第1章 绪论 1
1.1 概述 1
1.2 汽车工业发展趋势 4
1.2.1 轻量化 4
1.2.2 提高安全性 6
1.2.3 提高可靠性 6
1.2.4 延长使用寿命 7
1.2.5 发展新能源汽车 7
1.3 汽车材料的开发和应用 8
1.3.1 汽车轻量化用钢概要 8
1.3.2 高强度钢和先进高强度钢在自主品牌汽车上的典型应用 13
1.3.3 汽车用铝合金 17
1.3.4 汽车用镁合金 24
1.3.5 复合材料 26
1.4 汽车在服役过程中的材料失效 28
1.4.1 腐蚀失效 28
1.4.2 疲劳失效 28
1.4.3 摩擦磨损 29
1.5 孕育中的新的工业革命对汽车工业发展和产品延寿带来的影响 29
1.6 小结 31
参考文献 32
第2章 车辆材料和典型构件的自然环境腐蚀 34
2.1 概述 34
2.2 腐蚀的危害 35
2.2.1 腐蚀给国民经济带来重大损失 35
2.2.2 腐蚀给汽车工业带来巨大损失 38
2.3 腐蚀失效的特点 40
2.4 国内外汽车的环境腐蚀研究概况 42
2.5 重庆市公交和卡车环境腐蚀调研 45
2.5.1 重庆市公交车辆环境腐蚀调研 45
2.5.2 重庆市卡车车辆大气腐蚀调查 49
2.6 车辆材料在潮湿和酸雨的典型环境下的腐蚀 53
2.6.1 环境腐蚀试验试样与试验方法 54
2.6.2 环境腐蚀试验期间内的气象及环境数据 54
2.6.3 自然曝露试验的样品的腐蚀等级、光泽和色差的试验结果 55
2.6.4 环境腐蚀试样的表面形貌变化 56
2.6.5 典型汽车零件环境腐蚀试验结果和表面形貌 58
2.7 自然曝露试验与加速腐蚀试验相关性的研究 69
2.7.1 试验样品和方法 69
2.7.2 环境腐蚀试验的结果 73
2.7.3 环境腐蚀产物形貌观察 81
2.7.4 环境腐蚀产物成分的定性和定量测定 83
2.7.5 人工加速试验——GASS盐雾腐蚀结果 87
2.7.6 人工加速腐蚀和自然环境腐蚀的相关性及其评价 89
2.8 高强度螺栓的延迟断裂性能和环境腐蚀 92
2.8.1 高强度螺栓的延迟断裂性能 92
2.8.2 高强度螺栓环境腐蚀 96
2.9 提高重庆地区典型汽车构件环境防腐性能的措施和建议 100
2.10 车辆材料环境腐蚀数据库 103
2.11 总结 105
2.12 附录 105
参考文献 138
第3章 涂镀层钢板在汽车中的应用 141
3.1 概述 141
3.2 镀层板的种类和特点 141
3.3 镀层板的基本性能 147
3.3.1 镀层与基体的结合力 147
3.3.2 涂层板的成形性 148
3.3.3 涂层板的耐蚀性 150
3.3.4 涂层板的点焊性能 153
3.3.5 涂层板的表面处理与油漆特性 164
3.4 涂层板在汽车工业中的应用 168
3.5 不同镀层板的性能和未来的发展趋势 171
3.6 提升汽车零件防腐抗力的设计方法 173
3.7 小结 174
参考文献 175
第4章 汽车排气系统腐蚀分析与选材 177
4.1 概述 177
4.2 排气系统的零件构成和用材演变 178
4.3 不锈钢在汽车排气系统中的应用 183
4.4 排气系统热端和冷端的常见失效模式 184
4.5 排气系统热端材料的性能特点和失效 188
4.6 排气系统的冷端材料性能和失效 191
4.7 腐蚀失效评价标准与方法 196
4.7.1 高温氧化试验 196
4.7.2 持久强度试验 197
4.7.3 凝结液腐蚀试验 198
4.7.4 晶间腐蚀评价 200
4.7.5 盐雾腐蚀试验 204
4.8 小结 205
4.9 附录 206
参考文献 209
第5章 汽车金属材料疲劳失效 211
5.1 概述 211
5.2 疲劳的循环应力 212
5.3 疲劳的加载模式和宏观断口 214
