什么是汽车材料

汽车运行材料

material

for

operation

and

service

of

motor

vehicle

汽车运行消耗的燃料、润滑料、特种液料和轮胎等非金属材料。

汽车燃料

为汽车提供动力的可燃性物质。燃料燃烧时产生热能，通过能量转换装置转换成机械能而驱使汽车行驶。由石油炼制的车用汽油或轻柴油，具有热值高，对金属的腐蚀性小，燃烧后生成的灰粉小，储运方便等优点，是汽车的主要燃料。在一些特殊情况下，汽车也可采用代燃料。常用的代燃料有：液化石油气、乙醇、甲醇等液体代燃料；无烟煤、木炭、木材等固体代燃料；甲醇或苯与汽油按一定比例掺合的混合代燃料等。但代燃料一般不如汽油的热值高，多需在汽车上附加代燃装置。

燃料消耗费用在汽车运输成本中所占比重很大。因此,汽车设计和使用部门都采取各种技术措施,以降低燃料消耗量。就当前技术水平而言,按发动机功率计,每马力小时油耗:汽油约为200～250克,柴油约为150～200克。

汽车润滑料

用于汽车各相对运动零件摩擦表面间的润滑介质，具有减小摩擦阻力，保护摩擦表面的功能，并有密封、吸收和传散摩擦热以及清洗零件的作用。汽车润滑料主要有发动机润滑油、齿轮油和润滑脂。各种润滑料都有多种规格和不同的使用范围，应按技术规范正确选用和定期更换。

润滑料的消耗水平一般是用它与汽油、柴油的消耗比来表示，汽油发动机润滑油的消耗量为汽油消耗量的15％～3％，柴油发动机润滑油为2％～4％，单桥驱动齿轮油为04％～07％，双桥驱动齿轮油为05％～1％，润滑脂为02％～04％。

固态的石墨和二硫化钼常用作润滑剂或润滑料的添加剂。石墨有较好的耐压、抗磨和抗水性能，常与润滑脂混合用于汽车钢板弹簧叶片间的润滑。二硫化钼在高温、低温高速、重负荷及化学腐蚀条件下,均有较好的润滑效能。通常将二硫化钼粉作为润滑脂和润滑油的添加剂,添加量约3％～5％,多用于底盘轴承及轴销的润滑。

汽车特种液料

汽车某些机构工作必需的液料，主要有汽车制动液、汽车防冻液、液力变扭器液、动力转向器液、减震器液和电解液等。液力变扭器液用于高级轿车和重型载货汽车装用的液力变扭器中作为传递扭矩的介质。变扭器液应具有较好的抗泡性，高温下有较好的抗氧化性,能在-40[oc]至170[oc]范围内工作动力转向器液用于重型载货汽车或客车装用的助力式转向器中，作为传递转向力的介质，常与变扭器液通用。减震器液用于减震器,它应具有良好的粘温性,以减少温度变化对粘度的影响。电解液用于铅蓄电池，由蒸镏水和硫酸按一定比例配制而成。气温20[oc]时，电解液比重应为124～128。

汽车轮胎

轮胎是汽车的行驶部件，由橡胶和骨架材料制成,装于车轮轮辋的外周,用以支承汽车重量和传递驱动力矩。为了延长轮胎行驶里程,降低轮胎消耗,主要在于经常保持规定的气压，不超载、不超速行驶。此外，要认真进行技术保养，检查前轮定位，检校轮辋偏摆、失圆，定期换胎位。在行驶中注意保护胎体，可为轮胎翻新创造条件。

汽车车身用材料大致可分为二大类：（1）金属材料：钢板、铸铁等重金属材料；铝、镁、钛等轻金属及其合金材料、泡沫金属等材料；（2）非金属材料：工程塑料、纤维、树脂、玻璃、橡胶、非金属泡沫材料、非金属复合材料等。随着汽车技术的发展，未来汽车材料除金属材料、非金属材料外，复合材料和纳米材料也将获得广泛应用。

