木制的

直到今天,摩根公司仍然使用木材来制造车辆。 它可能就像一块机械表。 这座百年老厂只剩下一群老人了。 也算是手艺人在车辆工业化压力下的最后一点坚持。

虽然车辆原本是木头制成的,但实际上是由马车演变而来的,就连通往骨头的路也是木头制成的。 虽然木材质轻、价格低廉、易于加工,但非常适合当时还是“手工业”的车辆工业。

随着工业化的深入,自20世纪30年代以来,廉价的钢制车辆大规模取代了各种木制部件,所谓的改装风格诞生了,主要使用降低的木制行李箱,或车身部件。 一些部件被木制部件取代。 对于售后安装人员来说,加工木材无疑更容易,但有一种“复古”感。

然而,这些款式仅在日本流行。 在日本,虽然你更喜欢在汽车中使用木饰面作为中级内饰装置,但最后一辆非日本汽车是1960年的莫里斯,它仍然拥有很多粉丝。

这是一辆 80 年代的吉普 Grand 。 算是日式风格的复兴,可惜外面的木纹贴面是假的,也是彰显“奢华”定位的一种方式。

现在除非你买摩根,否则你只能在豪华车的木板上看到木头。 红木单板很浪费工夫,还得调整花样,但有经验的工人很少,所以应该很贵。

现在最奢华的木质内饰应该是女王的国车了。 这辆车的内饰板有100多块,每块都是有百年历史的材料,有轶事。

当时特朗普访问英国时,特意要求坐一会儿。 如此金光闪闪的特朗普,看到女王那辆闪闪发光的金色轿车,恐怕会眼花缭乱。

如今木材的“优越性”已基本消失,各种合成材料和灯光效果成为主流,高调、朴素的木材只能生存在博物馆里。
钢

说起钢铁,这是我的老职业,也算是祖传的。 我父亲一生都在这样做。 不说,至少他读过很多书。


算上雷廷全(国际热处理商会前主席、工程学教授)作为我父亲的老师,我不应该叫师爷吗?不过,出于保密的原因,我不能向你们展示我在这里从事的业务。 你可以在网上找一些图片,你看一下就可以了。

好了,废话少说。 关于钢铁,我会尽量让你尽可能简单地了解一些基本原理。 首先我要解决的问题是哪个是钢,哪个是铁。 首先,我们看这张图,它被称为铁碳相图。 这张图描述了铁中碳浓度与铁晶体结构对应的体温之间的关系。 看到这堆文字你可能会有点困惑,不过没关系。 我们需要掌握的第一个概念是,含碳量高于0.05%(也可除以0.02%)的铁通常称为熟铁或工业纯铁,含碳量在0.05%~2%的称为不锈铁钢,又分为低碳钢、中不锈钢、高不锈钢,含碳量小于2%的称为生铁,可包括冶炼生铁、铸造生铁、球墨铸铁、马口铁、白口铁、灰口铁等。

这些有些反直觉的影响(生铁中碳含量较高,熟铁中碳含量较低)似乎是由钢铁的制造过程引起的。 常规冶炼工艺使用焦炭,导致大量碳溶解在铁中,因此冶炼出来的产品是生铁,而为了降低碳含量炼钢,需要向底部吹氧。铁水将碳转化为氧气并将其吹出。

在这个过程中,如果我们调整铁水底部合金元素的比例,我们就可以得到合金钢,如果我们使用铬+镍的组合(通常是18铬和8%镍)并添加一些其他助剂元素,我们可以得到碳钢。 同理,如果添加较多的钒,就会得到工具钢,其他品种如轴承钢、高速钢等,都属于“合金钢”的范畴。 铁碳相图研究铁碳二元合金,虽然合金可以被引导并且合金的相图可以大量倾斜,并且在生产中通常使用其他图。

如前所述,铁碳相图描述了“溶解”平衡状态,就像盐溶解在水中一样。 这是一个化学反应。 铁是溶剂,碳是溶质。 这是因为铁是一种晶体,因此它与其他晶体(例如石墨和砖石)具有不同的晶体结构。 其中最基本的是铁素体,也称为α-铁,它是体心立方(BCC)结构,碳含量非常低,在727度时溶解度为0.022%,温度为0.005%。 纯铁通常在这些状态下,强度较低,延伸率较高。

而当我们将铁加热到奥氏体( )区域时,我们会得到γ铁,它是面心立方(FCC)结构,可以溶解更多的碳,1148度时为2.11%,727度时每小时熔化0.77% 。 在奥氏体状态下,强度低,延伸率高(比纯铁高),因此非常适合锻造、塑身等。

