶炼时在碳素钢的 基础上有目的地加入一种或多种合金元素所形成的钢种常用的合金元素有:镒(Mn)、硅(Si)、格(Cr)、狭(Ni)、4 目(Mo)、鸽(W)、钗(V)、钛(Ti)、磁(B)、铝(A1)、稀土(Re)等r合金元素对钢的性能影响很大,如在碳素钢中加入格,能 提
15、高钢的强度、硬度和耐蚀性,加入专臬既可以提高钢的 强度,又不降低其韧性,加入硅能提高钢的强度、硬度、疲劳强度和耐腐蚀性。几种合金元素同时配合使用,对 钢的性能影响比单一合金元素更为显著合金钢只有经过热处理后,才能达到改善机械性能的目 的合金钢的牌号A合金钢牌号的一般命名原则(1)合金钢的含碳量、合金元素的种类、合金元素的 含量均应在牌号中体现出来。(2)两位数字(表示平均含碳量的万分之几)+合金元I素符号+该元素百分含量数字+.(3)当合金元素的平均含量小于1.50%时,只标元素符号,不标含量;I例:合金弹簧钢 60Si2Mn.含碳量-0.6%;硅含量-2%;镒含量Mnl%o合金钢的分类与牌号
16、 打合金钢芬类 ,(1)按合金元素的含量分1)低合金钢合金元素总含量小于等于5%;2)中合金钢 合金元素总含量在5%10%之间;等 3)高合金钢 合金元素总含量大于等于10%;(2)按合金元素的种类分有铭钢、镒钢、铭银钢、硅镒铝机钢等。合金钢A合金钢的种类很多,按用途大致可分为以下几类:上合金结构钢匕合金工具钢 叁特殊性能钢合金结构钢低合金结构钢在低碳钢的基础上加入少量(3%5%)合金元 素而得到的钢这类钢比相同含碳量的碳素钢的强度要高10%30%,并具有较好的塑性、韧性和焊接性能。又因为它的 冶炼较简单,生产成本与碳钢相近广泛用于制作各种机器零件和工程构件.如汽车上的车架纵梁、横梁、发动机吊
17、耳等用低合金结构钢取代碳素结构钢,可节约钢材,减轻 重量,且使用可靠。常用的钢种有12MnV、16Mn等合金结构钢合金渗碳钢合金渗碳钢制造的零件,经热处理后,不仅有较高的 表面硬度和耐磨性,而且能大幅度提高零件心部的 强度和韧性,从而提高抵抗冲击载荷的能力.汽车上承受高速、重载、强冲击和剧烈摩擦的零件 如活塞销、齿轮、轴类件和重要的螺栓等都是用合 金渗碳钢加工经热处理制作的。合金结构钢合金调质钢合金调质钢是指经过调质处理后使用的钢,具有较 高的强度和韧性。若调质后再进行淬火,则能进一 步改善零件表面的耐磨性。常用于制造承受重载荷、冲击载荷的零件。如机 床主轴、汽车半轴、连杆、转向节等。A合金工
18、具钢 -*0.9%)1、雍能要求(i)高硬度和耐磨性。(2)足够的强度、韧性和疲劳抗力。(3)良好的工艺性能(淬透性、切削 加工性等)(4)热处理变形小汽车冲压模具二、合金模具钢(二雕具钢-用来制造对金属进行热变 形加工的模具,如热锻模、压铸覆等。(含碳量0.3%0.6%,含C量太高,导热性下降)1、,性能要求 高温下良好的综合力学性能。抗热疲劳性能。高的淬透性和良好的导热性。N汽车.四缸压铸模.三、量具用钢(P103)I-一 一 一 一 一 一 一 一义制造各种量具用钢。如千 分尺、卡尺、块规、塞规 等。精密堆规三、量具用钢量具在使用过程中与被测零件接触,承受摩擦和冲击。高硬度和耐磨性。高的
19、尺寸稳定性。足够的韧性。2、量具用钢低碳钢渗碳、中碳钢表面淬 火。碳素工具钢、低合金工具钢,两者用于尺寸小、形状简单、精度要求不高的量具。滚既轴承钢、冷作模具钢。用于制造精密量具。不锈钢用于制造接触腐蚀介 质的量具。5、汽车用铸铁MB 一.,A性能特点:与钢相比,其强度低,特别是韧性、塑性差,但铸造性能优良、耐磨、切削加工,性能良好。一 A随着技术进步,某些传统上用铸铁制造的汽 车零件,已逐步由轻金属替代。.A铸铁分为白口铸铁、灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和合金铸铁几种。r铸铁-.-.A白口铸铁。白口铸铁断口呈白色,性能硬而脆,很难进行切 削加工,主要用来炼钢A灰口铸铁灰口铸铁断口呈灰色,由于
