汽车车身材料

汽车车身材料•第一节金属材料性能一.性能的分类1.使用性能反映金属材料在使用过程中所表现的特性,如机械性能、物理性能和其他特性。他决定者金属材料的应用范围、安全可靠性和零件的使用寿命。2.工艺性能反映金属材料在加工制造过程中所表现出来的特性，如冲压性能、焊接性能、切削性能热处理性能等，他决定零件加工制造的难易程度。了解材料性能的目的是维修中正确合理的选择和使用材料，达到提高维修质量、降低加工成本二.机械性能金属材料在外力作用下所表现出来的承载性能。1.强度强度是金属材料在外力作用下抵抗变形的能力，金属材料的强度越大，表明承受的外力越大。（1）抗拉强度抵抗拉力作用而不致断裂的能力。测量抗拉强度一般采用拉伸试验。•2.塑性塑性是指金属在外力作用下产生永久性变形而不破坏的能力。例如：汽车驾驶室的外壳，表面覆盖件油箱等都是冷冲压成型的。冲压要求材料必须具有很好的塑性，否则材料在冲压时会开裂。3.冲击韧性材料抗击冲击载荷的能力叫冲击韧性。例如：汽车悬挂机构，汽车起步、制动时会受到很大冲击；发动机活塞、连杆、活塞销做功时冲击很大。•4.硬度金属材料抗击比他更硬的物体压入表面的能力，也可以说是材料抗击局部变形的能力。测量方法主要有压入法、划痕法。5.疲劳强度许多汽车零件在往复交变的力作用下工作，如传动轴、连杆、弹簧等。在往复交变的力作用下，使金属材料在远低于金属的屈服强度即发生断裂。•三.金属的工艺性能各种冷热加工对材料性能的要求。如冲压性能、焊接性能、铸造性能、切削性能、热处理性能等。1.金属材料冲压性能金属在冷或热的状态时，在压力作用下，进行塑性变形的能力。常用塑性和变形抗力来衡量，塑性越大则变形抗力越小，其压力加工性能越好。2.焊接性能金属材料对焊接加工的适应性。金属材料焊接性能越好，则说明金属材料易于用一般焊接方法与工艺焊接，而且焊接时不易出现裂纹、气孔、夹渣等缺陷，其接头强度可与木材相近。第二节钢及热处理•一钢碳素钢：碳的质量分数在0.0218%-2.11%范围内的铁碳合金。碳的质量分数大于2.11%的铁碳合金成为铸铁。碳的质量分数小于0.0218%的铁碳合金称为工业纯铁。1.钢的分类碳素钢低碳钢中碳钢高碳钢0.25%0.25%-0.6%0.6%按化学成分分类合金钢低合金钢中合金钢高合金钢5%0.5%-10%0.6二.钢的热处理•钢的热处理：将钢在固态下加热到一定温度，进行必要的保温，然后以不同的速度冷却下来，从而改变钢内部组织，获得所需要的性能的一种工艺。•金属材料经过不同的热处理可以获得不同的金属性能。热处理可按如下分类热处理普通热处理表面热处理表面淬火化学热处理1.退火•将钢件加热到一定温度后保温一定时间，随之缓慢冷却下来的一种工艺操作。•目的在于：降低刚的硬度，提高钢的塑性，改善加工性能，细化晶粒，改善组织，消除应力，为以后热处理做准备。•退火的方法：完全退火、球化退火和去应力退火。去应力退火将钢加热到500-650℃，保温后随炉缓慢冷却至200-300℃出炉空冷。其目的是在加热状态下消除内应力。也称低温回火。2.正火•将钢加热到转变温度以上30-50℃，经保温一定时间后在空气中冷却的一种操作方法。•低碳钢正火可以细化晶粒，均匀组织，改善切削加工性能。