模块四汽车用金属材料.ppt

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模块四模块四汽车用金属材料汽车用金属材料课题二课题二各种有色金属及合金各种有色金属及合金课题一课题一碳钢、合金钢、铸铁碳钢、合金钢、铸铁课题一课题一碳钢、合金钢、铸铁碳钢、合金钢、铸铁1.1.能正确识别汽车上使用的碳钢件、能正确识别汽车上使用的碳钢件、合金钢件及铸铁件合金钢件及铸铁件2.2.了解碳钢、合金钢及铸铁的性能了解碳钢、合金钢及铸铁的性能金属材料是汽车用材的主体，单单金属材料是汽车用材的主体，单单以重量而言，金属材料就占到全车的以重量而言，金属材料就占到全车的65658080，但是金属材料的种类有成千，但是金属材料的种类有成千上万，怎么才能从中挑选出所需要的材上万，怎么才能从中挑选出所需要的材料用来制造相应的零件呢？

料用来制造相应的零件呢？

汽车上的金属零件汽车上的金属零件1制造零件选取相应的材料需要了解以下内容：

制造零件选取相应的材料需要了解以下内容：

零件的主要性能要求零件的主要性能要求2所选用材料的主要特性所选用材料的主要特性3影响材料性能的主要因素影响材料性能的主要因素4材料的大致加工工艺材料的大致加工工艺11碳钢碳钢碳钢通常指碳的质量分碳钢通常指碳的质量分数小于数小于2.11%2.11%的铁碳合金。

的铁碳合金。

因其冶炼方便，加工容易，因其冶炼方便，加工容易，价格便宜，性能可以满足一价格便宜，性能可以满足一般工程使用要求，所以是汽般工程使用要求，所以是汽车工业用材的主体，占汽车车工业用材的主体，占汽车用材总量的用材总量的3/43/4左右。

左右。

一、一、碳钢（碳钢（1111）1.1.碳钢的分类碳钢的分类按碳质量分数分：

按碳质量分数分：

低碳钢低碳钢碳的质量分数为碳的质量分数为WWCC0.25%0.25%的钢；的钢；中碳钢中碳钢碳的质量分数为碳的质量分数为0.25%0.25%WWCC0.60%0.60%的钢；的钢；高碳钢高碳钢碳的质量分数为碳的质量分数为WWCC0.60%0.60%的钢。

的钢。

一、碳钢（一、碳钢（1122）按材质按材质（主要根据硫、磷质量分数主要根据硫、磷质量分数）分：

分：

普通钢普通钢WWSS0.055%0.055%，WWPP0.045%0.045%；优质钢优质钢WWSS0.040%0.040%，WWPP0.040%0.040%；高级优质钢高级优质钢WWSS0.030%0.030%，WWPP0.035%0.035%；特级优质钢特级优质钢WWSS0.025%0.025%，WWPP0.030%0.030%。

一、碳钢（一、碳钢（1133）按用途分：

按用途分：

碳素结构钢：

用于制造各种机器零件和工程结构件。

碳素结构钢：

用于制造各种机器零件和工程结构件。

多为低碳钢和中碳钢。

多为低碳钢和中碳钢。

碳素工具钢：

用于制造各种刀具、量具和模具。

多碳素工具钢：

用于制造各种刀具、量具和模具。

多为高碳钢。

为高碳钢。

按冶炼方法分：

平炉钢、转炉钢和电炉钢。

按冶炼方法分：

平炉钢、转炉钢和电炉钢。

按炼钢的脱氧程度分：

沸腾钢、镇静钢和按炼钢的脱氧程度分：

沸腾钢、镇静钢和半镇静钢。

半镇静钢。

一、碳钢（一、碳钢（1144）2.2.汽车常用碳钢汽车常用碳钢普通碳素结构钢普通碳素结构钢这类钢主要保证机械性能，故其牌号体现其机械性能。

这类钢主要保证机械性能，故其牌号体现其机械性能。

普通碳素结构钢的牌号用普通碳素结构钢的牌号用“Q+Q+数字数字”表示，其中表示，其中“QQ”为屈服点为屈服点“屈屈”字的汉语拼音字首，数字表示屈服强度的字的汉语拼音字首，数字表示屈服强度的数值。

例如：

数值。

例如：

Q275Q275表示屈服强度为表示屈服强度为275MPa275MPa。

一、碳钢（一、碳钢（1155）普通碳素结构钢在汽车零件中的应用普通碳素结构钢在汽车零件中的应用一、碳钢（一、碳钢（1166）轮辐轮辐消声器消声器轮辋轮辋优质碳素结构钢优质碳素结构钢优质碳素结构钢必须保证钢的化学成分和机械性能。

