目前汽車底盤(pán)材料中比較常用的金屬材料包括合金鋼、鑄鐵以及鋁合金材料。本文通過(guò)相關(guān)參考文獻(xiàn)的調(diào)研，對(duì)汽車底盤(pán)金屬材料中的鋼鐵材料以及鋁合金材料的力學(xué)性能及使用現(xiàn)狀進(jìn)行了深入的分析。首先主要介紹了等溫淬火球墨鑄鐵，這種材料因其優(yōu)異的綜合力學(xué)性能在汽車底盤(pán)零部件方面取得了比較廣泛的應(yīng)用；其次重點(diǎn)介紹了使用在汽車底盤(pán)6000系列鋁合金材料，分析了Al-Mg-Si合金的研究現(xiàn)狀。
    目前汽車底盤(pán)各部件的材料主要包括了傳動(dòng)部件、行使部件、轉(zhuǎn)向部件以及制動(dòng)系統(tǒng)部件。傳動(dòng)部件中的離合器片采用的是玻璃纖維以及石墨加金屬粉末壓制而成，或者是經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理的合金鋼材。變速器外殼通常采用鑄鐵及合金鋼；萬(wàn)向傳動(dòng)裝置的材料一般為灰鑄鐵。在行使部件中的車架一般使用碳素鋼，車橋采用灰鑄鐵或者優(yōu)質(zhì)碳素鋼；在轉(zhuǎn)向部件中，采用優(yōu)質(zhì)碳素鋼或者鑄鐵來(lái)制造轉(zhuǎn)向橫拉桿，合金調(diào)質(zhì)鋼用在轉(zhuǎn)向節(jié)。制動(dòng)系統(tǒng)中的輪缸所用材料為鑄鐵，制動(dòng)管路的材料為鑄鐵。本文通過(guò)大量參考文獻(xiàn)的調(diào)研與分析，研究了汽車底盤(pán)常用的金屬材料的力學(xué)性能們主要包括了合金鋼、球鐵以及鋁合金部件。
    等溫淬火球鐵材料的力學(xué)性能
   等溫淬火球墨鑄鐵具有很高的強(qiáng)度和韌性，十分適合用作汽車零部件，國(guó)外已經(jīng)廣泛使用這種球墨鑄鐵制造傳動(dòng)齒輪以及底盤(pán)零件。在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家的等溫淬火零部件的使用量達(dá)到了50%以上，其中又以底盤(pán)零部件為主，如表1所示。
    表1 等溫淬火球墨鑄鐵在歐洲與美國(guó)市場(chǎng)中的應(yīng)用
 

    等溫淬火球墨鑄鐵通過(guò)加入合金元素使得原有的鐵素體與珠光體轉(zhuǎn)變?yōu)獒槧畹蔫F素體與富碳的奧氏體組織。正是由于這種顯微組織，使得這種材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能。與合金鋼材相比，比強(qiáng)度高、低能耗、產(chǎn)生的噪音比較小，具有較好的斷裂韌性，同時(shí)還具備著普通灰鑄鐵優(yōu)異的力學(xué)性能。在金屬材料斷裂的過(guò)程中，通常根據(jù)斷口的形貌分為韌性斷裂和脆性斷裂，對(duì)于汽車底盤(pán)零部件而言，這一類型金屬材料的斷裂方式必須為韌性斷裂，所以等溫淬火球墨鑄鐵的斷裂方式一般為韌性斷裂，在保證具有較高強(qiáng)度的同時(shí)，還具備了良好的塑韌性。對(duì)于汽車底盤(pán)材料而言，不僅要求具有較高的強(qiáng)度，還要有良好的塑性和韌性。汽車底盤(pán)常用的金屬材料的性能見(jiàn)表2。
    表2 汽車底盤(pán)常用金屬材料的力學(xué)性能
 