5.4 疲劳断口的微观特征 217
5.5 疲劳的分类及表征参量 225
5.5.1 疲劳的分类 225
5.5.2 高周疲劳的表征 227
5.5.3 影响高周疲劳的应力因素 233
5.6 影响疲劳性能的因素 236
5.6.1 材料的种类和抗拉强度 237
5.6.2 材料种类和屈服强度 239
5.6.3 材料的晶粒度和亚晶尺寸 241
5.6.4 材料的表面完整性 241
5.6.5 影响疲劳的其他因素 244
5.7 应变疲劳（低周疲劳）及表征 247
5.8 疲劳裂纹萌生 250
5.9 疲劳裂纹扩展 251
5.9.1 疲劳裂纹扩展和扩展速率的表征 251
5.9.2 Paris方程和疲劳寿命的估算 255
5.10 疲劳的试验方法和数据处理 256
5.10.1 成组法及其数据处理 257
5.10.2 升降法及其数据处理 258
5.10.3 疲劳极限的统计分析——SAFL方法 258
5.10.4 疲劳损伤累积理论的试验和数据处理方法——LOCATI法 259
5.11 高周疲劳快速试验方法 261
5.12 疲劳试验设备 264
5.13 提高疲劳强度的措施 268
5.13.1 疲劳设计和零件选材 268
5.13.2 制造工艺 269
5.14 疲劳失效分析 278
5.15 小结 281
参考文献 282
第6章 汽车零部件疲劳失效与延寿 284
6.1 概述 284
6.2 汽车典型零件的疲劳失效模式 284
6.2.1 轴类零件的失效断口特征 288
6.2.2 齿轮零件的失效的表面特征 295
6.2.3 在剪矩作用下的疲劳失效模式 296
6.3 疲劳失效模式的多样性和影响因素 298
6.4 汽车零件疲劳失效分析的思路及方法的思考 302
6.4.1 可靠性分析原理的应用 302
6.4.2 正确区分材料性能和零部件功能 315
6.4.3 充分利用和发挥计算机模拟的手段 316
6.4.4 疲劳断裂分析的认识过程 317
6.4.5 对疲劳断裂认识的阶段性 319
6.4.6 疲劳失效的过程和零件所在系统的相关性 320
6.4.7 汽车零件失效分析时的共性和个性问题 322
6.5 疲劳断裂分析与结构因素的再认识 323
6.5.1 零部件的基本结构特征与疲劳断裂模式 323
6.5.2 汽车部件结构对零件的力学要素和疲劳性能的影响 325
6.5.3 系统中的应力和应变集中对汽车结构件疲劳断裂的影响 327
6.5.4 弯曲结构与疲劳断裂 333
6.5.5 汽车零部件结构中的组合应力问题 343
6.5.6 系统结构对零件失效形式的影响 345
6.5.7 零件的结构失稳与失效 347
6.6 小结 350
参考文献 351
第7章 典型汽车零件的摩擦与磨损 352
7.1 概述 352
7.2 摩擦的定义与分类 353
7.3 摩擦理论 354
7.3.1 早期摩擦理论 354
7.3.2 滑动摩擦理论 355
7.3.3 滚动摩擦理论 355
7.4 影响摩擦的因素 356
7.5 磨损的分类与评定 357
7.5.1 磨损的分类 358
7.5.2 影响黏着磨损和磨料磨损的因素 359
7.5.3 磨损的评定 360
7.6 提高材料耐磨性的方法和途径 361
7.6.1 开发耐磨材料 361
7.6.2 表面强化 363
7.7 不同磨损类型和零件选材 368
7.8 汽车中的磨损失效 370
7.8.1 刹车制动毂磨损、热疲劳和断裂 370
7.8.2 变速箱齿轮的接触疲劳、咬蚀和剥落 371
7.8.3 发动机排气阀的冲击磨损失效 377
7.8.4 矿用汽车翻斗的冲击磨损失效 380
7.8.5 汽车轮胎的磨损 380
7.8.6 汽车其他磨损件 385
7.8.7 热冲压硬化时的模具的磨损 385
7.9 小结 386
参考文献 387