第十四章汽车常用金属材料•第一节金属的性能•一、金属的机械性能•二、金属的物理、化学性能及工艺性能•第二节汽车常用碳素钢、铸钢及其热处理•一、碳素钢的基本知识•二、碳素钢在汽车中的应用•三、铸钢在汽车中的应用•四、钢的热处理•第三节汽车常用合金钢•一、合金钢的基本知识•二、合金结构钢及其在汽车中的应用•三、合金工具钢•四、特殊性能钢第四节汽车用铸铁一、灰铸铁二、可锻铸铁三、球墨铸铁四、合金铸铁第五节汽车用有色金属一、铝及铝合金二、铜及铜合金三、轴承合金第十四章汽车常用金属材料第一节金属的性能金属材料:以一种金属元素为基体，加入其它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。一、金属的机械性能•载荷：或称为外力、负荷，分为拉力、压力、扭矩等。•机械性能：是指金属材料受到各种不同性质载荷的作用，所表现出的力学性能。它包括强度、塑性、硬度、韧度和抗疲劳强度等性能指标。（一）强度•强度：金属在载荷（外力）作用下，抵抗变形和不受损坏的能力。•按载荷的不同强度分为抗拉、抗压、抗剪、抗扭、抗弯曲等五种。•内力：金属内部原子阻止变形的抗力。其数值大小和外力相等，方向相反。•应力：材料单位面积上的内力大小。•注：载荷类型不同，内力的表现形式也不同，因此金属强度指标也不同。但实际应用中最为广泛的是拉伸强度指标，其它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它强度指标，而且测定金属拉伸强度的方法——拉伸试验法也最为简单。•拉伸试验：•试验准备：试验机、符合国家标准（GB397——86）规定要求的圆形拉伸试样，如图14-1所示。•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。做出拉伸曲线图，又称为“应力——应变曲线”，如图14-2所示。••拉伸曲线图的五个阶段：•1.oe——弹性变形阶段：•2.es——微量塑性变形阶段•3.ss’——屈服阶段•4.s’b——大量塑性变形阶段•5.bk——颈缩阶段•可见，金属在外载作用下，•变形有三个阶段：弹性变形、•弹塑性变形和断裂。•注：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，可以得出几个机械性能的强度指标：•弹性极限σe——金属材料抵抗弹性变形的最大应力。•屈服极限（屈服强度）σs——金属材料抵抗塑性变形的应力。•强度极限（抗拉强度）σb——金属材料抵抗塑性变形不致断裂的最大应力。•以上三个强度指标具有重要的实际意义。例如，汽车上许多零件都不允许产生过量的塑性变形，象气缸盖螺栓，就是以屈服极限为设计依据。强度极限也是设计零件时的主要依据之一。（二）硬度：•硬度：金属表面上局部体积内抵抗塑性变形和破坏的能力。•硬度是金属材料的重要机械性能。虽然硬度与强度间没有严格的对应关系，但可以通过大量实验数据找出粗略的换算关系。而硬度试验设备简单，操作容易迅速，性能测试时又不损坏金属零部件。所以，可以通过硬度试验检验工具和零件的质量。•硬度试验广泛应用的有布氏硬度和洛氏硬度试验方法。•1.布氏硬度•试验原理：用直径为D的淬硬圆钢球以规定的载荷FＰ压入被测试材料表面，保持一定时间后，卸除载荷，测量被测材料的表面压痕直径d和压痕球面积A，计算平均压力FＰ／A的大小作为材料的布氏硬度指标，如图14-3所示。•布氏硬度试验时，钢球的直径Ｄ和载荷FＰ是根据被测试材料的种类、性质和厚度，按国家标准（GB231—84）的规定选择，试验后用专门的刻度放大镜测出压痕直径d的大小，再查布氏硬度值表即可得到布氏硬度值。布氏硬度用符号HB表示，习惯不写单位。•布氏硬度只适用于硬度较低，尺寸较大的金属材料。广泛应用于退火或调质后的钢件、灰口铸铁和有色金属等较软的材料。•由于布氏硬度是材料局部范围抵抗变形的能力，所以布氏硬度与材料的抗拉强度之间存在一定的换算关系，对一般的碳钢有如下近似关系：•当HBS＜175时，σb≈0.36HBS。•当HBS＞175时，σb≈0.35HBS。2.洛氏硬度•试验原理：洛氏硬度试验和布氏硬...
