汽车工程材料复习.docx

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汽车工程材料复习

·工程材料的定义分类：

工程材料是指具有一定性能的在特定条件下能够承担某种功能被用来制取零件和元件的材料。

·按材料的化学组成分类

（1）金属材料

（2）无机非金属材料

（3）高分子材料

（4）复合材料

1.汽车运行材料的定义？

包括哪些？

汽车运行材料是指汽车运行过程中使用的燃料，润滑材料，轮胎，冷却液，制动液等

2.汽油的主要性能指标包括？

（p1）

蒸发性，抗爆性，安定性，防腐性和清洁性等

3.我国汽油划分的标准及种类（p3）

汽油的牌号是以汽油的抗爆性（辛烷值）划分的。

牌号越大，辛烷值越高，抗爆性越好、。

目前有90,93,95,97等几个牌号。

4.汽油选用原则及使用不当造成的问题（p3）

汽油选用的原则：

汽油的选用应该根据汽车使用说明推荐的牌号，并结合汽车使用的条件，以发动机不产生爆燃为前提。

在一般情况下，发动机的压缩比是选择汽油牌号的主要依据。

压缩比越大，所选牌号越高。

在发动机不产生爆燃的前提下应尽量选择低牌号的汽油。

若辛烷值过低，就会使发动机产生爆燃；如果辛烷值过高，不仅会造成经济上的浪费，还会因为高辛烷值汽油着火慢，燃烧时间长，而使得热转换功率不充分，同时还会因排放废气温度过高而烧坏气门或排气门座。

5.柴油的主要性能指标？

（P4）

柴油的主要性能指标包括低温流动性，黏度，燃烧性能，蒸发性，防腐性和清洁性等。

5.柴油机与汽油机的主要区别？

压缩比：

柴油机压缩比比较大

点燃方式：

柴油机是压燃，汽油机是点燃

用途:

柴油机主要用于卡车以及大型客车等需要大动力的车型，而汽油机主要用于轿车等以速度为主的车型。

所用燃料：

柴油机用柴油，汽油机用汽油

6.有发展前景的汽车替代燃料主要包括：

醇类、天然气、电能、液化石油气、氢气等

7.汽车润滑材料包括哪几类？

（p12）

包括机油，车辆齿轮油，润滑脂

8.汽车轮胎的分类（p41）

轮胎的分类

按照内胎充气压力大小分为：

高压轮胎，低压轮胎，超低压轮胎。

按用途分类：

轻型乘用汽车轮胎（轿车），载重及公共汽车轮胎，矿山及工程机械用轮胎，特种车辆用轮胎。

按胎面花纹分类：

普通花纹轮胎，混合花纹轮胎，越野花纹轮胎

按轮胎组成分类：

普通有内胎轮胎，无内胎轮胎（俗称真空胎）

按轮胎帘布层结构分类：

普通斜交帘布轮胎，子午线轮胎。

9.汽车轮胎的制造过程包括哪几步？

（p48-50）

轮胎基本制造过程：

原材料加工，生胶塑炼，配料，胶料混炼，帘帆布压延，胎面压出，外胎部件制造，外胎成型，生胎定形和硫化，成品检验；内胎和垫带的压出，成型和硫化，成品检验

10.汽车轮胎标志含义（p42）185/70R1486H

　轮胎规格：

规格是轮胎几何参数与物理性能的标志数据。

轮胎规格常用一组数字表示，前一个数字表示轮胎断面宽度，后一个数字表示轮辋直径，均以英寸为单位。

中间的字母或符号有特殊含义：

“x”表示高压胎；“R”、“Z”表示子午胎；“一”表示低压胎。

　　层级：

层级是指轮胎橡胶层内帘布的公称层数，与实际帘布层数不完全一致，是轮胎强度的重要指标。

层级用中文标志，如12层级；用英文标志，如〃14P．R〃即14层极。

　　帘线材料：

有的轮胎单独标示，如“尼龙”（NYLON），一般标在层级之后；世有的轮胎厂家标注在规格之后，用汉语拼音的第一个字母表示，如9.00－20N、7.50－20G等，N表示尼龙、G表示钢丝、M表示棉线、R表示人造丝。

