汽车机械基础01汽车机械基础第一部分课件.pptx
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- 汽车 机械 基础 01 第一 部分 课件
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1、目 录二机械制图与识读七机械传动四极限、配合与技术测量五轴与轴承六常见机构三机械识图与识读一汽车材料八八液压传动第一部分汽车材料情境一:金属材料了解金属力学性能、建立强度、硬度和韧性及疲劳度的概念。了解金属力学性能、建立强度、硬度和韧性及疲劳度的概念。了解金属材料的分类。了解金属材料的分类。掌握金属材料的牌号及用途。掌握金属材料的牌号及用途。掌握各种牌号的金属材料在汽车上的应用。掌握各种牌号的金属材料在汽车上的应用。本节本节导向导向(1 1)常用强度判据)常用强度判据1 1 强度与塑性强度与塑性在拉伸过程中力不增加,试样仍能继续伸长时的应力称为屈服点,单位为MPa。当试样卸除拉伸力后,其标距部
2、分的残余伸长达到规定的原始标距百分比时的应力。抗拉强度抗拉强度拉伸过程中最大力所对应的应力称为抗拉强度。抗拉强度的它的物理意义是表征材料对最大均匀变形的抗力,表征材料在拉伸条件下所能承受的最大力的应力值。屈服点和规定屈服点和规定残余伸长应力残余伸长应力(2 2)塑性判据塑性判据试样拉断后,标距的伸长与原始标距的百分比称为断后伸长率,以表示。断面收缩率断面收缩率试样拉断后,缩颈处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比称为断面收缩率。断后伸长率断后伸长率强度与塑性是矛盾的两个力学指标,一般强度高的材料塑性较差。2 2 硬度硬度硬度是指材料抵抗局部变形,尤其是塑性变形、压痕或划痕的能力。硬度是衡
3、量金属软硬程度的判据。布氏硬度的测定是在布氏硬度试验机上进行的,其试验原理如右图所示。用直径为的淬火钢球或硬质合金球做压头,以相应的试验力将压头压入试件表面,经规定的时间后,去除试验力,在试件表面得到一直径为的压痕。用试验力F除以压痕表面积压,所得值即为布氏硬度值,用符号HB表示。用淬火钢球为压头时,符号为HBS;用硬质合金球为压头时,符号为HBW。(1 1)布氏硬度)布氏硬度布氏硬度试验原理示意图布氏硬度试验原理示意图洛氏硬度的测定是在洛氏硬度试验机上进行的,洛氏硬度用符号HR表示。为使同一硬度计能测试不同硬度范围的材料,可采用不同的压头和试验力。按压头和试验力不同分,洛氏硬度的标尺有九种,
4、但常用的是HRA、HRB、HRC三种,其中HRC应用最广范。(2 2)洛氏硬度)洛氏硬度洛氏硬度与布氏硬度试验原理不同,两者不能相互比较。小提示小提示洛氏硬度试验原理示意图洛氏硬度试验原理示意图3 3韧性及疲劳韧性及疲劳韧性是指金属在断裂前吸收变形能量的能力,它表示了金属材料抗冲击的能力。韧性的判据是通过冲击试验确定的。常用的方法是摆锤式一次冲击试验法,它是在专门的摆锤试验机上进行的。试验时首先将材料按规定将被测材料制作成标准冲击试样,后将试样缺口背向摆锤冲击方向放在试验机支座上,摆锤举至h1高度,然后使摆锤自由落下;摆锤冲断试样后,摆锤升至h2摆锤冲断试样所消耗的能量,即试样在冲击力一次作用
5、下折断时所吸收的功,称为冲击吸收功,用符号AK表示。(1 1)韧性)韧性摆锤式冲击试验原理示意图摆锤式冲击试验原理示意图(2 2)疲劳强度)疲劳强度许多零件如轴、齿轮、弹簧等是在交变应力作用下工作的。在循环应力作用下,零件在一处或几处产生局部永久性累积损伤,经一定循环次数后产生裂纹,然后在循环不应力作用下疲劳裂纹不断扩展,最后突然断裂的过程,称为疲劳或疲劳断裂。试验证明,金属材料能承受的交变应力与断裂前应力循环基数N有关。疲劳曲线示意图疲劳曲线示意图疲劳示意图疲劳示意图普通碳素结构钢普通碳素结构钢对生产过程中控制质量无特殊规定的一般用途的碳钢。碳素结构钢牌号由Q、屈服点数值级和脱氧方法四部分按
