Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
otvety_Gosy.docx
Скачиваний:
366
Добавлен:
01.04.2015
Размер:
7.57 Mб
Скачать

Вопрос 8:

Основные конструкционные материалы, применяемые в автомобилестроении. Классификация

Основные конструкционные материалы, применяемые в автомобилестроении. Классификация

К автомобильным конструкционным материалам относятся мате­риалы, из которых изготавливают разнообразные детали и узлы автомобилей: коробоки передач, задние и передние мос­ты, рулевые механизмы, карданные передачи, колесные тормоза, подвески, рам, двигателей.

Большую часть деталей автомобилей изготавливают из металли­ческих материалов: углеродистых и легированных конструкционных сталей общего и специального назначения, чугунов и цветных сплавов на основе алюминия, цинка. Пластмассы в современном автомобиле­строении вытесняют металлические материалы, но пока в качестве кон­струкционных материалов для основных деталей автомобилей исполь­зуются в небольшом объеме.

Для изготовления деталей машин используется широкая номенк­латура конструкционных материалов:

• конструкционные стали;

• серые чугуны;

• цветные сплавы;

• синтетические материалы.

Учитывая условия эксплуатации автомобильных материалов и по­вышенные требования к ним по основным и технологическим свойст­вам, в автомобильной промышленности в основном применяют конст­рукционные стали и серые чугуны.

В автомобилестроении ведущими по использованию являются ле­гированные конструкционные стали общего назначения, которые при­меняются для изготовления основных несущих конструкций и нагру­женных деталей автомобилей. Объясняется это тем, что они обеспечи­вают в небольших сечениях повышенную конструкционную прочность, кроме того, они технологичны: хорошо куются, обрабатываются реза­нием, свариваются, имеют повышенную прокаливаемость, невысокую деформацию при термической обработке. Как правило, содержание уг­лерода в конструкционных сталях не выше 0,5 %, а сумма легирующих элементов - не более 5 %. Это стали перлитного класса.

Стоимость легированных сталей выше, чем у углеродистых, по­этому для деталей автомобилей применяют и углеродистые качествен­ные, низколегированные стали. Замена легированных сталей на углеро­дистые допускается, если она не приводит к снижению надежности и долговечности узлов и возможна, например, для автомобилей меньшей грузоподъемности. Углеродистые конструкционные слали обыкновен­ного качества для деталей автомобилей используют редко, из-за пони­женной прочности и повышенного температурного порога хладнолом­кости.

К некоторым деталям автомобилей предъявляются дополнитель­ные требования по основным и технологическим свойствам, например, по пружинящим свойствам, коррозионной стойкости, жаропрочности, износостойкости, обрабатываемости резанием. В этом случае применя­ют стали со специальными свойствами соответственно: рессорнопружинные, коррозионностойкие, жаропрочные, износостойкие, авто­матные.

Не менее важным конструкционным материалом в автомобиле­строении являются серые чугуны. Их применение оправдано, т.к. они обладают хорошим комплексом технологических свойств - хорошими литейными свойствами, обрабатываемостью резанием. Некоторые сложные детали автомобилей можно изготовить только методом литья из серых чугунов. Серые чугуны по основным свойствам уступают ста­лям, хотя имеют существенные преимущества при эксплуатации: менее чувствительны к концентраторам напряжений, хорошо гасят вибраци­онные нагрузки, обладают высокими антифрикционными свойствами. Другим важнейшим преимуществом серых чугунов является меньшая себестоимость изготовления литых заготовок по сравнению с металлопрокатом и поковками из сталей.

Свойства серых чугунов зависят от формы и размера графита. Се­рые чугуны с пластинчатым графитом уступают ковким чугунам с хлопьевидным и особенно высокопрочным с шаровидным графитом. В настоящее время в автомобильной промышленности преимущественно применяются модифицированные серые чугуны с мелким пластинча­тым графитом, ковкие с хлопьевидным и существует тенденция увеличения использования высокопрочных чугунов. Они вытесняют в том числе и ковкие, как менее технологичные.

В автомобильной промышленности используют специальные, до­полнительно легированные чугуны. Эти чугуны обладают повышенны­ми износостойкостью и коррозионной стойкостью, жаростойкостью и жаропрочностью. Они в основном применяются в двигателестроении.

В автомобилестроении постоянно стоит задача снижения массы автомобиля. Для ее решения заменяют черные сплавы на легкие цвет­ные сплавы или синтетические материалы. Однако эти материалы не могут вытеснить в значительной мере стали и чугуны в виду их дорого­визны и дефицитности. Часто цветные сплавы и синтетические мате­риалы уступают и по комплексу основных свойств, хотя являются дос­таточно технологичными. Преимуществом цветных сплавов и синтети­ческих, особенно алюминиевых, является их высокая удельная проч­ность.

В автомобильной промышленности нашли особенно широкое применение в качестве конструкционного материала сплавы на основе алюминия, используются также сплавы на цинковой и магниевых осно­вах, но объемная их доля невелика.

В настоящее время в современной автомобильной промышленно­сти существует тенденция замены металлических материалов альтерна­тивными синтетическими. В основном применяют термопластмассы, полиэтилены, керамику и композиционные материалы на их основе.

Пластмассы имеют ряд преимуществ: однородны по свойствам, термостабильны до 300-400 °С, химически стойки, обладают электро­изоляционными свойствами и другими специфическими свойствами. Применение пластмасс повышает надежность конструкции, снижает вес, стоимость, а также шумы при работе. Но они склонны к старению и уступают многим по основным свойствам.

Классификация:

1. Конструкционные стали

• низколегированные качественные и высококачественные пер­литные стали общего назначения;

• углеродистые качественные стали, реже обыкновенного каче­ства;

• специальные и специализированные стали (рессорно-пружинные, подшипниковые, автоматные, нержавеющие, жа­ропрочные).

2. Чугуны

• серые с пластинчатым графитом;

• высокопрочные с шаровидным графитом;

• ковкие с хлопьевидным графитом;

• специальные чугуны (жаропрочные, коррозионно-стойкие).

3. Цветные сплавы

• алюминиевые сплавы;

• магнитные сплавы;

• цинковые сплавы.

4. Пластмассы

• термопласты;

• полиэтилены;

• керамические материалы;

• композиты и др.

В автомобильной промышленности используются как стандарт­ные конструкционные материалы, так и материалы, изготавливаемые по нормативным документам автомобильных предприятий. Необходимость в использовании нормалей предприятий объясняется повышенными требованиями к материалам по основным и технологи­ческим свойствам. Чаще всего предприятия идут по пути ужесточения требований к ним.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]