20、生产工艺较简单,成 本低,熔点低、收缩率小、具有良好的铸造性能,在汽车零件上应用较多灰口铸铁的牌号用“HT”及数字组成。其中数 字表示最低的抗拉强度。例如HT100,是最低抗 拉强度为lOON/mM的灰口铸铁镂铁-A可锻铸铁。俗称马铁它具有较高的强度和韧性可用于制作承受冲击和振动的零件,;&不能进行锻造铸铁球墨铸铁,俗称球铁球墨铸铁兼有铸铁和钢的理化性能、机械性能和工艺性能,也像钢一样可进行热处理。通过合金化和各种热 处理后,可用来代替铸钢和锻钢制造一些受力复杂、性 能要求较高的零件,如代替45号钢和35CrMo钢制造大马 力柴油机的曲轴、凸轮轴、齿轮和连杆等球墨铸铁的牌号由Q及两组数字组成。
21、其中第1组数 字表示最低抗拉强度,第2组数字表示最低延伸率。例 如QT400-18,表示最低抗拉强度为400N/mm2、最低延 伸率为18%的球墨铸铁镂铁合金铸铁:具体包括:电在灰口铸铁或球墨铸铁中加入一定量的合金元 素,获得特殊性能的铸铁称为合金铸铁。6、汽车用非铁金属除黑色金属材料之外的其他金属统 称为有色金属,A在汽车制造生产中常用的主要是铝、铜及其合金铝及铝合金-.-.A纯专吕电纯铝的熔点为660C,密度为的1/3,是一种轻金-属材料,其电导性、热导性仅次于银、铜,抗氧化、抗大气腐蚀性能好,常温下在大气中表面能|生成一层致密的氧化铝膜,阻止铝表面进一步氧化。纯铝的强度硬度很低,但塑性很
22、高,一般不能作 为结构件使用。r铝及铝合金铝合金铝合金是在铝中加入适量的锡、铜、镁、镒等元素后获得的合金,经处理后,铝合金的机械性能大为提高。铝合金的比强度高、具有良好的耐蚀性、切削加工性和铸造性、可以实现柔性的强度设计、表面美观.在汽车上得到广泛的应用。如用铸铝合金制造汽缸体、汽缸盖、I 轮辆、保险杠,用铝合金材料制造散热器、冷凝器等部件。铝及铝合金在汽车上大量使用,一方面改善了这些零部件的使用性 能,另一方面达到了汽车的轻量化的目的,是今后汽车材料中重要 的发展方向。按铝合金的成分和加工特点,可分为形变铝合金和铸造铝合金r铝合金.A形变铝合金(分为防锈铝合金、硬铝合金、超硬铝合金等防锈铝合
23、金主要指Al-Mn系、Al-Mg系合金 特点是具有很高的抗蚀性,故常称为防锈铝合金。此外,还具有|良好的塑性和一定的焊接性能,但强度较低,不能进行热处理,只有经过冷加工变形才能使其强化防锈铝合金的牌号用“LF”加顺序号表示。“LF”是“铝防”两 字汉语拼音的第1个字母。例LF5JF11表示顺序号为5或11的 防锈铝合金。同理。LY12是顺序号为12的硬铝合金;LC6是顺序 为6的超硬铝合金;LD10是顺序号为10的锻造铝合金口 so,-.1 电工业和汽车上使用品种主要有工业纯铜、黄铜、青铜等工业纯铜又称紫铜、电解铜 雪 它具有良好的导电性、导热性、塑性和耐腐蚀性,可 进行冷、热压力加工,但强度
24、和硬度低。.纯铜的牌号用“T”加顺序号表示,顺序号有1、2、3、4四个号,顺序号越大,杂质含量越多,纯度越低。,纯铜主要用于制造电线、电刷、铜管等r-黄铜 黄铜是铜与锌的合金,即为铜锌合金。黄铜又分为普通黄铜和特殊黄铜。普通黄铜只含铜、锌元素的合金机械性能比纯铜好。其牌号用“H”加两位数字表示,“H”是“黄”等 汉语拼音的第1个字母;两位数字表示含铜量a 例如H68是平均含铜量为68%、含锌量为32%的普通黄铜。若H前面加“Z”,表示为铸造黄铜 特殊黄铜在普通黄铜中分别添加锡、镶、铅、镒、硅、铝等合金元素生成 的合金黄铜加入合金元素后能进一步提高强度、耐磨性等机械性能。特 殊黄铜的牌号用“H”