•中碳钢正火可以提高强度和硬度。3.淬火•将钢加热到临界温度以上30-50℃，经保温一定时间后在水或盐水或油中快速冷却，以获得高硬度组织的一种热处理工艺。•淬火的关键是冷却，冷却效果直接决定钢淬火的组织和性能。4.回火•把淬火后的钢重新加热到某一温度，保温一段时间后置于空气或水中冷却的工艺。•目的在于：降低淬火钢的脆性，消除或减少内应力，提高综合机械性能，稳定工作尺寸。5.表面热处理表面热处理包括表面淬火、渗碳等。其目的是提高表面耐磨性和抗疲劳强度，同时内部仍有足够的屈服强度和韧性。渗碳是向低碳钢表面层渗入碳原子，使工件表面的碳质量分数达到0.7%-1.05%渗碳后进行热处理以提高硬度和耐磨度。1.车身常用金属材料车身上常用的金属材料有钢材、轻金属、其它有色金属。1.1车身用钢材（1）热轧钢板：800°C以上状态轧制，主要用于车身较厚件如车架和梁。（2）冷轧钢板：将热轧钢板酸洗后，在常温状态由轧机轧制。加工性好，表面美观，用于车身构件。（3）优质碳素结构钢：硫、磷含量控制在0.04以下，强度、硬度低，塑性与韧性好，冷塑性、变形性和焊接性好，适合车身构件冲压成型。汽车车身常用材料（4）低合金高强度钢为汽车车身轻量化开拓新途径①高强度低合金钢（HLSA）0.25％0.60%在低碳钢中加入磷来提高钢的强度，具有低碳钢类似的加工特性，提高抗拉强度。②高抗拉强度钢（HHS）增加了硅、锰和碳，提高了抗拉强度。用来制造与悬架装置有关的构件和车身。HLSA和HHS适合采用气体保护焊接，不能采用氧乙炔焊接法来焊接。（5）绝缘钢板主要用于车身乘客室周围构件的加工与成型，用以隔绝来自外部的振动、噪声、温度等对乘客的影响。（6）表面处理钢板加入锌、铝、锡等金属或Zn-Gr、Zn-Mg、Zn-Al等合金。都用在汽车上易发生腐蚀的部位。如车门槛、车轮护罩、车身下护围等。（7）不锈钢不锈钢主要由铁、铬及含量不同的碳元素合金组成。强度质量比高及非凡的抗腐蚀能力，决定它被广泛用于机械加工及冷成形车身零件。如车身、车轮、防盗组。•2.轻金属及合金在汽车上应用铝合金通过热处理，使抗拉强度、硬度和耐腐蚀能力都很大提高，并且可塑性好。耐腐蚀、而且外观好。直接用于车内、外装饰件。•3.非金属材料(1)塑料特征：质量轻、比强度高；耐腐蚀性好；优质的绝缘性；成型性好。分类:热固性塑料；热塑性塑料塑料在车身应用:轻量化、低成本；（2）橡胶特征：耐热性；耐侯性；耐油性；缓冲、吸震性；电气绝缘性；耐磨和耐弯折性。应用：多用于减震和密封，如油封、O型圈、隔膜、密封条、防尘套、橡胶垫等。最大缺点：易老化。（3）汽车玻璃①钢化玻璃通过淬火使一般硅酸盐玻璃变得坚固。一般采用急冷“风淬”处理。②夹层玻璃利用透明粘结材料将两片活动多片玻璃粘结在一起。应用：轿车、载货车和客车的前风窗、侧风窗和后风窗。特殊用途玻璃有机玻璃（4）复合材料由两种或多种性质的原材料，可以是金属与金属，也可金属与非金属和非金属与非金属，通过适当的工艺方法组成新的固体材料。特点：比强度高、比模量大；化学稳定性好；耐高温性好；成型工艺简单。应用：仪表板；门护板、顶盖、内护板、地毯、座椅及行李架护板等。问题：汽车在阳光下晒，驾驶室内很热。复合材料是未来汽车内饰材料的主要发展方向。