单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,汽 车 材 料,汽 车 材 料,1,汽车材料,汽车材料概论,材料的性能,发动机主要零件的材料,底盘主要零件的材料,车身材料,汽车材料汽车材料概论,2,一 汽车材料概论,汽车材料的分类,汽车材料的应用情况,3 材料专业知识在汽车研发和生产中的作用,一 汽车材料概论汽车材料的分类,3,1 汽车材料的分类,1.1 汽车用金属材料,1.2 汽车用非金属材料,1 汽车材料的分类1.1 汽车用金属材料,4,1.1 汽车用金属材料,黑色金属材料：,钢材钢板、钢带、型钢、钢管、钢丝,铸钢铸造碳钢、铸造合金钢,铸铁灰口铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁,2）有色金属材料：,铝合金铸造铝合金、压力加工铝合金、铝基复合材料,铜合金紫铜、黄铜、青铜,镁合金,轴承合金铝基、铜基、铅基、锡基,钛合金,1.1 汽车用金属材料黑色金属材料：,5,1.2 汽车用非金属材料,1)塑料热塑性塑料、热固性塑料、塑料基复合材料,2）橡胶天然橡胶、合成橡胶,3）玻璃,4）陶瓷结构用陶瓷、功能性陶瓷,5）织物、皮革,6）木材,7）涂料油漆、防石击涂料、隔音防震涂料,8）油料燃油、润滑油、冷却液、制动液,1.2 汽车用非金属材料 1)塑料热塑性塑料、热,6,1.3 材料标准介绍,1.3.1 钢材标准,1)中国国家标准GB采用化学元素符号、元素含量和汉语拼音字母表示优质碳素结构钢和合金钢的钢号。其中碳元素（C）含量以万分之一为单位，合金元素以百分之一为单位，修约为整数。汉语拼音字母表示脱氧方法、用途等,如F沸腾钢，L汽车梁用钢，CL汽车车轮用钢，Y易切削钢，ML铆螺钢。排列顺序为数字（碳含量）-元素符号-该元素含量（“1”省略）-汉语拼音字母（只在必要时才标注）。举例说明：08F、18CrMnTi、16MnL、60Si2Mn,普通碳素结构钢用拼音字母Q+数字+质量等级+脱氧方法表示。Q为“屈服强度”汉语拼音的头一个字母，数字为屈服强度的最低值（以MPa为单位），质量等级分为A、B、C、D。如Q235-A等。,耐热和工具钢钢号表示方法基本与以上相同，只是碳含量以千分之一为单位。如5Cr21Mn9Ni4N。,1.3 材料标准介绍1.3.1 钢材标准,7,2 汽车材料的应用情况,2.1 汽车的金属材料消耗量,金属材料在汽车上应用的现状,2.2 乘用车材料构成比的实例,汽车材料现状及其发展,2 汽车材料的应用情况,8,2.1 汽车的金属材料消耗量,表4 几种国产汽车的金属材料消耗量 kg/辆,车 型,CA7220,普 桑,CA1046L2,CA1091,STEYR1291,钢 材,1011.4,(90.34%),725.0,(77.96%),1749.4,(86.04%),3620.0,(74.97%),10012.1,(77.75%),铸铁和铸钢,59.6,(5.32%),129.0,(13.87%),242.5,(11.93%),1159.0,(24.00%),2799.0,(21.74%),有色金属,48.6,(4.34%),76.0,(8.17%),41.3,(2.03%),49.0,(1.03%),65.5,(0.51%),2.1 汽车的金属材料消耗量表4 几种国产汽车的,9,金属材料在汽车上应用的现状,从表4可见:,金属材料仍然是汽车上使用最多的材料,尤其钢材占了最大的份额,这种状况在近期不会发生根本性变化。,乘用车上有色合金的应用比例较高，这是因为对于乘用车来说，轻量化的要求更高。,对于载货车来说，随着吨位的加大，钢铁材料的用量和应用比例都提高，有色合金的应用减少，这是因为大吨位车对强度性能更为重视。