轿车车身是轿车的重要组成部分，由它构成了成员的乘座空间和乘乘座环境，其外表展示了整车的造型艺术和整车的特征。因此，车身材料既要满足车身设计、生产（制造）、装配、维护方面的要求；还要满足使用、安全等方面的要求，即满足强度、刚度、耐腐蚀、拉延性以及可焊接，易加工成型等方面的要求，所以轿车车身用材料种类较多。

车身用材料大致可分为二大类：

金属材料：钢板、铸铁等重金属材料；铝、镁、钛等轻金属及其合金材料、泡沫金属等材料

非金属材料：工程塑料、纤维、树脂、玻璃、橡胶、非金属泡沫材料、非金属复合材料等

轿车车身材料的使用分类：

1、钢板：热/冷轧钢板、表面处理（镀覆）钢板、不锈钢板、高强度钢板等

2、轻金属材料：铝板、铝合金、镁合金、钛合金等

3、复合材料：玻璃纤维增强材料(GFRP)、碳纤维增强材料(GFRP)等

4、非金属材料：玻璃、塑料、橡胶、皮革、人造革、化学纤维等

5、衬垫材料：皮革、纸板、软木、石棉、人造革、泡沫塑料等

6、涂装材料：（构成：油料、树脂、颜料、稀释剂、辅助材料）底漆、面漆、腻子、辅助材料等

7、内饰材料：各类织物、皮革，软质材料，塑料等

8、胶粘剂：密封胶、粘接剂等

一、轿车车身用钢板

钢板的主要性质有：可塑性、弹性、加工硬化等

热轧软钢板：含碳量一般在015％以下，硬度低、抗拉强度不高。主要用于挡泥板、地板、行李箱铰链、保险杠等。

冷轧软钢板：相比热轧软钢板加工性能好，且表面美观。如Q215、碳钢和低合金结构钢冷扎钢板、10F、08F、优质碳素结构钢冷轧薄钢板等，用于车身外板、零件的外壳、车顶板、行李箱盖、发动机罩、车门内外板、保险杠、挡泥板等。

高强度钢板：抗拉强度相当高，具有很强的抗破坏能力。用于车身外板、翼子板等。

表面处理钢：镀锌钢板、锌粉漆涂装钢板等，防腐蚀性能好。用于车门、车顶内衬板、下护板、车身底部等。

汽车车身外板用钢：

汽车车身外板用钢主要用于制造前、后、左、右车门外板、发动机罩外板、行李箱盖外板等零件。汽车车身外板应具很好的成形性,抗腐蚀性和抗凹性以及良好的点焊性,汽车车身外板多用镀层板,以满足汽车外板4 年运行无锈斑的防腐要求(最近欧洲提出了防腐性更高的要求,即外板的防腐性能与汽车同寿命) ,为了提高抗凹性,汽车外板的钢板多用BH 钢(烘烤硬化钢) , IF 增磷钢以及高成形性的冷轧退火双相钢(如DP30260 等) ,以减薄厚度,保证抗凹性;涂层板多用热镀锌板、热镀锌铁板、电镀锌板以及电镀锌- Ni 板等,用合金镀层板的目的是减薄镀层厚度,提高结合力,改善点焊性,减少焊接车间锌污染。

汽车车身内板用钢( 四门两盖的内板用钢)：

汽车车身内板零件比外板形状更为复杂,要求车身内板用钢应具有更高的成形性和深冲性能,因此车身内板多用冲压成形性和深冲性能优良的IF钢,少量用IF - 增磷钢;其镀层要求与外板类同,热镀Zn2Fe 板或电镀Zn2Ni 板;由于合金镀层较薄,为防止运输或冲压时对镀层的损伤,通常在镀层板的表面再涂一层有机薄膜,既保护镀层,又改善冲压性能,并可减少冲压摩擦和镀层损伤,改善板材成形性。

汽车车身结构件用钢—先进高强度钢：

高强度钢板的种类主要有：

加Si、Mn、P等固溶强化型；

加Nb、Ti、V等析出硬化型；

复合组织型、双相型和回复退火型等。

高强度钢板的抗拉强度一般在600N/m㎡以上，其破坏强度为低碳钢板的2～3倍。

车身结构件或者白车身(BIW) ,既和汽车碰撞安全有关,又和汽车轻量化密切相关;因此选材要求既有高强度,又有良好的塑性。先进高强度钢(ad2vanced high st rength steel ,AHSS) 由于具有较好的应变分布能力和较高的应变硬化特性,力学性能更加均匀,因而其回弹量的波动小;同时这类钢具有更好的碰撞特性和更高的疲劳寿命;因此采用这类钢具有更多的降低板厚、减薄规格的可能。