25、加主元素符号及数字表示例如HPb59-l是平均含铜量为59%、含铅量为1%的铅黄铜;HSn90-1是平均含铜量为90%、含锡量为1%的锡黄铜青铜*除黄铜和白铜(铜锦合金)以外的铜合金统称为青铜青铜又分为锡青铜(普通青铜)和无锡青铜(特殊青 铜)铜及铜合金锡青铜 是以锡为主要添加元素的铜基合金 具有良好的机械性能。锡青铜的牌号用“QSn”加几组数字表示,例如QSn6.5-1是平均 含锡量为6.5%、其他元素平均含量为1%的锡青铜。Sn前面加 ZCu字母表示为铸造材料,如ZCuSn5PbZn5是表示平均含锡量为5%、平均含铅量为5%、平均含锌量为5%的铸造锡青铜。T无锡青铜是添加硅、铅、钺、镒、铝
26、、专臬等元素的铜基合金,并以添加的 元素命名,如硅青铜、铅青铜、钺青铜.无锡青铜也有较好的机械性能和理化性能。汽车上的应用连杆衬套、摇臂衬套、冷却系中的节温器、轴瓦、曲轴 止推垫 圈等。B非金属材料 塑料A橡胶7、汽车常用材料的选用.-.1、汽车齿轮的选材 B”汽车齿轮主要安装在变速箱和差速器中。在变速箱中,齿轮用于传递转矩和改变传动速比;在差速器中,齿轮 用来增加转矩并调节左右车轮的转速,将动力传到驱动 轮,推动汽车运行。这类齿轮受力较大,受冲击频繁,I 工作条件比机床齿轮复杂。因此,对耐磨性、疲劳强度、心部强度和韧性等要求比机床齿轮高。实践证明,选用低碳钢或低碳的合金钢经渗碳、淬火和低温回
27、火使用最为适宜。应用最多的是合金渗碳钢(20Cr或20CrMnTi钢),.心7、汽车常用材料的选用2、汽车轴类零件负荷特点:转轴一弯曲与扭转的复合作用,如减速器的轴。心轴一只承受弯矩,如铁路车辆的轮轴。传动轴一扭转应力作用,如汽车的驱动轴。.主要失效形式:A疲劳断裂;轴颈或花键处过度磨损;过量变形等。4轻载、低速的一般轴(心轴、拉杆等):.Q235-Q275,不热处埋。jKl 中等载荷,一般精度轴(曲轴等):.3550钢,热处理。.重载、高精度或恶劣条件轴(汽车、拖拉机轴等),.合金钢:、个 40Cr 40MnB 30CrMnSi 35CrMo 40CrNiMo;20Cr 20CrMnTi(渗
28、碳);38CrMoAl(氮化);9Mn2V GCrl5等,采用相应的热处理。7、汽车常用材料的选用 *.*.W *.3、汽车弹簧材料A为了保障弹簧能够可靠地工作,其材料除应满 足具有较高的强度极限和屈服极限外,还必须 具有较高的弹性极限、疲劳极限、冲击韧性、塑性和良好的热处理工艺性等。A 备选材料钢号有:20Cr.40CrNiMn.60Si2Mn65Mn 等。合金弹簧钢冷卷螺旋压缩弹簧汽车板簧淬火线汽车悬架弹簧汽车板簧汽车板簧(1.).汽车扳簧朱效形式及性能要求_ 汽车板簧用于缓冲和吸振,承受很大的交变应力和冲击荷载。汽车板簧的主要失效形式 为刚度不足引起的过度变形或疲劳断裂。因此,对汽车板簧
29、的性能要求是材料要有较高的屈服 强度和疲劳强度。汽车板簧在汽车行驶过程中承受各种应力的作 用,其中以反复弯曲应力为主,绝大多数是疲 劳破坏。所以要求弹簧钢应有高的弹性极限以 及弹性减退抗力好,较高的屈强比,为防止在 交变应力下发生疲劳和断裂,弹簧应具有高的 疲劳强度和耐蚀等性能。(2 典型板簧选材汽车板簧一般选用弹性高的合金弹 簧钢来制造,如65Mn、65Si2Mn钢等。对于中型或重型汽车,板簧还采用50 CrMn.55 SiMnVB钢;对于中型载货汽 车用的大截面积板簧,则采用 55SiMnMoV 55SiMnMoVNb钢制造。4、气缸体、缸套和缸盖气缸体:气缸体工作时承受较大的机械符合和复