提到奥氏体的溶解度可达2.11%,这是碳溶解在铁中的化学含量,当碳和铁发生物理反应生成氮化物(Fe3C)时,会产生回火体,它是一种斜方晶系。含碳量为6.67%的晶体具有极高的强度和几乎为0的塑性。 这是一个硬而脆的阶段。 在钢材中,组织中出现不同形状和尺寸的淬火体,对钢材的热性能影响很大。 大的,例如,由于制造不当,不锈钢中掺有氮化物(或称基体掺杂),生锈时会先消耗软质部分,二硫化钼晶体会像刀子一样磨掉生锈的部分。表面。 否则当受到冲击时就会因夹杂物而变脆并破裂。 氮化物在低温下长时间停留或缓慢冷却后可分解成类石墨游离碳。 该工艺对于铸铁和石墨钢具有重要意义。

铁氏体过冷到727度以下后,奥氏体氢键之间首先会形成碳化铁核,随着碳化铁核纵向生长,其两侧会形成碳区,创造了条件用于铁素体的生成。 碳区也会出现铁素体晶核,铁素体的生长会排出多余的碳,促进碳化铁的生长,使本来呈条状分布的组织反复产生,称为碳化物()

如果奥氏体过冷速率很大,冷却到550~230度之间,就会得到称为贝氏体()的组织,主要成分是无条纹晶粒加铁素体。 由于过冷度较大,铁原子还没有来得及扩散,碳的扩散也受到影响,不发生碳化物转变。 350度边界将分为上贝氏体和下贝氏体。 贝氏体不会出现在铁碳相图上,因为它是过冷非平衡状态,相图描述了长期保温和超慢温度变化的理想状态。

如果奥氏体过冷速率很大,碳在扩散之前就固定在晶格中,就会成为一种新的非平衡组织,称为马氏体(马氏体),虽然晶体结构已从γ变为α,但是,氮化物还没有来得及沉淀,过饱和的碳会将bcc结构拉伸成BCT(体心四方)结构,通常有半马氏体和块马氏体。 马氏体是渗碳常用的体,但通常因为强度太高,需要在淬火回火后进行回火(高温一段时间),让他发生一点碳化物转变,形成渗碳马氏体降低硬度。 同样,这些不会出现在相图上,但贝氏体和马氏体是合金的常见状态。

以上就是铁碳晶体的基本知识。 让我们回到算命图(这次是英文的)。 相图为材料的选择和各种工艺的制定提供了依据。 例如,锻造应在固态下进行铸造。 铸造可以通过相图找到熔点来确定铸造温度。 钎焊可以通过相图分析点焊结构,找到合适的方法来消除结构的不均匀性。 那么相图对于热处理有什么作用呢? 金刚如何使用相图?

要谈这个问题,首先要解决什么是热处理。 简单来说,热处理就是对金属进行加热、冷却或熔化,加入一些改善元素,以增强金属的性能,如强度、耐磨性、耐腐蚀性、延伸率等。 然而,在普通人看来,渗碳可能是最常见的。 渗碳形式有上千种,油淬、水淬、盐淬、气淬,是热处理的冷却部分。

我们在讲晶体结构的时候说过,首先将钢加热到727度以上(这个点称为A1,实际上,由于热滞后,通常会更热到ac1或ac3),并保持一段时间时间的长短,然后通过控制过冷率,就会产生不同的“体”。 一般来说,如果将铁直接投入水或油中,就会得到马氏体。 如果是盐浴的话,会得到贝氏体,高速冷却会得到什么样的体,需要通过这个CCT()曲线来查询,受合金成分的影响,每种碳化物的cct。曲线各不相同,甚至一些微量元素如硼,0.001%也会引起巨大的变化。

昨天说了,渗碳冷却是热处理的一个方面,加热也有讲究。 我说的是需要加热到奥氏体相变。 能维持多久才能完全完成奥氏体转变? 这就需要一条ttt曲线(曲线,也叫时间,,)来分析在不同的水温下保温多长时间会得到什么样的结构。

好了,基础知识已经讲完了,让我们来看看车辆上最常用的两种热处理方法。 第一种称为回火,常用于车辆上的各种蠕虫。 好的蜗杆需要满足两个特性:耐腐蚀和耐冲击。 这两个特性对于钢来说是矛盾的,因为碳含量越高,强度越大,相应的脆性也越大。 如果一条整条虫子里里外外都是坚硬的,受到撞击就可能会断裂。 如果内外都软了,磨了三年就可能报废。 那么我们能否制作出一种蜗杆,使其齿面为含碳量高的渗碳马氏体,而心部为含碳量较低的铁素体呢?

