典型汽车零件金属材料的选择.ppt

第七章 型汽车零件金属材料的选用
本章概述
第一节 零件选材原则
第二节 汽车零件选材与工艺
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本章概述
在汽车工作过程中零件最终都要失效,失效是指零件由于某种原因,导致其尺寸、形状或材料的组织与性能发生变化而不能圆满地完成指定的功能。零件失效可以分为崎变失效、断裂失效、磨损失效及腐蚀失效几类。对于特定的机械零件,依据不同的失效形式(例如弹性失稳引起的失效、过量塑性变形引起的失效、快速断裂引起的失效等),在进行比较深入的分析后,确定材料及加工工艺。
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第一节 零件选材原则
汽车零件材料选择的一般原则主要包括以下几个方面。

使用性能主要指零件在使用状态下应具有的力学性能、物理性能和化学性能。对机器零件和工程构件而言主要是机械性能,而对一些特殊条件下工作的零件,则必须根据要求考虑到材料的物理、化学性能。
根据使用性能零件选择的步骤如下:
.对零件工作条件和失效形式全面分析,确定零件对使用性能的要求;
.根据零件的几何形状、尺寸及工作中所承受的载荷,计算出零件中的应力分布;
.由工作应力、使用寿命、安全性等,确定要求性能的具体数值;
.利用材料手册根据使用性能选材。
表7-1所示为常用零件的工作条件和失效形式。
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第一节 零件选材原则

工艺性能表示材料加工的难易程度,材料的工艺性能应满足生产工艺的要求。加工工艺不仅影响零件的成形,还大大影响其最终性能。
金属材料加工的工艺路线复杂,变化多。
(1)金属材料的一般加工过程(图7-1)
金属材料的工艺性能金属材料的工艺性能见表7 -2.
金属材料的典型工艺路线金属材料根据不同的性能,其工艺路线也不同,主要典型路线有以下几种。
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第一节 零件选材原则

必须考虑材料的价格、零件的总成本与国家的资源等,采用便宜的材料,把总成本降至最低,取得最大的经济效益,使产品在市场上具有最强的竞争力。
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第二节 汽车零件选材与工艺
一、汽车零件用材现状与趋势

发动机和传动系统零件这两部分包括的零件很多,其中有大量的齿轮和各种轴,同时还有在高温下工作的零件(进/排气阀、活塞等),它们的用材都比较重要,目前一般都是根据使用经验来选材。对于不同类型的汽车和不同的生产厂,发动机和传动系统的选材是不相同的。应该根据零件的具体工作条件及实际的失效方式,通过大量的计算和试验选出合适的材料。

随着能源和原材料供应的日趋短缺,人们对汽车节能降耗的要求越来越高,而减轻自重可提高汽车的重量利用系数,减少材料消耗和燃油消耗,这在资源、能源的节约和经济价值方面具有非常重要的意义。
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第二节 汽车零件选材与工艺
二、汽车零件所选用的金属材料
、缸盖和缸套
缸体常用的材料有灰铸铁和铝合金两种。缸盖应用导热性好、高温机械强度高、能承受反复热应力、铸造性能良好的材料来制造。目前使用的缸盖材料有两种:一是灰铸铁或合金铸铁,另一种是铝合金。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。
、活塞销和活塞环
活塞材料一般用20钢或20Cr, 20CrMnTi等低碳合金钢。活塞销外表面应进行渗碳或碳氮共渗处理,以满足外表面硬而耐磨,材料内部韧而耐冲击的要求。
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第二节 汽车零件选材与工艺

气门材料应选用耐热、耐蚀、耐磨的材料。进气门一般可用40Cr, 35CrMo, 38CrSi,42 Mn2 V等合金钢制造,而排气门则要求用高铬耐热钢制造,采用4Cr10Si2Mo。

连杆材料一般采用45钢、40Cr或者40MnB等调质钢。

中、小型汽车的半轴一般用45钢、40Cr,而重型汽车用40MnB, 40CrNi或40CrMnMo等淬透性较高的合金制造。

汽车的重要齿轮都用渗碳、淬火进行强化处理,因此这类齿轮一般都用合金渗碳钢20Cr或20CrMnTi等制造,特别是后者在我国汽车齿轮生产中应用最广。
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第二节 汽车零件选材与工艺

钢板有08, 20, 25和16Mn等。热轧钢板主要用来制造一些承受一定载荷的结构件,如保险杠、刹车盘、纵梁等。冷轧钢板主要用来制造一些形状复杂,受力不大的机械外壳、驾驶室、轿车的车身等覆盖零件。

汽车板簧一般选用65Mn, 60Si2Mn钢制造。重型载重汽车大截面板簧用SSSiMnMoV,55 SiMnMoVNb钢制造。
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第二