汽车的制作材料分为金属材料和非金属材料、复合材料。

1、金属材料：钢铁、铝、镁合金等。

2、非金属材料：陶瓷、塑料等。

3、复合材料：纤维增强陶瓷、纤维增强金属等。

介绍

生产准备经过试验定型的汽车，在投入生产前需要对工艺、设备和工艺装备（工具、夹具、模具和量具等）进行准备工作。

只有一些小批量生产的重型汽车和专用汽车，才不需要工作量很大的生产准备。大量生产的汽车，工艺装备系数（每个零件所需工艺装备的平均数量）往往达5～6，总的制造工时达数百万。

在主要的汽车生产国家中，工艺装备都由专业化的工厂制造，汽车厂只提出定型的产品图纸和生产纲领。这些专业工厂可以在很短时间内 (1年左右)配齐工艺装备和专用设备，因此汽车生产厂更换车型比较容易。

现代材料学科更注重研究各类材料及它们之间相互渗透的交叉性和综合性。简单点说，在汽车制造领域。

材料研发机构的使命就是通过改进相关零部件的制造材料，来提升整车的安全性、舒适性、豪华和美观程度以及降低燃油消耗，当然对成本的景也是必须考虑在内的。

汽车厂商改进制材的动力或者目标主要集中在两个领域：

一是改进内饰、座椅面料以及车身覆盖件的材料以提升档次和豪华感；

二是改进车身结构材料，以进一步提升安全性和经济性。这是由市场规律决定的，成本在其中占了很重要的因素。

作为主要新材判的高强度钢、合金以及多种复合材料，其成本均为普通碳钢高出数倍至数十倍。因此，只有大幅度降低这些新材料的制造成本，才可能使多新材料进入批量生产。

汽车常用金属材料种类

一、钢

钢是含碳量小于2 11%的铁碳合金，是使用最广泛的金属材料。汽车上的重要零件绝大部分用钢制成。

钢的种类很多，按有没有加入碳以外其他元素，可分为碳素钢和合金钢两大类，按含碳量多少又可分为低碳钢(C<025%)、中碳钢(025%≤C≤06%)和高碳钢(C>06%)三类。

1碳素钢

没有为改善性能而加入碳以外其他元素的钢称为碳素钢。碳素钢的力学性能能满足许多设备的结构件和机械零件的要求，也能满足部分工具钢的要求，有优良的工艺性和价格较低等优点，在汽车行业及其他行业中得到广泛应用。

2．合金钢

在碳钢中加入一种或多种适量合金元素，以改善钢的某种性能，称为合金钢。碳钢中常加入的合金元素有Si、Mn、Cr、Ni、W、V、Mo、Ti等。

合金钢根据用途分为合金结构钢、合金工具钢和特殊性能钢3大类。合金结构钢具有较高的强度和良好的韧性，在汽车上主要用于制造受热、受磨损和冲击载荷较剧烈的零件。

(1)牌号合金结构钢的牌号用“两位数字+元素符号+数字”表示：前面两位数字表示钢中含碳量是万分之几；元素符号表示所含合金元素；后面数字表示合金元素平均含量的百分数。

(2)用途合金结构钢40Cr，常作重要调质件，如气门、汽缸盖螺栓、车轮螺栓、半轴和重要齿轮等；18CrMnTi，常用来制造变速器齿轮、主传动锥齿轮等；40MnB，可代40Cr钢作转向节、半轴、花键轴等；60Si2Mn钢，用来制造钢板弹簧等。

二、铸铁

铸铁具有良好的可铸性、耐磨性和切削性。凡力学性能要求不高、形状复杂、锻制困难的零件，多用铸铁制造，如汽缸体、汽缸套、后桥壳、飞轮、制动鼓等。

铸铁分为白铸铁、灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁和合金铸铁等。

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