在外加载荷作用下，应变落后于应力现象。
静力韧度：
材料在静拉伸时单位体积材科从变形到断裂所消耗的功。
比例极限：
应力―应变曲线上符合线性关系的最高应力。
包辛格效应指原先经过变形，然后在反向加载时弹性极限或屈服强度降低的现象 包申格效应：
指原先经过少量塑性变形，卸载后同向加载，弹性极限(σP)或屈服强度(σS)增加；反向加载时弹性极限(σP)或屈服强度(σS)降低的现象
韧脆转变：
材料力学性能从韧性状态转变到脆性状态的现象（冲击吸收功明显下降，断裂机理由微孔聚集型转变微穿晶断裂，断口特征由纤维状转变为结晶状）。
静力韧度：
材料在静拉伸时单位体积材料从变形到断裂所消耗的功叫做静力韧度。是一个强度与塑性的综合指标，是表示静载下材料强度与塑性的最佳配合。
是材料断裂前及断裂过程中产生明显宏观塑性变形的断裂过程 弹性极限
是材料由弹性变形过渡到弹―塑性变形时的应力，应力超过弹性极限以后材料便开始产生塑性变形。
是指载荷大小，甚至方向随时间变化的裁荷
在指定疲劳寿命下，材料能承受的上限循环应力，疲劳强度是保证机件疲劳寿命的重要材料性能指标
缺口敏感度（NSR）――金属材料的缺口敏感性指标，用缺口试样的抗拉强度与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度的比值表示。
冲击韧度（冲击韧性）―材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力。 冲击吸收功――
冲击弯曲试验中试样变形和断裂所消耗的功
缺口材料在静载荷作用下，缺口截面上的应力状态发生的变化 冲击韧度
材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力
体心立方晶体金属及其合金或某些密派六方晶体金属及其合金在试验温度低于某一温度时，材料由韧性状态转变为脆性状态的现象
韧性温度储备 ：材料使用温度和韧脆转变的差值，保证低服役行为。
低应力脆断：
在屈服应力以下发生的断裂
断裂韧度：
当KI 增大达到临界值时，也就是在裂纹尖端足够大的范围内达到了材料的断裂强度，裂纹便失稳扩展而导致材料断裂。
张开型裂纹：
拉应力垂直作用于裂纹扩展面，裂纹沿作用力方向张开，沿裂纹面扩展 J积分：
裂纹尖端区的应变能，即应力应变集中程度
裂纹尖端沿应力方向张开所得到的位移。
金属在在变动应力或应变长期作用下，即使所受的应力低于屈服强度，由于累积损伤也会发生断裂的现象
腐蚀疲劳：
材料或零件在交变应力和腐蚀介质的共同作用下造成的失效。 应力腐蚀：
材料或零件在应力和腐蚀环境的共同作用下引起的破坏。
就是材料在使用前内部已含有足够的氢并导致了脆性破坏
氢蚀断裂的宏观断口形貌呈氧化色，颗粒状。微观断口上晶界明显加宽呈沿晶断裂
延滞断裂：
在特定外界条件下工作的机件，虽然所受应力低于材料屈服强度，但服役一定时间后，也可能发生突然脆断，这种与时间有关的低应力脆断
屈服现象：
材料从弹性变形阶段向塑性变形阶段过渡过程中，外力不增加试样仍然继续伸长；或外力增加到一定数值时突然下降，随后，在外力不增加或上下波动情况下，试样继续伸长变形
1.试述退火低碳钢，中碳钢和高碳钢的屈服现象在拉伸力伸长曲线图上的区别？为什么？
答：对于退火低碳钢，中碳钢而言，其从弹性变形阶段向塑性变形阶段过渡是明显的，表现在实验过程中，外力不增加试样仍然继续伸长；或外力增加到一定数值时突然下降，随后，在外力不增加或上下波动情况下，试样继续变形伸长，即存在上下屈服点和屈服平台。而高碳钢具有连续屈服特征，在拉伸试验时看不到屈服现象，没有显著的上下屈服点和屈服平台
2 .金属的弹性模量主要取决于什么?为什么说它是一个对结构不敏感的力学性能?