,金属材料在汽车上应用的现状从表4可见:,10,二 材料的性能,金属材料的力学性能,金属材料的磨损性能,金属材料的硬度,钢材的工艺性能,非金属材料的性能,二 材料的性能金属材料的力学性能,11,1 金属材料的力学性能,1.1 拉伸性能,1.2 冲击性能,1.3 断裂韧度,1.4 疲劳性能,1 金属材料的力学性能1.1 拉伸性能,12,1.1 拉伸性能,抗拉强度 R,m,(,b,),屈服强度 R,eH,或R,eL,(,s,),断后伸长率 A(),断面收缩率 Z(),弹性模量 E,塑性应变比 r,应变硬化指数 n,1.1 拉伸性能抗拉强度 Rm(b),13,1.1.1 低碳钢的应力-应变曲线,o-c：弹性变形阶段,c-d：屈服阶段,d-b：形变强化阶段,b-k：颈缩至断裂,1.1.1 低碳钢的应力-应变曲线o-c：弹性变形阶段,14,汽车燃油、润滑油合理选用,发动机燃油的合理选用,发动机润滑油的合理选用,汽车齿轮油的合理选用,汽车润滑脂的合理选用,汽车燃油、润滑油合理选用 发动机燃油的合理选用,15,6 汽车燃油、润滑油合理选用,燃料燃烧释放出的能量有2025被零部件间的摩擦所消耗，试验研究表明，当减少总摩擦损失的17%21%时，可以提高整机经济性3%7%。,要提高燃油经济性，必须保证燃油能充分燃烧，提高燃烧热效率。这一方面要求燃油具有良好的挥发性，同时还能适应高压缩比的工作要求,另外燃油在贮存、运输过程中，容易发生氧化反应，生成胶状物质，致使发动机动力性和经济性下降。,6 汽车燃油、润滑油合理选用 燃料燃烧释放,16,第一节 发动机燃油的合理选用,一、车用汽油的选用,(一)车用汽油的性能指标,汽油的抗爆性。,汽油蒸发性。,热值。,氧化安定性。,腐蚀性。,汽油清净性。,汽油的化学组分。,第一节 发动机燃油的合理选用一、车用汽油的选用(一)车用,17,(二)车用汽油的国家标准,我国现行的汽油产品标准为GB 17930-2006车用汽油。,目前，国外的车用汽油具有以下一些发展趋势：尽可能低的苯含量，较低的蒸气压，尽可能低的硫含量，较少的芳烃，较少的烯烃，较低的终馏点，添加含氧化合物，足够量的汽油清净剂。,(二)车用汽油的国家标准 我国现行的汽油产品,18,(三)车用汽油的合理使用,根据汽车使用说明书的要求选择。,抗爆性选择。,蒸发性选择。,根据使用条件选择。,根据使用时间调整汽油牌号。,长期贮存的汽油，必要时可以用高辛烷值汽油掺合使用。,汽车使用者应重视汽油的质量。,(三)车用汽油的合理使用 根据汽车使用说明书的要求选择。,19,二、车用柴油的选用,(一)车用柴油的性能指标,对柴油使用性能影响最大的是柴油的低温流动性和燃烧性。,1.柴油的低温流动性,凝点：凝点表示柴油遇冷及开始凝固而失去流动性的最高温度。车用柴油的牌号是以凝点来区分的，它意味着该柴油可以在什么样的气温下使用。,粘度：柴油的粘度决定了柴油的流动性。,二、车用柴油的选用,20,2.柴油的燃烧性,柴油的蒸发性：蒸发性对可燃混合气的形成与燃烧有一定的影响，常由燃料的蒸馏试验决定,柴油的发火性：发火性是指柴油的自燃能力。柴油的发火性可用“十六烷值”表示。“十六烷值”愈高，柴油的发火性愈好。汽车柴油机所用柴油的十六烷值不应低于4045。,腐蚀性：车用柴油的腐蚀性用硫含量、酸度、钢片腐蚀等级等指标表示。,安定性：柴油的安定性用实际胶质和10蒸余物残炭等控制。,灰分：灰分指燃料燃烧后的残余矿物质数量。,水分,2.柴油的燃烧性 柴油的蒸发性：蒸发性对可燃混合气的形成与燃,21,(二)车用柴油的国家标准,目前我国现有的柴油标准有GB 252-2000轻柴油强制性国家标准和GB/T 19147-2003车用柴油推荐性国家标准。GB 252-2000轻柴油的实施时间为2002年1月1日，GB/T 19147-2003车用柴油的实施时间为2003年10月1日。,我国柴油存在的主要问题是质量问题，硫含量较高、十六烷值偏低、安定性和低温流动性较差，需要通过不同程度的加氢工艺来解决，如：加氢精制、加氢裂化、加氢脱芳、加氢改质、加氢异构等。,(二)车用柴油的国家标准 目前我国现有的柴油标,22,(三)车用柴油的合理使用,级别选择:柴油的级别选择应根据柴油机的工作特性进行,级别选择主要是含硫量的选择。