6、顺序组成。铸钢铸钢铸钢碳的质量分数为0.150.6,碳的质量分数过高则塑性差,易产生裂纹等缺陷,主要用来制作形状复杂、难以进行锻造或切削加工成形,且要求较高强度和韧性的零件。优质碳素结构钢优质碳素结构钢这类钢有害杂质元素磷、硫受到严格限制,非金属夹杂物含量较少,塑性和韧性较好。优质碳素结构钢的牌号用两位数字表示,其两位数字表示钢中平均碳的质量分数的万分之几。易切削结构钢易切削结构钢在碳钢的基础上加入一种或几种合金元素,使其具有易切削性能,以适应切削加工自动化、高速化和精密化的需要。1 1铁基金属材料铁基金属材料(1 1)非合金钢)非合金钢低合金结构钢低合金结构钢低合金结构钢是在低碳钢的基础上加
7、入少量合金元素而得到的钢。牌号表示方法与普通碳素结构钢相同。合金渗碳钢合金渗碳钢适用于渗碳、淬火和低温回火的热处理方式的合金结构钢为合金渗碳钢。合金弹簧钢合金弹簧钢适合于做弹簧的合金结构钢称为合金弹簧钢。弹簧钢应具有高弹性极限和疲劳强度,以及足够的韧性。合金结构钢合金结构钢在碳素结构钢的基础上加入合金元素而得到的钢为合金结构钢。牌号表示依次为两位数字、元素符号和数字。字。合金调质钢合金调质钢合金调质钢是在中碳钢的基础上加入一些合金元素,经调质处理后使用的钢。滚动轴承钢滚动轴承钢轴承钢碳的质量分数为0.951.15,加入0.41.65的Cr。此类钢的预备热处理为球化退火。(2 2)合金钢)合金钢
8、合金工具钢是在碳素工具钢的基础上加入合金元素制成的。合金工具钢常用来制造各种量具、模具和切削刀具,也可对应地分为量具钢、模具钢和刃具钢,其化学成分、性能和组织结构也不同。(3 3)合金工具钢)合金工具钢特殊性能钢是指具有某些特殊的物理、化学、力学性能,因而能在特殊的环境、工作条件下使用的钢。在腐蚀介质中具有耐腐蚀性能的钢称为不锈钢。耐热钢是指在高温下不发生氧化并具有较高强度的钢。(4 4)特殊性能钢)特殊性能钢白口铸铁白口铸铁碳在铁中以渗碳体形式存在,断口呈亮白色,称白口铸铁。主要用作炼钢原料。碳在铸铁组织中以片状石墨形式存在,断口呈灰色。它的性能是软而脆但具有良好的铸造性、耐磨性、减振性和切
9、削加工性。碳在铸铁组织中以团絮状石墨形式存在,它是由一定成分的白口铸铁经过较长的高温退火而得的铸铁。可锻铸铁并不可锻造。碳在铸铁组织中以球状石墨形式存在。球墨铸铁是将铁液经过球化处理和孕育处理而得到的,球化处理是在浇注前向一定成分的铁水中加一定数量的球化剂和孕育剂,使石墨呈球状。(5 5)铸铁)铸铁灰铸铁灰铸铁可锻铸铁可锻铸铁球墨铸铁球墨铸铁在灰铸铁或球墨铸铁中加入一定量的合金元素,可使铸铁具有某些特殊性能,这种铸铁称为合金铸铁。合金铸铁合金铸铁纯铝显著的特点是密度小,导电、导热性优良,强度、硬度低,塑性好,有良好的耐蚀性。故纯铝主要用作导电、导热材料或耐蚀零件。变形铝合金具有较高的强度和良好
10、的塑性,可通过压力加工制成各种半成品,也可以焊接。铸造铝合金可分为Al-Si系、Al-Cu系、Al-Mg系和Al-Zn系四类。黄铜黄铜以铜和锌为主组成的合金称为黄铜。黄铜的强度、硬度和塑性先随锌的质量分数增加而升高,锌的质量分数为3032时,塑性达到最大值,锌的质量分数为45时强度最高。青铜青铜含锡元素的称为锡青铜,不含锡元素的称为无锡青铜;按加工方法,分为压力加工青铜和铸造青铜。2 2非铁基金属材料非铁基金属材料(1 1)铝及其合金)铝及其合金(2 2)铜及其合金)铜及其合金(3 3)轴承合金)轴承合金在滑动轴承中用于制造轴瓦或内衬的合金称为轴承合金。滑动轴承具有承压面积大、工作平稳、无噪声