　　负荷及气压：

一般标示最大负荷及相应气压，负荷以“公斤”为单位，气压即轮胎胎压，单位为“千帕”。

　　轮辋规格：

表示与轮胎相配用的轮辋规格。

便于实际使用，如“标准轮辋5.00F”。

　　平衡标志：

用彩色橡胶制成标记形状，印在胎侧，表示轮胎此处最轻，组装时应正对气门嘴，以保证整个轮胎的平衡性。

　　滚动方向：

轮胎上的花纹对行驶中的排水防滑特别关键，所以花纹不对称的越野车轮胎常用箭头标志装配滚动方向，以保证设计的附着力、防滑等性能。

如果装错，则适得其反。

　　磨损极限标志：

轮胎一侧用橡胶条、块标示轮胎的磨损极限，一旦轮胎磨损达到这一标志位置应及时更换，否则会因强度不够中途爆胎。

　　生产批号：

用一组数字及字母标志，表示轮胎的制造年月及数量。

如“98N08B5820”表示1998年8月B组生产的第5820只轮胎。

生产批号用于识别轮胎的新旧程度及存放时间。

　　商标：

商标是轮胎生产厂家的标志，包括商标文字及图案，一般比较突出和醒目，易于识别。

大多与生产企业厂名相连标示。

　　其它标记：

如产品等级、生产许可证号及其它附属标志。

可作为选用时参考资料和信息。

　　轮胎标记一般都标志得比较规范，识别清楚后就可放心选购和使用了。

　　以下是一个常见的轮胎规格表示方法：

　　例：

185／70R1486H

　　185：

胎面宽（毫米）

　　70：

扁平比（胎高÷胎宽）

　　R：

子午线结构

　　14：

钢圈直径（寸）

　　86：

载重指数（表示对应的最大载荷为530公斤）

　　H：

速度代号（表示最高安全极速是210公里／小时）

1.纳米材料的定义以及性质决定因素（p225）

定义：

我国把组成相或者晶粒结构控制在100纳米以下的长度尺寸的材料称为纳米材料。

性质决定因素：

纳米材料的性质是由所组成的微粒的尺寸，相组成和界面这三个方面的相互作用来决定的

2.纳米材料的四大效应？

量子尺寸效应、小尺寸效应、表面与界面效应、宏观量子隧道效应

3.列举几种汽车功能材料

超导材料、现状记忆材料、储氢材料、非晶体合金等

1.汽车轻量化的含义

汽车轻量化不能以简单的减重多少来衡量，必须与所设计车身的尺寸

和功能相关

Ø对于已有的功能可满足要求的汽车，轻量化的设计是降低重量而保持原功能不变，其轻量化的效果是直接减重；

Ø现有功能尚不能全部满足要求或需要提升的汽车，轻量化设计是完善功能而保持质量不变；

Ø既要提高改进性能，同时也使汽车减重。

汽车轻量化设计实际上是功能改进，质量降低，结构优化和合理价

格的结合。

1.铝合金的分类及在汽车上的应用部位（p178）

根据铝合金的成分以及生产工艺特点，将铝合金分为变形铝合金分为变形铝合金和铸造铝合金两大类。

在汽车上的应用部位：

发动机气缸体，汽缸盖，汽车车轮等，有的生产商还制造出了全铝车身汽车。

2.钛合金的特点

3三大合成高分子材料（p197）

高分子材料主要包括合成树脂、合成橡胶、合成纤维三大类

4.高分子链的几何形态（p197）

高分子链的几何形态有线型结构、支链结构、和体型结构

5.热塑性和热固性塑料的定义（p198）

热塑性材料：

加热时软化，可塑造成形，冷却后则变硬。

此过程可反复进行。

热固性塑料：

初始加热时软化可塑造成型，但是固化之后再加热不再软化，也不溶于溶剂。

6.工程塑料的定义及汽车常用的种类？

工程塑料是指长期耐热温度高于100摄氏度，拉伸强度大

于50MPa，弯曲模量大于2000MPa，刚性好、蠕变小、具

有自润滑性等特性的塑料。

汽车上常用的工程塑料：

尼龙、ABS、聚碳酸酯、聚甲醛。

7.常用的工程塑料种类及代号（P199）

常用的工程材料有聚甲醛（ROM）、聚酰胺（PA）、聚碳酸酯（PC）、ABS等几种

8.列举几种常用的合成橡胶（P205）

丁苯（SBR）、顺丁（BR）、丁基（HR）、氯丁（CR）、丁腈（EBR）、聚氨酯（UR）、丙烯酸酯（AR）

·高聚物的三态变化

玻璃态分子链节或整个分子链无法产生运动，高聚物呈现如玻璃体状的固态。

例如常温下的塑料。

高弹态链节可以较自由地旋转，但整个分子链不能移动。

例如常温下的橡胶。

高弹态是高聚物所独有的罕见的一种物理形态，能产生很大形变，除去外力后能可逆恢复原状。

粘流态高聚物分子链节可以自由地旋转，整个分子链也能自由移动，从而成为能流动的粘液，比液态低分子化合物的粘度要大得多。

例如胶粘剂或涂料。

10.高聚物的重要温度点及弹、塑性

玻璃化温度由高弹态向玻璃态转变的温度，用Tg表示。

粘流化温度由高弹态向粘流态转变的温度，用Tf表示塑料与纤维:

要求Tg高，Tf低（较耐热，加工成型温度不高）

橡胶：

要求Tg低，Tf高（耐寒又耐热）

·弹性和塑性：

（1）弹性当高聚物Tg

（2）塑性当高聚物Tg>TR，高聚物处于玻璃态，用做材料时可做塑料。

11.高聚物的机械性能与影响因素

主要指标有机械强度、刚性、冲出强度。

主要影响因素有：

（1）平均相对分子质量（或平均聚合度）的增大，有利于增加分子链间的作用力，可使拉伸强度与冲击强度等有所提高。

（2）极性取代基或链间能形成氢键时，能增加分子链之间的作用力而提高其强度。

（3）适度交联有利于增加分子链之间的作用力。

（4）结晶可使分子链之间的作用力增大，机械强度也随之增高。

（5）主链含苯环或侧链引入芳环、杂环取代基等的高聚物，其强度和刚性比脂肪族主链的高聚物的要高。

12.复合材料的定义及其优越性（P219）

复合材料指由两种或两种以上物理和化学性质不同的材料经人工合成的多相固体材料。

其中一种组成物为基体，是连续相，起黏合作用；另外一种是增强材料，是分散相，可增加强度和韧性。

优越性：

它的性能比其他材料好得多。

第一，复合材料可以改善或者克服组成材料的弱点,充分发挥它们的优点；第二，复合材料可以按照构件的容器和受力给出预定的分布合理的配套性能，进行材料的最佳设计。

第三，复合材料可以创造单一材料不易具备的性能和功能，或者在同一时间里发挥不同功能的作用。

13.复合材料的分类（P219）

按基体类材料分类：

高聚物基复合材料、金属基符合材料、陶瓷基符合材料、水泥基复合材料。

按复合形态和增强材料形态分类：

颗粒填料复合材料、纤维增强复合材料、层叠复合材料、骨架复合材料。

按材料作用分类：

用于制造受力构件的结构复合材料、具有各种特殊功能的复合材料、同质复合材料与异质复合材料。

14.复合材料的性能特点（P220）

1）比强度和比模量高2）疲劳强度高3）阻尼大减震性好

4）高温下强度和抗疲劳性能好，热稳定性也较好

5）过载安全性好。

6）化学稳定性好，抗腐蚀。

7）复合材料可优选配料采用整体成型，加工工艺性好。

15.复合材料的几个重要名词（P222）

汽车应用的复合材料主要是纤维增强材料复合材料，简称FRP。

其中该基体树脂以热塑性树脂为主的简称FRTP。

玻璃纤维增强热固性树脂复合材料适用于制造汽车零件的有RTM（树脂注入法）、SMC（片状模塑料）、BMC（团状模塑料）、以及随着新材料新工艺不断更新发展起来的IBMC（注塑成型团状模塑料）等新型复合材料。

RTM法成型的复合材料有利于环保。

BMC成型法适宜制造外饰件。

1.焊接的定义（P283）

焊接是指通过适当的物理化学过程，使两个分离的固态物体产生原子（分子）间结合力而连接成一体的连接方法。

2.焊接的分类（P284）

按照所使用的能源以及焊接过程的特点，一般将焊接方法归纳为三大类：

即熔化焊，压力焊、钎焊。

见图p284页

3.熔焊的定义及分类（P284）

熔化焊是利用局部加热，将结合处加热到熔化状态，互相溶合，冷凝结晶后彼此结合在一起。

常用的有电弧焊和气焊。

4.压力焊的定义及分类（P284）

压力焊，不论对焊件加热与否，都施加一定的压力，如电阻焊，摩擦焊等。

这类方法主要利用加压、摩擦、扩散等物理过程而实现固态条件下的连接，因此这类焊接方法也叫固相焊接。

5.钎焊的定义及分类（P284）

钎焊是利用比焊件熔点低的钎料与焊件一起加热，使钎料熔化，而焊件本身不熔化，液态钎料润湿焊件，并产生相互扩散，冷凝后彼此连接在一起。

如锡焊，铜焊。

6.焊接电弧的三个主要区域及温度分布（P288）

焊接电弧可分为三个区域，阴极区，阳极区和弧柱区。

焊接电弧中三个区域的温度分布不均匀，阳极斑点温度高于阴极板点的温度，但都低于该种电极材料的沸点，弧柱区的温度最高，但延其截面分布不均匀，其中心温度最高，可达5000——50000K，离开弧柱中心线，温度逐渐降低。

