汽车金属材料应用手册 上 汽车用钢的要求、性能和选择PDF电子书下载

第一篇 钢材的基本性能与汽车零件的力学性能 2

第一章 材料的力学性能 2

第一节 拉伸性能 2

一、拉伸曲线 2

二、强度指标 2

三、塑性指标 5

四、弹性性能 9

五、其它性能 10

第二节 冲击性能 11

一、冲击韧度 12

二、韧－脆转化温度 12

三、动态断裂韧度 15

四、多冲抗力 15

第三节 断裂韧度 16

一、平面应变断裂韧度KIc 16

二、延性断裂韧度JIc 17

三、裂纹张开位移COD 18

四、断裂韧度指标在汽车工业中的应用 19

第四节 疲劳性能 22

一、疲劳极限 22

二、疲劳缺口敏感度 23

三、疲劳门槛 23

四、低周疲劳 25

第五节 高温性能 26

一、高温强度 27

第六节 磨损性能 28

二、高温疲劳 28

三、热疲劳 28

一、磨损试验 29

二、磨损分类 29

三、金属材料的耐磨性 30

四、表面工程 34

第七节 成形性能 34

一、线材、棒材、管材的成形性能 35

二、板材、带材的成形性能 37

第八节 失效分析和材料选用 41

主要参考文献 42

第二章 汽车零件的力学性能和试验方法 43

第一节 概述 43

二、零件强度试验评估的地位与作用 44

三、汽车零件强度试验类型 44

第二节 汽车零部件静强度试验简介 45

一、硬度试验 45

二、刚度试验 47

三、破坏性试验 48

四、弹簧松弛试验 51

第三节 汽车零部件疲劳强度的试验评估方法 51

一、概述 51

二、试验装置 52

三、汽车零件的疲劳性能测定方法 55

四、汽车零件疲劳强度和可靠性的评估方法 61

一、曲轴 64

第四节 典型汽车零件疲劳强度试验评估 64

二、连杆 71

三、齿轮 74

四、螺栓 77

五、转向节 81

六、前轴 83

主要参考文献 84

第三章 钢材的工艺性能 86

第一节 概述 86

第二节 钢材的锻造性能 86

第三节 钢材的可切削加工性能 88

一、根据刀具寿命评定被加工材料的可切削加工性能 89

二、根据表面粗糙度评定被加工材料的可切削加工性能 90

三、根据切削力（或切削时动能消耗）的大小判断钢材的可切削加工性能 91

四、通过生产试验评价钢材的可切削加工性能 91

第四节 结构钢的热处理工艺性能 93

一、热处理加热时奥氏体晶粒长大倾向 93

二、热处理的变形 95

三、热处理时的淬火裂纹 98

主要参考文献 101

第二篇钢 102

第一章 汽车工业的发展对钢材提出的共同要求 102

主要参考文献 109

第二章 渗碳钢 110

第一节 渗碳钢的特点 110

一、表面硬化工艺的概述 110

二、渗碳钢的一般特点 110

第二节 渗碳钢的加工工艺及其对钢材的要求 111

一、锻造 111

二、锻坯热处理 111

三、渗碳热处理 113

第三节 渗碳钢的力学性能 115

一、渗碳钢的静弯曲强度 115

二、渗碳钢的冲击性能 119

三、渗碳钢的疲劳性能 122

四、渗碳层的力学性能 146

第四节 渗碳钢主要零件——齿轮的性能、寿命和损坏形式 149

一、齿轮损坏形式的类型 149

二、齿轮使用时的磨损与磨损失效 150

三、齿轮的表面疲劳（接触疲劳、点蚀）损坏 153

四、齿轮轮齿断裂 156

五、齿轮工作面塑性变形失效 159

六、齿轮轮齿的端末损坏 159

第五节 各国渗碳钢的应用情况和性能数据 160

一、中国渗碳钢的应用情况和性能数据 160

二、美国渗碳钢的应用情况和性能数据 164

三、德国渗碳钢的应用情况和性能数据 166

四、日本渗碳钢的应用情况和性能数据 169

五、俄罗斯（原苏联）渗碳钢的应用情况和性能数据 172

主要参考文献 228

第一节 调质钢的特点 230

第二节 影响调质钢性能的重要因素——淬透性能 230