柴油中含硫量高，腐蚀增加，沉积物也增多，润滑油容易变质，使得零件早期磨损。因此，使用高含硫柴油，必须使用相应的润滑油，如ECD级柴油机油。,牌号选择:柴油的牌号选择主要考虑柴油机的使用环境。一般要求所选柴油的凝点必须比环境温度低5以上。,(三)车用柴油的合理使用 级别选择:柴油的级别选择应根据柴,23,第二节 发动机润滑油的合理选用,汽车润滑油主要包括发动机润滑油（发动机机油）、汽车齿轮油和汽车用润滑脂等。,使用润滑油的主要目的是降低摩擦、减缓磨损，以保证发动机有效和长期地工作。其次是将燃料燃烧和摩擦产生的热量带走，以起到冷却作用，使发动机不会过热，保证正常工作。此外，润滑油还有密封、清洗、减振、防锈等作用。,第二节 发动机润滑油的合理选用 汽车润滑油主要,24,一、发动机润滑油的性能指标,粘度。,粘温性能。,腐蚀性。,清净分散性。,倾点和凝点。,酸值。,闪点。,灰分。,残炭。,水分和机械杂质。,抗氧化安定性。,一、发动机润滑油的性能指标粘度。闪点。,25,二、发动机润滑油的分类,发动机润滑油按用途主要分为汽油机润滑油、柴油机润滑油和两冲程汽油机润滑油三大类。,我国发动机润滑油的质量等级采用美国石油学会(API)的使用条件分类法和美国汽车工程师学会(SAE)的粘度分类法。,根据国标GB/T11121-2006汽油机油和GB/T11122-2006柴油机油，发动机润滑油根据其特性、使用场合和使用对象分为：,汽油机润滑油：SE、SF、SG、SH、GF-1、SJ、GF-2、SL、GF-3；,柴油机润滑油：CC、CD、CF、CF-4、CH-4、CI-4；,二冲程发动机润滑油：RA、RB、RC、RD。,各类润滑油中，后一级比前一级好。,二、发动机润滑油的分类 发动机润滑油按用途主要,26,我国内燃机润滑油粘度等级等效采用SAE J300 APR84标准。该标准将冬季用润滑油按-30、-25、-20、-15、-10、-5时的最高动力粘度、边界泵送温度和最高倾点三项低温性能指标分为0W、5W、10W、15W、20W及25W等六个等级（W表示冬用），其低温粘度、边界泵送温度和最高倾点一级比一级高。按100时的运动粘度把春秋和夏季用润滑油分为20、30、40、50四个等级，其粘度也依次递增。,如果一种内燃机润滑油的低温性能各项指标和100运动粘度仅满足冬用润滑油或夏用润滑油粘度分级之一者，称为单级油；如果一种润滑油，它的低温性能各项指标和100运动粘度能同时满足冬夏两种粘度分级要求的，称为多级油。如5W/20。,我国内燃机润滑油粘度等级等效采用SAE J3,27,粘度太大，流动性不好，起动时输送机油慢，油压虽高，但流量小，而使冷起动困难，机件容易出现干摩擦或半液体摩擦；机件摩擦表面间的摩擦力增大；机油的循环速度变慢，使冷却散热作用的效果变差；残炭含量较多，酸值和凝点较高，热氧化安定性和粘温性能较差。,机油粘度太低，油膜容易被破坏，不易形成足够厚的油膜；密封作用差。,粘度太大，流动性不好，起动时输送机油慢，油压,28,三、发动机润滑油的选择及使用,（一）汽油机润滑油的选用,汽油机润滑油的选择主要依据发动机的结构特点、使用条件、气候条件等选择润滑油的质量等级和粘度级别。根据发动机的结构性能和使用条件选择相应的润滑油质量等级，再根据使用地区的气温选择润滑油粘度级别。,有汽车使用说明书的用户，依据说明书要求选取，无使用说明书时，汽油车可以按照发动机设计年代、发动机的压缩比、曲轴箱是否安装正压通风装置（PCV）、是否安装废气循环装置（EGR）和催化转化器等因素选取润滑油。,三、发动机润滑油的选择及使用（一）汽油机润滑油的选用,29,表6-10 我国常用汽油机汽车选用润滑油的等级,车 型,润滑油质量等级,EQ1090,492QC为动力的各类汽车,SC,CA1091和东风改型汽油车,SD,夏利、大发、昌河、拉达,SE,一汽奥迪、捷达、红旗、小解放、CA6440轻客、上海桑塔纳、北京