7.焊条的构成及选用原则

焊条由焊芯和药皮两部分组成。

选用原则：

（1）根据被焊金属的强度

焊条的选择应满足等强度原则，按照结构钢强度选择相应等

级的焊条。

要求焊缝金属与被焊金属强度相等或相近。

（2）根据被焊结构的特点和工作条件

在承受冲击载荷或在低温、高压下工作的结构（既要求强度

又要求冲击韧性），此时要选用低氢型焊条。

形状复杂、厚

度大、刚度大的工件，防止产生裂纹，选用低氢型焊条。

（3）根据具体施工条件及成本

满足产品质量的条件下，优先选用工艺性好、价格便宜的酸

性焊条。

8.手工电弧焊的规范参数（P295）

为了获得优质的焊缝以及较高的生产率必须选择正确的焊接参数。

手工电弧焊时，主要的规范参数有：

焊接电源种类和极性，焊条直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊接层数，还有焊接结构材质、工作条件等选定的焊条型号，焊件坡口形式，焊前准备，焊后处理等。

9.金属材料焊接性的概念（P303

金属材料焊接性是指金属是否适应焊接加工而形成完整的，具有一定使用性能的焊接接头打的特性。

它包含两个方面：

一是金属在接受焊接加工时对缺陷的敏感性；二是焊成的接头在一定的使用条件下可靠运行的能力。

10.焊接接头的组成（P306）

焊接接头由焊缝金属、熔合线，热影响区和母材组成。

11.焊接压力的成因及改善办法（P307）

焊接过程中，焊件受到不均匀的加热或冷却，是产生焊接应力或变形的根本原因。

改善办法：

1）反变形:

焊接前估计结构变形的大小和方向，在装配时预先使焊件做出相反方向的变形，以抵消焊接后发生的变形。

2）选择合理的焊接和装配顺序：

装配和焊接顺序对焊接结构的应力和变形有很大的影响。

3）刚性固定法：

刚度大的结构焊后变形一般都比较小，如在焊接前采用一定的方法加强焊件刚性，焊后的变形可减小。

4）合理选择焊接方法和规范，选用能量较低的焊接方法可有效防止变形。

12.焊接接头及坡口的形式（P309-310）

焊接接头有对接接头、丁字接头、角接接头和搭接接头四种。

坡口形式：

不开坡口，v形坡口，x形坡口，U形坡口，双U形坡口单边v形坡口、k形坡口，单边双U形坡口、

13.焊接结构工艺性原则

一、焊缝布置应有利于减小焊接应力和变形

1尽量减少焊缝数量

2.避免焊缝密集和交叉。

焊缝交叉或过分集中会造成接头处严重过热，增大热影响区范围，且增大焊接应力和变形。

3.焊缝应尽量对称布置。

焊缝对称布置，使焊缝引起的变形相互抵消，这对减小梁、柱等结构的焊接变形有明显效果。

二、焊缝布置应考虑焊接结构的受力情况。

在最大应力和应力集中的位置不应该布置焊缝

三、焊缝位置应远离加工表面。

以避免焊接变形、焊接应力影响加工精度。

四、焊缝位置应便于操作。

焊缝布置必须有良好的焊接操作性，即有足够的焊接操作空间，否则无法保证焊接质量。

·金属锻件的特点：

1金属更加致密，铸造缺陷如气孔缩松等被压合。

2获得细化的再结晶组织，因此，金属的力学性能得到很大提高。

3形成纤维组织，或称流线。

纤维组织：

金属晶界上的夹杂物随晶粒延变形最大方向被拉长得到的组织。

·锻造温度范围：

开始锻造的温度称为始锻温度，指金属在锻造前加热允许的最高温度。

始锻温度过高必将引起过热、过烧、脱碳和严重氧化等缺陷。

过热加热温度过高，导致奥氏体晶粒急剧长大的现象。

该缺陷可以通过重新的退火，正火热处理消除。

过烧加热温度过高（过热之后），导致晶界严重氧化，甚至局部熔化的现象。

产生该缺陷后性能极脆，不可挽救，只能报废。

终止锻造的温度称为终锻温度，指金属热变形允许的最低温度。

终锻温度过低，将导致加工硬化严重，变形抗力急剧下降，加工难于进行。

·自由锻工艺规程的制定：

1绘制锻件图

绘制锻件图应考虑以下几个因素：

敷料为了简化零件形状，便于锻造而增加的一部分金属称为敷料（也称为余块）。

机械加工余量零件的加工便面上为机械加工而增加的一层金属

锻件公差锻件的实际尺寸与名义尺寸之间所允许的偏差，称为锻件公差。

·曲柄压力机上模锻的特点：

1变形力是静压力，滑块到最低点时的速度很慢工作时无震动，噪音小。

2锻件精度高，模膛中没有顶杆，自动把锻件从模膛中顶出，所以模锻斜度比锤上模锻的小。

3机械传动，滑块行程固定，每一个模块都是一次成形，易于自动化。

4高度方向填充能力差，水平方向填充能力好，飞边大，复杂件应有预成形，预锻工步。

5行程固定，不宜进行拔长和滚压工步。

一般都是配合其他设备作为单独工序进行拔长和滚压。

6曲柄压力机上模锻坯料表面的氧化皮不易清除。