《汽車機械基礎》城市建設系陸青松安徽城市管理職業技術學院第1頁，共14頁。

學習單元二汽車工程材料

本單元的學習任務可以分為：學習任務一汽車金屬材料的力學性能學習任務二汽車典型零件選材及熱處理學習任務三有色金屬與非金屬材料在汽車上的應用第2頁，共14頁。

三、有色金屬和非金屬材料在汽車上的應用學習單元二

汽車工程材料

任務描述：為了滿足汽車上某些零件的要求，為了使汽車輕量化，除了黑色金屬之外，汽車上還采用了有色金屬與非金屬材料。通過觀看汽車發動機零部件實物及認識其主要零件所使用的材料，使學生能夠辨識主要汽車零部件采用的有色金屬與非金屬材料，并理解掌握其主要的選材原則。學習目標：1.學習鋁、銅及其合金在車上的應用；2.學習非金屬材料的主要特點以及它們在汽車上的應用。第3頁，共14頁。三、有色金屬和非金屬材料在汽車上的應用學習單元二

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一、有色金屬材料工業生產中通常把鋼鐵稱為黑色金屬，而黑色金屬以外的金屬材料統稱為有色金屬。有色金屬產量低、價格高，但具有許多特殊的物理、化學和力學性能，能夠滿足汽車上某些零件的特殊要求，故稱為汽車工業中不可缺少的金屬材料。有色金屬材料種類繁多，在工業中應用比較廣泛的是鋁、銅及其合金。第4頁，共14頁。三、有色金屬和非金屬材料在汽車上的應用學習單元二

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（一）鋁及鋁合金

1、純鋁鋁是目前工業中用量最大的有色金屬。鋁的密度小（約2.7g/cm3，大約是鋼或鐵密度的三分之一，熔點為660℃，導電、導熱性良好（僅次于金、銀和銅），強度低（σb=80～100MPa），硬度低（25～30HBW），塑性好（δ=35%～40%）。由于鋁表面能生成一層極致密的氧化鋁膜，能阻止鋁的繼續氧化，所以鋁在空氣中有良好的抗腐蝕能力。因為鋁具有上述特點，所以工業純鋁主要用于導電、導熱或者耐腐蝕的零件。例如汽車加熱器、散熱器、蒸發器及油冷卻器等；此外純鋁還可以做裝飾件和銘牌等。第5頁，共14頁。三、有色金屬和非金屬材料在汽車上的應用學習單元二

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2、鋁合金鋁中加入適當的銅、鎂、硅、錳等元素構成了鋁合金。鋁合金不僅強度提高，還可以通過變形、熱處理等方法進一步強化，同時還保留了塑性好和耐腐蝕的優點，所以鋁合金被用于制造要求質量輕、強度高的零件。鋁合金依據其成分和工藝性能，可分為變形鋁合金和鑄造鋁合金。第6頁，共14頁。三、有色金屬和非金屬材料在汽車上的應用學習單元二

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（二）銅及銅合金1、純銅純銅外觀呈紫紅色，又稱紫銅。它的密度約為8.9g/cm3，熔點為1083℃，具有良好的導電性和導熱性、極好的塑性以及較高的耐腐蝕性，但力學性能較差，不宜用來制造結構零件，常用來制造電線、電纜等導電材料。2、銅合金銅合金比純銅的強度高，而且具有許多優良的物理、化學性能。銅合金按照化學成分不同分為黃銅、青銅和白銅等。第7頁，共14頁。三、有色金屬和非金屬材料在汽車上的應用學習單元二

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（三）軸承合金軸承合金是用來制造滑動軸承的特定材料。當軸在軸承中運轉工作時，軸承表面承受一定的交變載荷，并與軸發生強烈的摩擦。為了減少軸承對軸的磨損，保證軸的運轉精度和機器的正常工作，軸承合金應滿足以下要求：摩擦系數小、耐磨性好、抗壓強度高、導熱性好。目前汽車上應用較多的軸承合金是銅基合金（銅鉛合金和鉛青銅）和鋁基合金（鋁錫合金、鋁合金和鋁硅合金）。第8頁，共14頁。三、有色金屬和非金屬材料在汽車上的應用學習單元二