11、以及修理、更换方便等优点。分类方法依据合金中含量多的元素分类,主要有锡基、铅基和铝基轴承合金等。情境二:钢的热处理了解各种热处理法。了解各种热处理法。掌握常用热处理方法在生产中的应用。掌握常用热处理方法在生产中的应用。本节本节导向导向(1 1)珠光体转变)珠光体转变(550727)共析钢在此温度范围内等温转变成珠光体,用符号“P”表示。强度较高,硬度适中,有一定的塑性。(2 2)贝氏体转变)贝氏体转变 (230550)在此温度范围内,转变温度较低,形成的组织统称为贝氏体。(3 3)马氏体转变)马氏体转变(230以下以下)当钢从奥氏体区急冷到230以下时,奥氏体转变为马氏体,符号用“M”表示。钢
12、加热的目的是获得奥氏体。奥氏体的转变过程要经过奥氏体的形成、长大渗碳体的溶解和奥氏体的均匀化三个阶段。2 2.钢冷却时的钢冷却时的组织转变组织转变1 1.钢加热时的组织转变钢加热时的组织转变(1 1)完全退火)完全退火将钢加热到Ac3以上3050保温一段时间,然后随炉冷却到500以下出炉空冷的方法。其主要用于亚共析钢铸锻件的热处理。(2 2)球化退火)球化退火将钢加热到Ac1以上2030保温足够时间,随炉缓冷或用等温冷却方式冷却,将渗碳体球化的退火方式。其主要用于共析钢和过共析钢。(3 3)去应力退火)去应力退火将钢加热到500650保温后随炉缓冷至200300出炉空冷的退火方法。主要用于消除
13、铸件、焊件及切削加工件的应力。1 1.退火退火正火是将钢加热到组织转变为奥氏体的临界温度以上3050保温后,从炉中取出在空气中冷却的热处理方法。正火和退火的明显区别是正火冷却速度较快。正火工艺较退火生产周期短,因此生产率高。对于力学性能要求不高的中碳钢零件常采用正火作为最终热处理。2 2.正火正火淬火是将钢加热到某一温度,保温一定时间,以大于临界冷却速度的冷速在水、盐水或油中冷却,获得马氏体或贝氏体的热处理工艺。淬火是钢最经济、最有效的强化手段之一。淬火的目的一般是获得马氏体,以提高钢的力学性能。3 3.淬火淬火(1 1)低温回火)低温回火(150150250250)(3 3)高温回火)高温回
14、火(500500650650)(2 2)中温回火)中温回火(350350550550)其目的是获得高硬度、高的耐磨性和一定韧性,回火后的硬度为5 564HRC。回火后的性能为具有较高的弹性,具有一定的韧性和硬度。主要应用于各种弹簧和某些模具。回火后硬度为3550HRC。关键词语回火后的性能为具有强度、硬度、塑性和韧性都较好的综合力学性能。通常将淬火与高温回火相结合的热处理称为调质处理。回火后的硬度为200350HRC。关键词语4.4.回火回火(1 1)分解)分解由化学介质分解出能够渗入工件表面的活性原子。(2 2)吸收)吸收活性原子有钢的表面进入铁的晶格中形成固溶体,甚至可能形成化合物。(3
15、3)扩散)扩散渗入的活性原子有表面向内部扩散,形成一定厚度的扩散层。表面淬火是将钢的表层快速加热至淬火温度后,快速冷却的一种局部淬火工艺。常用的为火焰加热和感应加热。6 6.表面化学表面化学热处理热处理5 5.表面淬火表面淬火情境三:其他常见的汽车材料了解高分子材料的分类及特点。了解高分子材料的分类及特点。掌握塑料、橡胶的特点及分类。掌握塑料、橡胶的特点及分类。了解陶瓷与复合材料的特点。了解陶瓷与复合材料的特点。掌握陶瓷材料及复合材料在汽车中的应用。掌握陶瓷材料及复合材料在汽车中的应用。本节本节导向导向(1 1)相对分子质量巨大)相对分子质量巨大各种有机化合物都有其确定的相对分子质量,一般有机
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