    經(jīng)過(guò)噴丸表面處理以后的等溫淬火球墨鑄鐵的抗彎強(qiáng)度提高了40%以上。
    2.汽車底盤(pán)鋁合金材料
   汽車底盤(pán)常用的鋁合金材料主要包括了鑄造鋁合金以及熱處理強(qiáng)化形變鋁合金。鑄造鋁合金材料具有冶煉工藝比較簡(jiǎn)單，鑄造工藝性能優(yōu)良，力學(xué)性能良好從而受到汽車制造業(yè)的廣泛關(guān)注。目前汽車底盤(pán)產(chǎn)用的鋁合金材料為6000系列鋁合金。6000系列的鋁合金的鍛造性能比較好，在進(jìn)行熱力鍛造的過(guò)程中，鋁合金型材表面并沒(méi)有氧化皮，鍛造余量較少，鋁合金的耐腐蝕性較好，并沒(méi)有應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的現(xiàn)象。在制造汽車底盤(pán)材料的鋁合金比較典型的牌號(hào)就是6061鋁合金。6000系列鋁合金在制造汽車底盤(pán)、搖臂以及控制臂等汽車關(guān)鍵零部件方面具有較大的優(yōu)勢(shì)。上海交通大學(xué)研究了Al-Mg-Si合金，向該合金中添加了相關(guān)晶粒細(xì)化的元素。固溶時(shí)效以后得到的力學(xué)性能如表2所示。
    表2 Al-Mg-Si合金材料參數(shù)
 

    2006年美國(guó)福特汽車公司開(kāi)發(fā)了SG112-T4Al合金，這種合金就是在鋁中加入了1%Si和0.5%左右的Mg元素。這種鋁合金在冷加工以前其強(qiáng)度為110MPa，比一般的鋁合金低30MPa，但是在噴漆一小時(shí)后強(qiáng)度增加到210MPa，強(qiáng)度提高一倍，超過(guò)了鐵的強(qiáng)度。該合金的烤漆溫度與鋼板相同均為180℃，而傳統(tǒng)鋁合金的烤漆溫度均在200℃。盡管6000系列鋁合金的價(jià)格是鋼管的2倍，但是每輛車的外殼可以降重50%左右。通過(guò)優(yōu)化6000系列合金的化學(xué)成分和各種加工工藝，研制出性能更強(qiáng)的6000系列車身用鋁合金，例如超塑性鋁合金。通過(guò)改變熱處理工藝，提高6000系列鋁合金的使用系能，歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家的材料工作者開(kāi)展了旨在提高了合金綜合性能的固溶+時(shí)效+再時(shí)效處理技術(shù)的研究，將來(lái)6000系列的鋁合金T6處理可以改為RRA處理，目的是為了在晶界分布的連續(xù)鏈狀析出相改變?yōu)椴贿B續(xù)的非共格析出相。Al-Mg-Si合金中Cu含量的增加會(huì)降低合金的抗腐蝕性能，同時(shí)合金的峰值硬度和抗拉強(qiáng)度也會(huì)呈現(xiàn)不同程度的升高。德國(guó)的汽車制造商為了控制鋼板的抗腐蝕性能，要求Cu元素的含量要低于0.1%。但是北美汽車制造商為了提高鋁合金板材的強(qiáng)度，添加的銅元素的含量達(dá)到了0.7%，研制出了AA6111合金。

    目前汽車底盤(pán)材料中比較常用的金屬材料包括合金鋼、鑄鐵以及鋁合金材料。本文通過(guò)相關(guān)參考文獻(xiàn)的調(diào)研，對(duì)汽車底盤(pán)金屬材料中的鋼鐵材料以及鋁合金材料的力學(xué)性能及使用現(xiàn)狀進(jìn)行了深入的分析。首先主要介紹了等溫淬火球墨鑄鐵因其優(yōu)異的綜合力學(xué)性能在汽車底盤(pán)零部件方面取得了比較廣泛的應(yīng)用；其次重點(diǎn)介紹了使用在汽車底盤(pán)6000系列鋁合金材料，分析了Al-Mg-Si合金的研究現(xiàn)狀。