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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KIc16

二、延性断裂韧度JIc17

三、裂纹张开位移COD18

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