答：金属的弹性模量主要取决于金属键的本性和原子间的结合力，而 材料的成分和组织对它的影响不大，所以说它是一个对组织不敏感的性能指 标，这是弹性模量在性能上的主要特点。改变材料的成分和组织会对材料的强度(如屈服强度、抗拉强度)有显著影响，但对材料的刚度影响不大。
3.决定金属屈服强度的因素有哪些？
答：内在因素：金属本性及晶格类型、晶粒大小和亚结构、溶质元素、第二相。 外在因素：温度、应变速率和应力状态
4.试述韧性断裂与脆性断裂的区别。为什么脆性断裂最危险？
答：韧性断裂是金属材料断裂前产生明显的宏观塑性变形的断裂，这种断裂有一个缓慢的撕裂过程，在裂纹扩展过程中不断地消耗能量；而脆性断裂是突然发生的断裂，断裂前基本上不发生塑性变形，没有明显征兆，因而危害性很大。 5.何谓拉伸断口三要素？影响宏观拉伸断口性态的因素有哪些？
答：宏观断口呈杯锥形，由纤维区、放射区和剪切唇三个区域组成，即所谓的断口特征三要素。上述断口三区域的形态、大小和相对位置，因试样形状、尺寸和金属材料的性能以及试验温度、加载速率和受力状态不同而变化。
6.什么是低温脆性、韧脆转变温度tk？产生低温脆性的原因是什么？体心立方和
面心立方金属的低温脆性有和差异？为什么？
答：在试验温度低于某一温度tk时，会由韧性状态转变未脆性状态，冲击吸收功明显下降，断裂机理由微孔聚集型转变微穿晶断裂，断口特征由纤维状转变为结晶状，这就是低温脆性。 tk称为韧脆转变温度。
低温脆性的原因：
低温脆性是材料屈服强度随温度降低而急剧增加，而解理断裂强度随温度变化很小的结果。如图所示：当温度高于韧脆转变温度时，断裂强度大于屈服强度，材料先屈服再断裂（表现为塑韧性）；当温度低于韧脆转变温度时，断裂强度小于屈服强度，材料无屈服直接断裂（表现为脆性）。心立方和面心立方金属低温脆性的差异： 体心立方金属的低温脆性比面心立方金属的低温脆性显著。
这是因为派拉力对其屈服强度的影响占有很大比重，而派拉力是短程力，对温度很敏感，温度降低时，派拉力大幅增加，则其强度急剧增加而变脆。
7.在评定材料的缺口敏感应时，什么情况下宜选用缺口静拉伸试验?什么情况下宜选用缺口偏斜拉伸?什么情况下则选用缺口静弯试验?
答：缺口静拉伸试验主要用于比较淬火低中温回火的各种高强度钢，各种高强度钢在屈服强度小于1200MPa时，其缺口强度均随着材料屈服强度的提高而升高；但在屈服强度超过1200MPa以上时，则表现出不同的特性，有的开始降低，有的还呈上升趋势
缺口偏斜拉伸试验就是在更苛刻的应力状态和试验条件下，来检验与对比不同材料或不同工艺所表现出的性能差异。
缺口试样的静弯试验则用来评定或比较结构钢的缺口敏感度和裂纹敏感度。
8.缺口试样拉伸时的应力分布有何特点？
答：在弹性状态下的应力分布：薄板：在缺口根部处于单向拉应力状态，在板中心部位处于两向拉伸平面应力状态。厚板：在缺口根部处于两向拉应力状态，缺口内侧处三向拉伸平面应变状态。
无论脆性材料或塑性材料，都因机件上的缺口造成两向或三向应力状态和应力集中而产生脆性倾向，降低了机件的使用安全性。为了评定不同金属材料的缺口变脆倾向，必须采用缺口试样进行静载力学性能试验。
9.积分的主要优点是什么?为什么用这种方法测定低中强度材料的断裂韧 性要比一般的 KIC 测定方法其试样尺寸要小很多？
答：J 积分有一个突出的优点就是可以用来测定低中强度材料的 KIC。 对平面应变的断裂韧性 KIC，测定时要求裂纹一开始起裂，立即达到全 而失稳扩展，并要求沿裂纹全长，除试样两侗表面极小地带外，全部达到平 面应变状态。而 JIC 的测定，不一定要求试样完全满足平面应变条件，试验 时，只在裂纹前沿中间地段首先起裂，然后有较长的亚临界稳定扩展的过程， 这样只需很小的试验厚度，即只在中心起裂的部分满足平面应变要求，而韧 带尺寸范围可以大而积的屈服， 甚至全面屈服。 因此． 作为试样的起裂点． 仍 然是平面应变的断裂韧度，这时 JIC 的是材料的性质。当试样裂纹继续扩展 时，进入平面应力的稳定扩展阶段，此时的 J 不再单独是材料的性质，还与 试样尺寸有关
