汽车用材在线视频

同学们好

今天我们开始学习

工程材料的第十章

工程材料的应用

工程材料在工程

和各种工业产品及装备中

有大量的应用

我们在这里主要介绍

工程材料在汽车 机床

仪器仪表 热能设备 化工设备

航空航天器件中的应用

那么课程主要集中介绍

在汽车 热能设备

和航空器件中的应用

其他部分请同学们自学

我们先学习第十章第一节

汽车用材

汽车是我们熟悉的工业产品

汽车根据其用途

可以分为乘用车 工程运输车

工程车辆和专用车辆

不论哪一种汽车车辆

它都包含以下四大部分

第一发动机

它主要提供动力

第二底盘

它包括传动系 行驶系

转向系 制动系等

第三部分车身 包括驾驶室

货箱等等

第四部分电器设备

包括电源 起动 点火 照明

信号 控制等等部分

我们看这一张图

它是汽车发动机和

传动系的示意图

在前面这一部分

为它的发动机部分

中间有齿轮箱 变速器

然后通过中轴传到后面

进行传动

我们先介绍第一部分

汽车发动机零件用材

这是汽车发动机的一个照片

汽车发动机包括以下六大部分

一缸体和缸盖

缸体它的性能要求有

要有足够的强度 刚度

还要有良好的铸造性能

和切削性能

同时价格要便宜

大家看看这张图

这是汽车的缸体 它比较大

而且上面有很多复杂的

加工部位

它常用的材料有灰口铸铁

铝合金

我们再看这一张图它是缸盖

缸盖它的性能要求为导热性好

高温机械强度高

能承受反复热应力

铸造性能良好

缸盖的材料主要有灰铸铁

合金铸铁 铝合金

汽车发动机的工作原理是

由燃烧的气体产生动力

推动活塞进行运动

然后由活塞将动力传递给曲轴

由曲轴带动飞轮进行转动

我们看这个示意图

它中间包括的零件有缸套

活塞 活塞销 连杆 曲轴

然后是飞轮

第二缸套 气缸工作面

用耐磨材料制成的缸套

镶入气缸

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

我们看这是一个缸套的照片

为了提高缸套的耐磨性

还需要进行表面处理

通常采用的方法为镀铬

表面淬火

喷镀金属钼 耐磨合金等等

三 活塞 活塞销 活塞环

活塞材料要求有高的热强度

导热性好 膨胀系数小 密度小

减摩性 耐磨性 耐蚀性好

以及工艺性能好

常用的活塞材料为铝硅合金

活塞销材料要求有

高的冲击韧性

和很好的耐磨性能

常常采用20 20铬

18铬锰钛进行表面渗碳

或氰化处理

表面硬而耐磨

内部韧而耐冲击

我们再看活塞环材料

常用的活塞环材料为合金铸铁

球墨铸铁

它需要进行表面处理

镀多孔性铬

环的工作寿命

可以提到两到三倍

通过喷钼 磷化 氧化

涂合成树脂等等

可以提高它的耐磨性能

四 连杆

连杆的作用是连接活塞和曲轴

传递动力

它承受着交变的拉 压应力

弯曲应力

它主要的失效形式为疲劳断裂

和过量变形

连杆要求有高的强度

高的抗疲劳性能

同时要求有足够的刚度和韧性

连杆可用45号钢

40铬 40锰硼等调质钢来制造

五 曲轴 凸轮轴

它的工作条件为承受弯曲 扭转

剪切 拉压 冲击等交变应力

轴颈与轴承有滑动摩擦

它的失效形式为疲劳断裂

轴颈磨损

我们看这是曲轴和凸轮轴的照片

它的性能要求为高的强度

高的冲击韧性

轴颈表面要求有高的硬度

和耐磨性能

常用的材料有两类

一类为锻钢曲轴 凸轮轴

常用的材料可以用45号钢

35锰2 40铬

35铬钼钢来进行制造

另一类可以选用铸造曲轴 凸轮轴

常用的材料有球铁600-3

球铁700-2

珠光体基体的可锻铸铁450-06