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二、非金屬材料非金屬材料包括除金屬材料以外幾乎所有的材料，主要有各類高分子材料（塑料、橡膠、合成纖維、部分膠粘劑等）、陶瓷材料（各種陶器、瓷器、耐火材料、玻璃、水泥及近代無機非金屬材料等）和各種復合材料等。工程材料仍然以金屬材料為主，這大概在相當長的時間內不會改變。但近年來高分子材料、陶瓷等非金屬材料的急劇發展，在材料的生產和使用方面均有重大的進展，正在越來越多地應用于各類工程中。非金屬材料已經不是金屬材料的代用品，而是一類獨立使用的材料，有時甚至是一種不可取代的材料。第9頁，共14頁。三、有色金屬和非金屬材料在汽車上的應用學習單元二

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（一）高分子材料高分子材料又稱高聚物，通常高聚物根據機械性能和使用狀態可分為橡膠、塑料、合成纖維、膠黏劑和涂料五類。各類高聚物之間并無嚴格的界限。同一高聚物采用不同的合成方法和成型工藝，可以制成塑料，也可制成纖維，比如尼龍就是如此。而像聚氨酯一類的高聚物，在室溫下既有玻璃態性質，又有很好的彈性，所以很難說它是橡膠還是塑料。第10頁，共14頁。三、有色金屬和非金屬材料在汽車上的應用學習單元二

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1、塑料按照應用范圍，塑料分為三種。（1）通用塑料通用塑料主要包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、酚醛塑料和氨基塑料等六大品種。（2）工程塑料工程塑料是指能作為結構材料在機械設備和工程結構中使用的塑料。它們的機械性能較好，耐熱性和耐腐蝕性也比較好，是當前大力發展的塑料品種。這類塑料主要有：聚酰胺、聚甲醛、有機玻璃、聚碳酸酯、ABS塑料、聚苯醚、聚砜、氟塑料等。第11頁，共14頁。三、有色金屬和非金屬材料在汽車上的應用學習單元二

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2、橡膠橡膠是具有高彈性的輕度交聯的線型高聚物，它們在很寬的溫度范圍內處于高彈態。一般橡膠在－40℃～80℃范圍內具有高彈性，某些特種橡膠在－100℃的低溫和200℃高溫下都保持高彈性。橡膠的彈性模數很低，只有1MN/m2，在外力作用下變形量可達100%～1000%，外力去除又很快恢復原狀。橡膠有優良的伸縮性，良好的儲能能力和耐磨、隔音、絕緣等性能，廣泛用于制作密封件、減振件、傳動件、輪胎和電線等制品。第12頁，共14頁。三、有色金屬和非金屬材料在汽車上的應用學習單元二

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（二）陶瓷材料

無機非金屬材料按照成分和結構，主要分為無機玻璃、玻璃陶瓷和陶瓷材料三大類。無機玻璃與酸性氧化物和堿性氧化物的高粘度的復雜固體物質，具有無定形結構。玻璃陶瓷又叫玻璃晶體材料，是在無機玻璃完全或部分結晶的基礎上得到的，結構處于玻璃和陶瓷之間。陶瓷材料是由成型礦物質高溫燒制（燒結）的無機物材料。陶瓷材料可分為傳統陶瓷、特種陶瓷和金屬陶瓷等三種。第13頁，共14頁。三、有色金屬和非金屬材料在汽車上的應用學習單元二

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（三）復合材料復合材料是兩種或兩種以上化學本質不同的組成人工合成的材料。其結構為多相，一類組成（或相）為基體，起粘結作用，另