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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