9.试说明低温脆性的物理本质及其影响因素
答：低温脆性的物理本质：宏观上对于那些有低温脆性现象的材料，它们的屈服强度会随温度的降低急剧增加，而断裂强度随温度的降低而变化不大。当温度降低到某一温度时，屈服强度增大到高于断裂强度时，在这个温度以下材料的屈服强度比断裂强度大，因此材料在受力时还未发生屈服便断裂了，材料显示脆性。
从微观机制来看低温脆性与位错在晶体点阵中运动的阻力有关，当温度降低时，位错运动阻力增大，原子热激活能力下降，因此材料屈服强度增加。
影响材料低温脆性的因素有
1．晶体结构：对称性低的体心立方以及密排六方金属、合金转变温度高，材料脆性断裂趋势明显，塑性差。
2．化学成分：能够使材料硬度，强度提高的杂质或者合金元素都会引起材料塑性和韧性变差，材料脆性提高。
3．显微组织：①晶粒大小，细化晶粒可以同时提高材料的强度和塑韧性。因为
晶界是裂纹扩展的阻力，晶粒细小，晶界总面积增加，晶界处塞积的位错数减
少，有利于降低应力集中；同时晶界上杂质浓度减少，避免产生沿晶脆性断裂。
②金相组织：较低强度水平时强度相等而组织不同的钢，冲击吸收功和韧脆转变温度以马氏体高温回火最佳，贝氏体回火组织次之，片状珠光体组织最差。钢中夹杂物、碳化物等第二相质点对钢的脆性有重要影响，当其尺寸增大时均使材料韧性下降，韧脆转变温度升高。
10.说明下列断裂韧度指标的意义及其相互关系K?C和KC
答： 临界或失稳状态的K?记作K?C或KC，K?C为平面应变下的断裂韧度，表示在平面应变条件下材料抵抗裂纹失稳扩展的能力。KC为平面应力断裂韧度，表示在平面应力条件下材料抵抗裂纹失稳扩展的能力。
它们都是?型裂纹的材料裂纹韧性指标，但KC值与试样厚度有关。当试样厚度增加，使裂纹尖端达到平面应变状态时，断裂韧度趋于一稳定的最低值，即为K?C，它与试样厚度无关，而是真正的材料常数
11.疲劳断口有什么特点?
答案：有疲劳源。在形成疲劳裂纹之后，裂纹慢速扩展，形成贝壳状或海滩状条纹。这种条纹开始时比较密集，以后间距逐渐增大。由于载荷的间断或载荷大小的改变，裂纹经过多次张开闭合并由于裂纹表面的相互摩擦，形成一条条光亮的弧线，叫做疲劳裂纹前沿线，这个区域通常称为疲劳裂纹扩展区，而最后断裂区则和静载下带尖锐缺口试样的断口相似。对于塑性材料，断口为纤维状，对于脆性材料，则为结晶状断口。总之，一个典型的疲劳断口总是由疲劳源，疲劳裂纹扩展区和最终断裂区三部份构成。12.试述金属疲劳断裂的特点
答 （1）疲劳是低应力循环延时断裂，机具有寿命的断裂（2）疲劳是脆性断裂
（3）疲劳对缺陷（缺口，裂纹及组织缺陷）十分敏感
13.试述疲劳宏观断口的特征及其形成过程
答：典型疲劳断口具有三个形貌不同的区域―疲劳源、疲劳区及瞬断区。
（1） 疲劳源是疲劳裂纹萌生的策源地，疲劳源区的光亮度最大，因为这里在整个裂纹亚
稳扩展过程中断面不断摩擦挤压，故显示光亮平滑，另疲劳源的贝纹线细小。
（2） 疲劳区的疲劳裂纹亚稳扩展所形成的断口区域，是判断疲劳断裂的重要特征证据。
特征是：断口比较光滑并分布有贝纹线。断口光滑是疲劳源区域的延续，但其程度随裂纹向前扩展逐渐减弱。贝纹线是由载荷变动引起的，如机器运转时的开动与停歇，偶然过载引起的载荷变动，使裂纹前沿线留下了弧状台阶痕迹。
（3） 瞬断区是裂纹最后失稳快速扩展所形成的断口区域。其断口比疲劳区粗糙，脆性材
料为结晶状断口，韧性材料为纤维状断口。
14.提高材料疲劳强度的措施？
（1）表面强化，如表面喷丸、滚压、表面淬火及表面化学热处理等。
（2）采取合适加工措施，降低表面粗糙度表面粗糙度越低，材料的疲劳极限越高。
（3）合金化，强化基体，形成弥散强化，提高材料的形变抗力阻止循环滑移带的形成和开裂，从而阻止疲劳裂纹的萌生和提高疲劳强度。
（4）细化晶粒或使用正火组织、淬火回火等热处理组织。
（5）减少夹杂物的数量、尺寸都能有效得提高疲劳强度。还可以通过改变夹杂物与基体之间的界面结合性质来
15.简述缺口的三个效应是什么?