第三章 调质钢（淬火回火钢） 230

第三节 淬透性能的表示方法与试验方法 231

一、用淬硬区域的深度表示钢材的淬透性能 231

二、用临界直径表示钢材的淬透性能 232

三、用理想临界直径（DI）表示钢材的淬透性能 232

四、用末端淬透曲线（亦称淬透性能曲线）来表示钢材的淬透性能 232

第四节 影响淬透性能的因素 235

一、化学成分对淬透性能的影响 235

二、根据化学成分计算钢材的淬透性能 239

三、奥氏体晶粒大小对淬透性能的影响 241

四、冶炼时脱氧方法对钢材淬透性能的影响 242

第五节 淬透性能数据的应用 243

第六节 调质零件淬透深度和硬度的确定 246

一、零件淬透深度的确定 246

二、调质零件硬度的确定 246

一、力学性能 248

二、合金元素对力学性能的影响 248

第七节 调质钢的力学性能 248

第八节 调质钢的实际选用 252

第九节 各国调质钢的应用情况和性能数据 255

一、中国调质钢的应用情况和性能数据 255

二、美国调质钢的应用情况和性能数据 257

三、德国调质钢的应用情况和性能数据 260

四、日本调质钢的应用情况和性能数据 260

五、俄罗斯（原苏联）调质钢的性能数据 262

主要参考文献 353

第四章 硼钢 355

第一节 硼钢的特点 355

第二节 硼钢的冶炼 355

一、电弧炉冶炼硼钢的工艺要点 356

二、平炉冶炼硼钢的工艺要点 357

三、转炉冶炼硼钢的工艺要点 358

第三节 硼钢的淬透性能 358

一、冶炼时脱氧和脱氮情况对硼钢淬透性能的影响 358

二、钢中含硼量对硼钢淬透性能的影响 360

三、钢中含碳量对硼钢淬透性能的影响 361

四、奥氏体化温度（淬火温度）对硼钢淬透性能的影响 363

五、硼提高钢材淬透性能的机理 364

第四节 硼钢的力学性能 367

一、硼钢和它所代用的淬透性能相同的钢材的力学性能 367

二、加硼对于钢材力学性能的影响 374

第五节 硼钢的应用 379

主要参考文献 381

第五章 非调质结构钢 382

第一节 非调质结构钢的特点 382

第二节 非调质钢的力学性能 383

一、非调质钢的强度性能 383

二、非调质钢的冲击韧度 385

三、非调质钢的疲劳性能 389

二、可切削加工性能 391

三、热处理后的变形 391

第三节 非调质钢的工艺性能 391

一、锻造性能 391

第四节 非调质钢的选用及应用实例 392

第五节 国内外非调质钢的牌号与性能 400

一、中国的非调质结构钢 400

二、非调质钢的国际标准 401

三、日本的非调质钢 401

四、美国的非调质钢 402

主要参考文献 404

第一节 弹簧钢的特点 405

第六章 弹簧钢 405

第二节 汽车用板簧 406

一、国内外汽车钢板弹簧材料的概况及发展趋势 406

二、钢板弹簧的形状 407

三、钢板弹簧的疲劳性能 409

四、钢板弹簧的制造工艺 415

五、五种常用的弹簧扁钢的主要性能数据 416

第三节 汽车用悬架螺旋弹簧 421

一、悬架螺旋弹簧的材料选用 421

二、螺旋弹簧的生产工艺 423

第四节 国内外钢板弹簧和悬架螺旋弹簧用钢钢号、化学成分和力学性能 424

第五节 汽车扭杆弹簧 429

一、扭杆弹簧的结构和工艺特点 429

二、扭杆弹簧的材料和热处理 430

第六节 发动机气门弹簧 431

一、气门弹簧材料的选择 431

二、气门弹簧材料的疲劳性能 432

三、气门弹簧的生产工艺 432

四、几种常用的气门弹簧钢丝 433

五、国内外常用气门弹簧钢丝的化学成分和力学性能 434

主要参考文献 436

第七章 冷镦和冷挤压用钢 437

第一节 冷镦和冷挤压工艺的特点 437

第二节 影响钢材冷镦和冷挤压性能的因素 437

一、表面质量的影响 437

四、冷拔量对退火后钢材质量的影响 438