30、 杂的热负荷,材料应具有足够的强度、刚度、良 好的浇铸性和切削性。缸体常用的材料有灰铸铁,和铝合金两种。铝合金的密度小,但刚度差、强 度低、价格贵。所以,除了某些发动机为减轻重 量而采用铝合金外,一般缸体材料均采用灰铸铁。曲3曲飞轮包,舌塞连才干组汽缸的缸体一般采用普通铸铁或铝合金,而汽缸工作面则用耐磨材料,制成缸套 镶入汽缸。常用缸套材料为耐磨合金铸铁,主要有 高磷铸铁、硼铸铁、合金铸铁等。为了,.提高缸套的耐磨性,可以用镀铭、表面 淬火、喷镀金属铝或其他耐磨合金等办法对缸套进行表面处理。,2 发动机缸盖,缸盖主要用来封闭汽缸构成燃烧室。目前使用的缸盖材料有两种:一种是灰 铸铁或合金铸铁;另
31、一种是铝合金。铸 铁发动机缸盖具有高温强度、铸造性能 好、价格低等优点,但其导热性差、重 量轻,但其高温强度低,使用中容易变.形、成本较高。3 活塞组 .,蠢:活塞错和活塞环等零件组成.活塞组。常用的活塞材料是铝硅合金,其性能特点是导热性好、密度小、膨胀 系数减小,耐磨性、耐蚀性、硬度、刚 度和强度提高。铝硅合金活塞需进行固1 溶处理及人工时效处理,以提高表面硬 度。活塞销.仝亍手汉安装半浮式安装活塞结构及结构特点平顶凸顶凹】页活塞销材料一般用20、20Cr.20CrMnTi等低碳、低碳合金钢,表面 进行渗碳或碳氮共渗处理,以满足材 料外表面硬而耐磨、内部韧而耐冲击 的要求。,活塞环材料目前一
32、般多用珠光体基体的 灰铸铁或在灰铸铁基础上添加一定量的铜、铭、铜及鸨等合金元素的合金铸铁,也有的 采用球墨铸铁或可锻铸铁。为了改善活塞环 的L工作性能,活塞环宜进行表面处理。目前 虚用最广泛的是镀铭,可使活塞环的寿命提 高23倍。其他表面处理的方法还有喷相、磷化、氧化、涂敷合成树脂等。连杆材料一般采用45钢、40Cr或 40MnB等调质钢。合金钢虽具有很恬j强 度,但对应力集中很敏感。气门进气门一般可用40Cr、35CrSi 38CrSi 42Mn2V等合金钢制 造;而排气门则要求用高铭耐热钢制造,采用4CZ OS i 2Mo作为气门材料时工作温 度可达5506500c o.2)汽车发动机曲轴
33、(1)汽车发动机曲轴的工作条件 曲,轴在工作中受到弯曲、扭转、剪切、拉压、冲击等交变应力。而且,应力 分布极不均匀;曲轴颈与轴承还发生 滑动摩擦。寰(2)曲2g的主要失效形式疲劳断裂.和轴颈严重磨损两种。曦.曲才由飞轮组5(4)典型曲轴的选材.锻钢曲轴一般采用优质.中碳钢和申,碳合金钢制造,如30、45、35Mn2、40Cr.35 Cr Mo等。铸造曲轴主要由铸 钢、球墨铸铁、珠光体可锻铸铁及合金 铸铁等制造,如ZG230-450、QT600-3.QT700-2、KTZ450-5、KTZ500-4等。.(二).汽车冷冲压零件用材 在汽车零件中,冷冲压零件种类 繁多,约占总零件数的50%60%。
34、汽 车冷冲压零件的材料有钢板和钢带,其中主要是钢板,包括热轧钢板和冷 轧钢板,如08、20、25和板45等。38热轧钢板主要用来制造些承受 定荷载的结构件,如保险杠、刹车盘、纵梁等。这些零件不仅要求钢板具有一 定刚度、强度,而且还要具有良好的冲 压成型性能。冷轧钢板主要用来制造一些形状复杂,受力不大的机器外壳、驾驶室、轿车的车身等覆盖零件。这些零件对钢板的强度要求不高,但却要求具有优良的表面质量和冲压性能,以保证 高的成品合格率。T_近年开发的加工性能良好,强度.,(屈服强度和抗拉强度)高的薄钢板高强度钢板,由于其可降低汽 车自重、提高燃油经济性而在汽车上获得应用,如已用于制造车身外面板(包括车顶、前脸、后围、发动机罩、车门、行李箱等)、车身内蒙保险杠、横梁、边梁、支架、发动机框架等。38