答：(1)缺口造成应力应变集中，这是缺口的第一个效应。(2)缺口改变了缺口前方的应力状态，使平板中材料所受的应力由原来的单向拉伸改变为两向或三向拉伸，这是缺口的第二个效应。(3)缺口使塑性材料强度增高，塑性降低，这是缺口的第三个效应
16.影响疲劳裂纹扩展速率的因素
1）应力比R的影响 2）过载峰的影响 3）材料组织的影响
17.影响ＫＩＣ的冶金因素：
内因：1、学成分的影响；2、集体相结构和晶粒大小的影响；3、杂质及第二相的影响；4、显微组织的影响。外因：1、温度；2、应变速率。工程塑料低温脆性的研究-技术文章-上海祥微试验设备有限公司
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工程塑料低温脆性的研究
工程塑料低温脆性的研究研究了低温环境对工程塑料性能的影响, 测试了材料在一25 ℃ 的低温脆性, 研究了低温对材料性能的影响。结果表明低温使材料变硬、变脆, 拉伸强度和弯曲强度随温度降低而提高, 冲击强度和伸长率随温度降低而下降. 与脆化温度较高的相比, 脆化温度较低的材料在低温下性能保持率较高。材料经低温曝晒, 性能下降更为明显。近年来国内有关部门对工程塑料的材料性能进行过人工低温性能试验研究, 取得了试验成果, 但对自然低温下的性能变化尚缺乏必要的数据。为此, 我站利用寒冷地区自然低温条件, 于19 5 5 年r l 月至1 9 8 9 年3 月的冬季期间, 开展了这一方面的试验工作。本文对工程塑料在低温下的机械性能进行了试验。1 试验条件与试验方法L I 试验条件低温性能试验在本站自然低温材料试验室进行。测试仪器在低温状况下进行了标定(调零、校正)。该地区冬季漫长, 全年平均气温为一2 5 ℃ , 极端最低温一48 ℃ , 全年最冷月(一月)平均温度一28 ℃ 。上述气候条件, 可以满足工程塑料低温性能试验的需要。工程塑料低温脆性的研究1. 2 测试仪器TS-BC-2塑料超低温脆化试验机海祥微试验设备有限公司生产3 试验方法GB/T 塑料 冲击法脆化温度的测定GB/T
橡胶或塑料涂覆织物 低温冲击试验GB/T硫化橡胶低温脆性的测定（多试样法）JIS K 硫化或热塑性橡胶--低温特性的测定JIS K7216 塑料低温脆化测试方法ISO 812-2011硫化橡胶或热塑性橡胶--低温脆性的测定ASTM D挠性聚合物及其涂覆织物脆化点测试方法ASTM D746-2013用冲击法测定塑料及弹性材料脆化温度的试验方法分别进行了室温, 一5 ℃ 、一15 ℃ 、一25 ℃ 温度下的机械性能测定。2 试验结果分析及讨论表1 、表2 为部份工程塑料在不同低温下的拉伸强度、伸长率、弯曲强度和冲击强度试验数据。从表1和表2 的试验数据可以看出, 低温对工程塑料机械性能的影响, 主要表现在材料的拉伸强度和弯曲强度随温度的降低而提高, 冲击强度和伸长率随温度的降低而下降。结果导致材料变硬、变脆、柔韧性减小或消失。当温度降到一2 5 ℃ 时拉伸强度上升幅度较大, 其中尼龙6 、增强尼龙6 、尼龙! 0 10 和37 2 有机玻璃塑料等表现得较为突出。拉伸强度和弯曲强度随温度降低而上升, 虽然在一般情况下不会有直接破坏作用, 但若遇外力作用则会产生脆现象,对工程塑料零部件有一定的影响。有些耐低温差的材料, 其冲击强度与伸长率在蕴度降至一15 一一2 5 ℃ 时就有了较大的变化, 如聚丙烯、聚苯乙烯和尼龙6 等材料。有些耐低温脆性较好的材料, 由于其脆化温度低, 所以冲击强度与伸长率的保持率较好, 如采用橡胶改性的聚苯乙烯, 含有橡胶成份的A BS 以及聚乙烯、聚碳酸醋、尼龙1 0 10 和聚甲醛等材料。另外, 低温下应力集中对工程塑料的机械力或应变的作用下缺陷损伤的进一步发展将导性能也有较大的影响。