珠光体基体的可锻铸铁550-04

六 气门

气门的工作条件为

承受较高的机械负荷和热负荷

排气门工作温度高达

650至850度

气门头承受着冲击力

它的失效形式有气门杆断裂

气门头变形

气门座积碳引起燃烧

气门座烧蚀等等

气门材料性能要求为耐热

耐蚀和耐磨

进气门材料可以选用40铬

35铬钼 38铬硅

42锰2钒等调质钢制造

排气门选用高铬耐热钢

来进行制造

可选用的钢种有42铬9硅2

40铬10硅2钼

下面我们学习第一节的

第二部分 汽车底盘零件用材

第一半轴

大家看这是一个半轴的照片

它的工作条件为

承受扭转力矩和反复弯曲

承受一定的冲击载荷

它的失效形式为花键齿压陷

磨损 半轴断裂

它的性能要求为

具有高的抗弯强度

抗疲劳强度和较好的韧性

汽车半轴是要求综合力学性能

较高的零件

用调质钢进行制造

对于中小型汽车半轴

一般选用45号钢 40铬来制造

对于重型汽车半轴

采用40锰硼

40铬镍

40铬锰钼等淬透性较高的

合金钢来制造

第二车身 纵梁 挡板

等冷冲压零件

在汽车零件中 冷冲压零件

种类繁多

约占总零件数的50%至60%

汽车冷冲压零件用的材料

有钢板和钢带

其中主要是钢板

包括热轧钢板和冷轧钢板

我们看这是一个车身的机构

对于车身板面材料

常常采用冷轧钢板

来进行冲压成形制造

选用的材料有08钢

20钢 25钢 Q345钢等等

我们再看这一张图

这是汽车的大梁

它承受着弯曲 扭转 冲击等载荷

它的失效形式为弯曲扭转断裂

它的性能要求为较高的强度

刚度和韧性

可选用的材料有大梁专用钢

510L

而且现在已经开发出

更高档次的钢

例如650L

甚至800L

下面我们学习第一节的

第三部分 汽车配件用材

一 汽车内饰用塑料

内饰塑料制品有座垫

仪表板 扶手 门内衬板

顶棚衬里 地毯 转向盘等等

内饰用塑料有聚氨酯

聚氯乙烯 聚丙烯 ABS塑料

二汽车配件

有以下几种

第一汽车转向盘 仪表板

加速踏板

蓄电池壳

空气滤清器 空冷风扇

风扇护罩 散热器格栅

分电器盖 灯壳等等

常选用聚丙烯来制造

二 汽油箱 挡泥板 转向盘

各种液体储罐

采用聚乙烯来进行制造

三 各种仪表外壳 灯罩

及电器零件

采用聚苯乙烯来制造

我们看这是用聚苯乙烯制造的

汽车仪表盘

四 车轮罩 保险杆垫板

手柄 百叶窗 仪表板

选用材料为ABS

五 燃油滤清器 空气滤清器

机油滤清器 水泵壳 水泵叶轮

风扇 雨刷器齿轮

速度表齿轮等

采用聚酰胺来制造

又称为尼龙

三汽车外装及结构件用

纤维增强塑料复合材料

一汽车顶棚

空气导流板 前灯壳

发动机罩 挡泥板等外装件

采用玻璃纤维和热固性

树脂复合材料

二 传动轴 悬挂弹簧

保险杆 转向节 车门

座椅骨架 发动机罩等

采用碳纤维增强塑料复合材料

四汽车轮胎

轿车轮胎以合成橡胶为主

采用丁苯橡胶 顺丁橡胶等

载重汽车车轮以天然橡胶为主

汽车的橡胶件

有各种橡胶软管

密封件 减震垫等等

下面我们学习第一节的第四部分

汽车新材料

一低密度轻质材料

主要有铝合金 镁合金 塑料

复合材料

铝合金制造发动机的进气岐管

油箱底壳 飞轮壳 齿轮室罩盖

水泵壳 机油壳等

镁合金压铸件

用于制造变速器上盖

脚踏板 真空助力器隔板

制动阀等等

第二高强度材料

采用有高强度钢

高强度不锈钢等

三 陶瓷材料

汽车发动机火花塞

采用三氧化二铝制造

绝热发动机上

采用工程陶瓷

有氧化锆 氮化硅等

采用氮化硅制造气阀头

活塞顶 气缸套

摇臂镶块 气门挺杆等等