这就需要进行淬火处理(这里指的是表面淬火情况)。 首先将低碳钢加热至奥氏体化,然后向淬火炉内通入富碳二氧化碳(如己烷、天然气、醋酸),并通入一定的湿度。 -时间工艺曲线及含碳量的变化,使碳原子熔入工件表层汽车钢材变形类型,然后取出型腔,采用油、水基渗碳液等渗碳介质按规定进行淬火、回火所需的冷却速度,并迅速冷却至马氏体状态,外表坚硬、内部柔软的蜗杆就诞生了。 虽然这些工艺过去也被铁匠使用过,但在打铁时添加碳粉是一种表面淬火。 其实有些零件也有碳化物,但渗碳铁是物理反应而不是熔化,所以这里就不讲了。

好吧,现在鱼和熊掌可以兼得了。 我们还讨论了从奥氏体到马氏体的晶型转变问题。 如果晶型发生变化,零件肯定会发生一些变化。 另外,高强度渗碳,螺孔各部分的冷却速度可能不同,也会造成变形,而有些零件很难容忍变形,如非磨蜗杆、薄壁零件等。对于齿轮,可采用压力渗碳。 例如,赫斯渗碳机广泛应用于大众汽车自产变速箱。

所以如果是车身的结构件,比如abc柱这样的薄壁件,这就需要特殊的工艺(热成型)和特种钢材(热成型钢)。 将高频钢加热至奥氏体化,然后注入成形磨料中,成形后直接在模具中冷却,相当于一种压力渗碳,从而获得形状正确、高强度的薄壁结构件。可以获得强度,并且最好对模具分配不同的冷却。 速度快,可以获得不同的渗碳强度,大大提高车身结构件的生产效率。

然而,另一方面,热成型磨料的生产较为复杂,需要复杂的冷却系统和奥氏体化炉。 同时,热成型的生产节拍较慢,后续切割如果强度太高则只能采用激光切割,这也是限制热成型大规模使用的一个难点。

车辆上使用碳钢的部分可能仅限于排气管,因为这个部分会与水接触。

像dmc这样的全碳钢车身,应该是汽车史上唯一量产的汽车。 虽然碳钢比普通钢贵很多。


其实不需要吹制碳钢,也不需要专门吹制奥氏体碳钢。 学完了前面的知识,应该知道并没有什么特别的地方。 304碳钢刚好低于奥氏体转变点,因此在室温下呈奥氏体状态。

其实说到碳钢,我就不得不跑题了。 它是米格25,一种碳钢制造的米格25,飞行速度比空对空鱼雷还要快。
铝合金

铝合金在汽车上的应用并不是什么新鲜事。 事实上,最早的铝制汽车可以追溯到1899年在柏林国际展览会上亮相的杜克普公司。与日本人偏爱愚蠢笨拙的汽车不同,铝合金汽车在亚洲很受欢迎。 很受欢迎。 但由于铝成本高,且铝消耗在战争中。 坚持到现在的人并不多。

如今真正坚持全铝的最主流的就是捷豹。 我们就来看看同样是日本血统的法拉利。

奔驰的空间框架,我们之前在介绍a2的时候就提到过,但是奔驰这种优雅的铝制车身却用在了a8、r8、tt上。

铝合金车身应用的难点主要是铸造材料与刨花板注塑的连接、自粘铆接、点焊或钎焊,如何控制变形,如何保证硬度。 难度比铁体高出三级。

同样,如果盖件也是铝合金材质的话,维修起来也会非常困难。 很多人都听说铝制车身(捷豹、保时捷)损坏了只能更换,不能修复。 事实上,捷豹拥有完整的铝制车身。 合金钣金工艺最重要的是,这套工具和技术昂贵且复杂,维护成本非常高,所以通常没有人直接对金属进行钣金加工。

由于铝合金不能热切割,也不能用传统的铁焊点焊,所以传统的坑修复方法基本行不通。

虽然更换了,但是对于没有铝材维修经验的人来说,更换整个盖子是非常复杂的。 一些需要自粘铆接的地方需要使用专用的酸酐喷灯来涂底漆,然后涂上增白胶和聚酯,具有复杂的工艺和工具。