从表2 可以看出, 程塑料在低温下无缺口和缺口的冲击强度的下降幅度有明显的差别, 即存在材料缺口敏感性果问题。材料如果存在缺陷(缺口、空隙、裂缝、杂质等) , 其低温性能则大大低于正常状态, 在应力或者应变的作用下许多工致材料的最终破坏。2 .2 塑料线缆绝缘与护套层性能试验结果表3 为部份塑料电线电缆的绝缘层和护套层材料在不同低温下的机械性能试验数据从表3 中可以看出, 线缆产品的绝缘和护套层材料的拉伸强度随温度的降低而上升, 断裂伸长率则随温度的降低而下降。护套层比绝缘层材料的耐低温性略好一些, 但也有个别产品的伸长率下降较大; 天津电子线缆公司的s YU 一7 5 一」高频电缆的绝缘层和护套层耐低温性能较好, 其它产品聚乙烯、聚氯乙烯绝缘层的耐低温性相对差些。.3 工程塑料户外曝晒与未曝晒样品低温性能对比试验结果表4 为部分工程塑料户外曝晒(l 年) 与未曝晒样品在同一低温( 一15 ℃ ) 时机械性能对比试验数据。从表4 可以看出, 工程塑料材料经曝晒后低温机械性能要比未经曝晒的同一品种材料的性能差。耐寒性较好的材料同一低温下, 经曝晒的与未经曝晒的数据相差较小, 如尼龙l 。]0 和增强尼龙6 等。耐寒性较差的材料, 如A Bs 、聚苯乙烯、A S 等经曝晒后的低温性能下降较大。所以, 对寒冷地区使用的工程塑料材料, 应考虑其在寒冷地区使用后性能降低这一因素。3 结束语试验结果表明, 低温对工程塑料的机械性能影响较大, 应引起塑料行业设计、制造和使用部门的充分重视, 积极开展这一方面的试验研究工作。本项试验由于受客观条件的限制, 只测试一25 ℃ , 试验结果对低温问题的认识尚不全面, 应在条件许可的情况下进行一切40℃ 左右的低温脆性试验, 是很有必要的。
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为什么材料的强度提高了，冲击性能就下降了呢？？
材料的拉伸强度提高了，冲击性能下降了
那就对它增韧啊
是的，拉伸强度跟弯曲强度都提高了不少，冲击性能下降了不少
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[qiáng dù]
力学上，材料在下抵抗破坏（和断裂）的能力称为强度。强度是机械零部件首先应满足的基本要求。
强度力学术语
在外力作用下，材料或结构抵抗破坏（永久和断裂）的能力。按所抵抗外力的作用形式可分为：抵抗静态外力的静强度，抵抗冲击外力的冲击强度，抵抗交变外力的疲劳强度等；
按环境温度可分为：常温下抵抗外力的常温强度，高温或低温下抵抗外力的热(高温)强度或冷(低温)强度等。
按的性质不同，主要有、、、等，工程常用的是屈服强度和抗拉强度，这两个强度指标可通过拉伸试验测出。
强度是指零件承受载荷后抵抗发生断裂或超过容许限度的残余变形的能力。也就是说，强度是衡量零件本身承载能力（即抵抗失效能力）的重要指标。强度是机械零部件首先应满足的基本要求。机械零件的强度一般可以分为静强度、疲劳强度（弯曲疲劳和接触疲劳等）、断裂强度、冲击强度、高温和低温强度、在腐蚀条件下的耐腐蚀强度、胶合强度等项目。强度的试验研究是综合性的研究，主要是通过其来研究零部件的受力状况以及预测破坏失效的条件和时机。
某种材料的强度可由这种材料制成的标准试件作单向载荷(拉伸、压缩、剪切等)试验确定。从开始加载到破坏的整个过程中，试件截面所经受的最大应力就反映出材料的强度，通常称为材料的极限强度。
具有复杂几何形状的结构，例如杆系、板、壳体、薄壁系统等工程结构以及自然界中的生物体结构等，它们的强度是指这些结构的极限承载能力。这种能力不仅与结构的材料强度有关，而且与结构的几何形状、外力的作用形式等有关。