优质碳素结构钢必须保证钢的化学成分和机械性能。

根据化学成分不同，优质碳素结构钢又分为普通根据化学成分不同，优质碳素结构钢又分为普通含锰钢和较高含锰钢两类。

含锰钢和较高含锰钢两类。

一、碳钢（一、碳钢（1177）根据碳质量分数、热处理和用途的不同，优质碳素根据碳质量分数、热处理和用途的不同，优质碳素结构钢还可分为以下三类。

结构钢还可分为以下三类。

渗碳钢：

碳的质量分数为渗碳钢：

碳的质量分数为0.15%0.25%0.15%0.25%；调质钢：

碳的质量分数为调质钢：

碳的质量分数为0.25%0.50%0.25%0.50%；弹簧钢：

碳的质量分数为弹簧钢：

碳的质量分数为0.55%0.9%0.55%0.9%。

一、碳钢（一、碳钢（1188）优质碳素结构钢在汽车零件中的应用优质碳素结构钢在汽车零件中的应用一、碳钢（一、碳钢（1199）油底壳油底壳机油泵齿轮机油泵齿轮凸轮轴凸轮轴碳素铸钢碳素铸钢铸钢能制造形状复杂的零件，而锻造件则无法做铸钢能制造形状复杂的零件，而锻造件则无法做到，所以汽车上许多零件是用铸钢铸造而成的。

铸到，所以汽车上许多零件是用铸钢铸造而成的。

铸钢的碳的质量分数一般在钢的碳的质量分数一般在0.15%0.15%0.6%0.6%之间，使用前之间，使用前应进行热处理改善性能。

应进行热处理改善性能。

一、碳钢（一、碳钢（111100）碳素铸钢在汽车零件中的应用碳素铸钢在汽车零件中的应用一、碳钢（一、碳钢（111111）化油器化油器齿轮齿轮所谓合金钢，就是在碳钢的基础上，为了获得某种特所谓合金钢，就是在碳钢的基础上，为了获得某种特定的性能，有目的地加入一种或多种元素的钢。

加入的定的性能，有目的地加入一种或多种元素的钢。

加入的元素称为合金元素。

元素称为合金元素。

二、合金钢（二、合金钢（2211）1.1.合金元素对钢性能的影响合金元素对钢性能的影响含碳量低的钢加入铬能提高强度和硬度；含碳量低的钢加入铬能提高强度和硬度；含镍在含镍在6%6%以下时能使钢具有高强度和高的韧度；以下时能使钢具有高强度和高的韧度；含锰量在含锰量在2%2%以下时，就能使钢的强度显著提高，以下时，就能使钢的强度显著提高，而且有一定的韧度；而且有一定的韧度；硅能提高钢的强度、硬度、疲劳强度、耐蚀性和硅能提高钢的强度、硬度、疲劳强度、耐蚀性和抗氧化性。

抗氧化性。

钨能提高钢的强度及耐磨性，使钢具有良好的热钨能提高钢的强度及耐磨性，使钢具有良好的热硬性；硬性；钒能使钢的强度和韧度同时提高，并提高钢的耐钒能使钢的强度和韧度同时提高，并提高钢的耐磨性和回火稳定性；磨性和回火稳定性；铝能提高钢的抗氧化性能。

铝能提高钢的抗氧化性能。

氮能提高钢的硬度和耐热性；氮能提高钢的硬度和耐热性；钛能提高钢的强度，硬度和耐磨性，对塑性影响钛能提高钢的强度，硬度和耐磨性，对塑性影响较小；较小；稀土元素对冶炼和铸造有良好的作用，还能提高稀土元素对冶炼和铸造有良好的作用，还能提高钢的塑性和韧度，改善钢的特殊性能钢的塑性和韧度，改善钢的特殊性能（耐热、耐蚀、耐热、耐蚀、抗氧化等抗氧化等）。

二、合金钢（二、合金钢（2222）2.2.合金钢的分类及应用合金钢的分类及应用分类：

分类：

按用途分：

按用途分：

合金结构钢：

用来制造各种机械零件和工程结构合金结构钢：

用来制造各种机械零件和工程结构合金工具钢：

用来制造各种重要的工具和量具、刃具合金工具钢：

用来制造各种重要的工具和量具、刃具特殊性能钢：

用来制造有特殊性能要求的结构件和机特殊性能钢：

用来制造有特殊性能要求的结构件和机器零件器零件二、合金钢（二、合金钢（2233）按合金元素的含量分为：

按合金元素的含量分为：

低合金钢低合金钢合金元素总含量小于合金元素总含量小于5%5%中合金钢中合金钢合金元素的总含量为合金元素的总含量为5%5%10%10%高合金钢高合金钢合金元素的总含量大于合金元素的总含量大于10%10%按用途分为：

