汽车材料介绍(含润滑油、减振器油、防冻液等).pdfVIP

第三篇 　 汽 车 材 料 汽车材料主要包括两部分：用于制造汽车零件的材料和汽车运行中需要的材料。 前者主要 是金属材料，后者主要是油料和非金属材料。 第十六章 　 金 属 材 料 金属材料实际上是以一种金属元素为基体，加入其他金属元素或非金属元素而形成的具有 金属特性的材料。 大部分汽车零件是由金属材料制造的，因此，汽车的性能很大程度上决定于金 属材料的性能。 第一节　 金属的性能 一、 金属的力学性能 金属力学性能是指金属材料受到各种不同性质的载荷（或称为外力、负荷，分为拉力、压力、 转矩等）作用时，所表现出的性能。 它包括强度、塑性、硬度、韧性和抗疲劳强度等性能指标。 １ ．强度 汽车零件在使用时将受到各种外力的作用。 例如汽车吊车的钢丝绳，其承受拉力并非是无 限大，应低于某一数值，在这一数值范围内钢丝绳应有抵抗外力而不被破坏的能力。 这种金属在 载荷（外力）作用下，抵抗变形和不受损坏的能力称为强度。 按载荷的不同强度分为抗拉、抗压、抗剪、抗扭、抗弯曲等五种。 其金属内部原子阻止变形的 抗力称为内力，其数值大小和外力相等，方向相反。 材料单位面积上的内力大小称为应力。 载荷 类型不同，金属强度指标也不同。 实际中应用最广泛的是拉伸强度指标。 这是因为，其他强度指 标与拉伸强度指标有一定的关系，知道拉伸强度就可以近似地预测其他强度指标，而且测定金属 拉伸强度的方法——— 拉伸试验也最为简单。 拉伸试验是在拉伸试验机上进行的。 以普通低碳钢的拉伸试验为例，试验前，按国家标准 （GB ３９７ — １９８６）规定要求，预先将退火状态的普通低碳钢制作成一定尺寸和形状的圆形拉伸试 样，如图１６ － １ 所示。 · 107 · （a） 拉伸前 （b） 拉伸后 图１６－ １　 普通低碳钢圆形拉伸试样 试验时，将试样放到试验机上，匀速缓慢地向试样两端施加轴向静拉力，直至拉断为止。 在 整个过程中把外加载荷与试样的相应变形量画成曲线， 如图１６ － ２ 所示，这就是金属材料的拉伸图。 该曲线实 际分为五个阶段： （１） Oe——— 弹性变形阶段 这一阶段，试样变形量与载荷成正比。 这时如果卸 除载荷，试样便会恢复到试验前的原有状态，这种变形称 为弹性变形。 （２） es——— 微量塑性变形阶段 当外载荷增大超过 F 后，试样进一步变形，且外载 e 荷去除后一部分变形消失，另一部分变形不能消失，即试 样不能完全恢复到原来的形状。 这种不能恢复的变形称 图１６－ ２ 　 低碳钢的拉伸图 为塑性变形。 （３） ss′——— 屈服阶段 在此阶段，尽管外载荷不增加或增加很少，但变形量继续增大，在拉伸图上出现近似水平线， 这种现象称为屈服。 （４） s′b——— 大量塑性变形阶段 当外载荷超过 F 后，尽管外载荷增加不大，但试样变形量却很大，直至 b 点。 且 b 点的外 s 载荷Fb 为最大。 （５） bk——— 缩颈阶段 当载荷增大到 F 后，试样的某一部位的截面开始急剧减小，产生缩颈现象，其抵抗外载荷 b 的能力下降，此时即使不增加外载荷，试样仍然被拉断。 工业上使用的金属材料，有些是没有屈 服现象的。 有些脆性材料不仅没有屈服现象而且也不产生缩颈。 综上所述，金属在外载荷作用下，变形一般可分为三个阶段：弹性变形、弹塑性变形和断裂。 只有塑性材料的塑性变形有五个阶段。 由上述各阶段的应力－ 应变关系，可以得出几个力学性能的强度指标： 弹性极限 σe ——— 表示金属材料抵抗弹性变形的最大应力。 屈服极限（屈服强度）σs ——— 表示金属材料抵抗塑性变形的应力。 强度极限（抗拉强度）σ ——— 表示金属材料抵抗塑性变形不致断裂的最大应力。