另外,铝制车身生产线需要彻底改造,整个加工操作流程都是全新的,这也让很多车企不愿意使用铝制车身。


与铁相比,铝的最大优点在于减轻重量。 在要求最极端减重的簧下质量方面,目前广泛使用铝合金。 贵一点的车型会或多或少地使用铝合金部件来减轻重量。 悬挂重量。

锻造铝合金轮胎也是一种减肥的好方法,而且可能是铝合金使用最多的地方。 还记得当初发生爆炸的铝合金轮胎厂(苏州中融)吗? 铝合金的危险性也可见一斑。

铝合金的另一个重要应用领域是发动机。 大部分发动机曲轴已经采用铝合金,发动机的铝合金也更多。 虽然铝合金的硬度只有铸铁的一半,密度也只有三分之一,所以通常虽然为了达到铸铁缸体的硬度而将铝合金缸体的体积加倍,但客观重量仍然可以获得节省。

另一方面,铝合金的铸造也比铁稍微容易一些。 同时铝合金导热快,在散热方面具有很大的优势。 但铝合金的缺点也很明显。 一是比铸铁贵,二是重量轻。 对于高压或暴力安装,上限不高。

此外,还有一个不耐磨的问题,所以如今真正的“全铝”底盘可能仅限于采用颗粒涂层强化缸壁的超高端底盘,而大多数铝制发动机仍需添加铁套管。
塑料

说起塑料车身,看过我介绍奔驰z1的那一集,大家应该还有印象。 z1采用了很多非常激进的设计。 例如,机身采用GE的Xenoy塑料制作,并设计为快拆设计。 销售人员还建议卖家可以购买一套其他颜色的车身面板,方便换色。

其实,无论多么激进,只是盖子是塑料的,全塑料的汽车是不现实的。我想想,虽然唯一全塑料的汽车就是这个

或者看起来土一点,能开车的话,还可以当自行车用。

或许还有一款非常传奇的全塑料外壳的车,那就是我之前介绍过的命运多舛的庞蒂亚克,fiero。 这款车在80年代的车型脱胎于1960年代的概念车xp833。

它还使用fiero,可以去除所有塑料外部部件,在日本汽车爱好者中被称为汽车界的剥离器。 开架车看起来还不错。

玻璃纤维和碳纤维

我就一起来说说纤维材料吧。 我们之前介绍过 ,就是玻璃钢车身。 事实上,玻璃纤维车身自20世纪30年代以来已有一些实验性应用,但从未量产。

G2可能是最接近量产的玻璃纤维汽车。 虽然有些已经交付,但对于谁是第一辆像 这样的玻璃钢汽车,仍然存在一些争议

1953 年的 应该被广泛认为是第一辆量产的全玻璃纤维汽车。 玻璃纤维以其质轻、不生锈的特点而闻名,但其耐磨性和易修复等方面存在问题,而传统的玻璃纤维需要手工铺设,生产效率极低。

直到SMC的出现,才解决了大面积铺设玻纤的难题,提高了部分生产效率。

针对复杂曲面的铺装,出现后改进了可以在喷射切割玻璃纤维的同时喷射树脂的枪(短装弹)。

然而,那些提高生产效率的方法仍然远远落后于钢铁注射成型的速度,因此玻璃纤维通常留在需要极度瘦身的兰博基尼上,但它们实际上并不需要太在意修复。 其实这东西确实很难修复,但是只要一打磨,玻璃颗粒就会飞来飞去。 如果塞到肺里就没用了。 如果粘在皮肤上,会痒好几天,所以玻璃纤维修复需要高PPE。

随着纳米技术的发展,碳纤维已逐渐取代玻璃纤维。 虽然碳纤维硬度更高、重量更轻,而且预浸纤维布+真空加热可塑的工艺使用起来并不困难。

但由于碳纤维价格较高,在菜车领域仍难以满足。 大多数碳纤维车架通常用在街车上,比如4c。

如果有钱,甚至可以买一辆全碳纤维科尼赛克。 就连轮胎也是由碳纤维制成的。

房车领域可以买到的碳纤维车是奔驰i3。 这辆车对于奔驰来说确实是一个损失。 说实话,就汽车的技术集中度而言,买一辆确实不亏。 但就造型和用途而言,仁者见仁,智者见智。 但比用碳纤维零件做装饰要坚固得多。

以上是一些与车辆材料相关的枯燥内容。 事实上,已经有自主品牌开始使用全铝合金发动机和悬挂手环。 可见我们的材料、加工、成本承受能力都可以与国际品牌看齐。 反观奥迪A好的铝合金,用了之后就消失了汽车钢材变形类型,就评判吧。