按用途分为：

合金钢可分为合金结构钢、合金工具合金钢可分为合金结构钢、合金工具钢和特殊性能钢三类钢和特殊性能钢三类二、合金钢（二、合金钢（2244）应用应用合金结构钢在汽车上应用广泛，主要是在优质合金结构钢在汽车上应用广泛，主要是在优质或高级优质碳素结构钢的基础上加入适量合金元或高级优质碳素结构钢的基础上加入适量合金元素的钢。

它主要用于制造各种重要的机器零件和素的钢。

它主要用于制造各种重要的机器零件和受力工程结构，要求它有较高的机械性能和较好受力工程结构，要求它有较高的机械性能和较好的加工工艺性能。

的加工工艺性能。

二、合金钢（二、合金钢（2255）合金钢在汽车零件中的应用合金钢在汽车零件中的应用二、合金钢（二、合金钢（2266）保险杠保险杠气门气门气门弹簧气门弹簧低合金结构钢低合金结构钢（GB1591-1988）（GB1591-1988）低合金结构钢碳质分数在低合金结构钢碳质分数在0.1%0.1%0.25%0.25%之间，所加之间，所加入的合金元素不大于入的合金元素不大于3%3%。

低合金结构钢的成分特点为低碳、低合金。

低合金结构钢的成分特点为低碳、低合金。

这类钢具有良好的塑性、韧度、焊接性及较好的这类钢具有良好的塑性、韧度、焊接性及较好的耐磨性和耐蚀性。

耐磨性和耐蚀性。

主要用于制造工程结构如汽车大梁、船舶、车辆、主要用于制造工程结构如汽车大梁、船舶、车辆、压力容器和建筑结构桥梁及各种焊接构件。

压力容器和建筑结构桥梁及各种焊接构件。

一般在热轧空冷状态下使用。

一般在热轧空冷状态下使用。

二、合金钢（二、合金钢（2277）合金渗碳钢合金渗碳钢（GB3077-1988）（GB3077-1988）合金渗碳钢碳质分数在合金渗碳钢碳质分数在0.1%0.1%0.25%0.25%之间，合金之间，合金渗碳钢是在渗碳钢的基础上，加入一定量的合金渗碳钢是在渗碳钢的基础上，加入一定量的合金元素而形成的。

元素而形成的。

合金渗碳钢提高零件抵抗冲击载荷的能力；使合金渗碳钢提高零件抵抗冲击载荷的能力；使工件在渗碳后可直接淬火，还能提高耐磨性。

工件在渗碳后可直接淬火，还能提高耐磨性。

合金渗碳钢与碳钢渗碳件相比，具有工艺性能合金渗碳钢与碳钢渗碳件相比，具有工艺性能好、使用性能高的特点。

好、使用性能高的特点。

二、合金钢（二、合金钢（2288）合金调质钢合金调质钢（GB3077-1988）（GB3077-1988）合金调质钢碳质分数在合金调质钢碳质分数在0.25%0.25%0.50%0.50%之间，合之间，合金调质钢是在调质钢中加入一定量的合金元素而金调质钢是在调质钢中加入一定量的合金元素而形成的。

形成的。

合金调质钢零件具有高而均匀的综合力学性能。

合金调质钢零件具有高而均匀的综合力学性能。

二、合金钢（二、合金钢（2299）合金弹簧钢合金弹簧钢（GB1222-1984）（GB1222-1984）合金弹簧钢的碳质分数比合金调质钢的高，一合金弹簧钢的碳质分数比合金调质钢的高，一般在般在0.46%0.46%0.70%0.70%之间。

之间。

在弹簧钢中加入合金元素即形成了合金弹簧钢。

在弹簧钢中加入合金元素即形成了合金弹簧钢。

提高零件弹性、钢的淬透性，提高钢的弹性极限提高零件弹性、钢的淬透性，提高钢的弹性极限和屈强比。

和屈强比。

二、合金钢（二、合金钢（221100）轴承轴承滚动轴承钢滚动轴承钢滚动轴承钢是用来制造滚动轴承的滚动体和内外圈滚动轴承钢是用来制造滚动轴承的滚动体和内外圈的专用钢。

必须具有高的硬度和耐磨性，高的弹性极的专用钢。

必须具有高的硬度和耐磨性，高的弹性极限和接触疲劳强度，足够的韧度和抗蚀性。

限和接触疲劳强度，足够的韧度和抗蚀性。

二、合金钢（二、合金钢（221111）灰口铸铁灰口铸铁有一定的机械性能和良好的切削加工性。

有一定的机械性能和良好的切削加工性。

可锻铸铁可锻铸铁主要用于要求韧度较好的薄壁类零件。

主要用于要求韧度较好的薄壁类零件。

球墨铸铁球墨铸铁球墨铸铁的强度和韧度比灰口铸铁、可锻铸球墨铸铁的强度和韧度比灰口铸铁、可锻铸铁高，可代替钢材制造某些重要