三、金相组织的影响 438

二、化学成分的影响 438

第三节 冷镦和冷挤压用材情况 439

一、我国紧固件用材情况 439

二、国外紧固件用材情况 441

第四节 高强度螺栓的延迟断裂 443

一、延迟断裂现象及机理 443

二、应力集中情况和介质对螺栓延迟断裂的影响 444

第五节 高强度螺栓的生产工艺 445

第六节 高强度螺栓的疲劳性能 446

第七节 活塞销的冷挤压工艺 448

第八节 冷锻工艺和材料 448

第九节 国内外冷镦和冷挤压用钢的化学成分 450

主要参考文献 457

第八章 易切削钢 458

第一节 易切削钢的特点 458

第二节 影响易切削钢可切削加工性能的因素 458

一、化学成分的影响 458

二、金相组织的影响 460

第三节 各种易切削钢的介绍 462

一、国内主要易切削钢的应用情况 462

二、含硫易切削钢 463

三、含铅易切削钢 464

四、含钙易切削钢 467

五、含铋易切削钢 470

第四节 国内外易切削钢的牌号和性能 470

一、中国易切削结构钢（GB8731—88） 470

二、美国易切削钢的化学成分（ASTMA29/A29M—91） 471

三、日本易切削钢的化学成分（JISG4804—1983） 472

四、德国易切削钢（DIN1651—1988） 473

五、原苏联易切削钢的化学成分（TOCT1414—75） 475

主要参考文献 476

第九章 气门用钢（合金） 477

第一节 气门用钢的特点 477

第二节 气门材料的性能要求 477

一、进、排气门的工作温度 477

三、排气门的腐蚀问题 478

二、进、排气门的结构特点 478

第三节 国内外进、排气门材料的应用情况 479

第四节 马氏体气门钢 481

第五节 奥氏体气门钢 483

一、Cr-Ni、Cr-Ni-N、Cr-Ni-P型奥氏体气门钢 483

二、Cr-Mn-Ni-N奥氏体气门钢 484

第六节 镍基合金 496

第七节 气门用堆焊合金 499

第八节 国内外气门钢的牌号和性能 502

主要参考文献 509

第十章 汽车冷冲压用钢板 510

第一节 汽车冷冲压用钢板的特点 510

一、汽车钢板在汽车工业中的地位 510

二、薄板冲压成形的基本概念 510

三、钢板的生产工艺、特点和用途 512

四、选用冷冲压钢板应考虑的主要因素 513

一、影响冷轧钢板深冲性能的因素及典型事例 515

第二节 冲压用冷轧钢板 515

二、冷轧钢板的成形分类及选用 526

第三节 冷轧钢板的开发与应用 533

一、超深冲无间隙原子钢（IF）冷轧薄钢板 533

二、含磷深冲高强度冷轧钢板 542

三、烘烤硬化冷轧钢板 554

四、汽车车身用镀锌钢板 564

五、汽车排气系统用镀铝钢板 576

六、冷轧双相钢板 583

一、金属薄板塑性应变比（r值）试验方法 587

第四节 评价冷冲压用钢板的试验方法 587

二、金属薄板拉伸应变硬化指数（n值）试验方法 589

三、金属杯突试验方法 591

四、薄钢板拉深与拉深载荷试验方法 593

五、薄钢板扩孔试验方法 596

六、薄钢板锥杯试验方法 598

七、薄钢板成形极限图（FLD）试验方法 599

一、中国汽车用冷轧钢板标准 601

第五节 汽车用冷轧钢板标准 601

二、中国工厂企业标准 623

三、国外汽车用冷轧钢板和钢带标准 639

第六节 冲压用热轧钢板 696

第七节 热轧钢板的研究与应用 709

一、梁用热轧高强度钢板 709

二、滚型车轮用钢板 715

第八节 各国汽车用热轧钢板标准 719

一、中国汽车用热轧钢板和钢带标准 719

二、中国工厂企业标准 725

三、国外汽车用热轧钢板标准 731

主要参考文献 748

第十一章 钢管 749

第一节 无缝钢管 749

第二节 电焊钢管 750

第三节 双层卷焊钢管 752