强度问题十分重要，许多房屋、桥梁、堤坝等的倒塌，飞机、航天飞船的坠毁都是由于强度不够而造成的。所以在工程设计中，强度问题常列为最重要的问题之一。为了确保强度满足要求，必须在给定的环境（如外力和温度）下对结构进行强度计算或强度试验。强度计算是指计算出材料或结构在给定环境下的应力和应变，并根据强度理论确定材料或结构是否破坏；强度试验是指在模拟环境中检验材料或结构是否破坏[1]
强度其它含义
1. [intensity]∶以及某个量（如、电流、、辐射或放射性）的强弱程度。
如电场强度。
例：《戏剧导演的初步知识》上篇四：“照明的强度，可视导演者在某一时刻需要观众所看到的事物范围而定。”
例：《》二：“‘小学教员’四个字刺入 焕之 的耳朵，犹如前年听见了‘电报生’那样，引起强度的反感。”[1]
强度相关名言
疼痛的强度，同自然赋于人类的意志和刚度成正比。——
机器人在工作强度、运算速度和记忆功能方面可以超越人类，但在意识、推理等方面不可能超越人类。——
对情感方式的质疑，对表达“爱”的腐朽语言的不信任和拒绝，既成了诗人表达情感的一个重大障碍，但也是增加诗人情感强度的催化剂，或者说还是对诗人如何表达自己最珍惜的情感的挑战。——
《中国大百科全书》74卷（第一版）力学 词条：固体力学 ：中国大百科全书出版社 ，1987 ：397页提高性能,降低成本_提高性能|降低成本
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&&提高性能,降低成本--访杜邦高性能聚合物大中国区汽车市场开发经理彭若明先生
提高性能,降低成本--访杜邦高性能聚合物大中国区汽车市场开发经理彭若明先生
[访杜邦高性能聚合物大中国区汽车市场开发经理彭若明先生]
伴随汽车发动机小型化的发展趋势,发动机周边零部件的性能要求日益提高.
图1 杜邦高性能大中国区汽车市场开发经理 彭若明先生
伴随汽车小型化的发展趋势，发动机周边零部件的性能要求日益提高。与此同时，竞争导致汽车行业降低成本的需求更加迫切。如何在提高性能的同时降低成本，这对材料供应商提出了更高的要求……
AI：彭总，您好！作为杜邦高性能聚合物大中国区汽车市场开发经理，您对中国汽车行业以塑代钢的轻量化发展进程有何评价？
彭若明先生：轻量化我们已经讲了很多年，但实际上，每一年轻量化的概念都是不一样的。
总体上讲，最初，轻量化的目标主要是汽车装饰部件，约在十几年前，发动机相关零部件开始成为轻量化的热点和难点。经过十几年的发展，目前发动机相关零部件以塑代钢的应用已基本成熟，广为用户所接受，那么下一步取代金属的轻量化将主要集中在汽车底盘和车身上，这也是汽车真正意义上的轻量化应用。
具体就发动机相关零部件的以塑代钢轻量化应用而言，每一年的概念也在发生变化。比如，十多年前以塑代钢的热点和难点主要是发动机进气歧管，记得在2005年杜邦中国研发中心刚刚建成的时候，国内汽车进气歧管的塑料化比重只有大约20%~30%。当时我们针对这项应用做了大量的应用开发工作，由于存在认识、观念以及储备等多方面的问题，早期的应用推广也比较艰难。到目前，国内汽车进气歧管的塑料化比重已经达到70%~80%，而且大多数应用都是与杜邦合作的。随着进气歧管塑料化应用的逐渐成熟，5年前国内汽车行业以塑代钢的热点开始转向气门室罩盖，3年前则是发动机油底壳，现在主要是涡轮增压发动机的中冷器端盖和进气管等。在此过程中，不仅轻量化的应用对象在悄然地发生变化，而且就某一特定应用而言，所用的材料技术也在发生变化。以进气歧管为例，最早使用的是金属，然后是热固性塑料，现在则几乎全部为热塑料所取代。而在热塑性塑料中，随着材料技术和加工技术的不断进步，所用材料也出现了从66向尼龙6的逐步转变，比如，在耐高温性要求不很高，同时要求具有良好耐爆破压力以适应焊接加工的情况下，尼龙6（熔点温度230℃）相比尼龙66具有更好的性价比优势。当然，在发动机温度很高的情况下，尼龙66是首选材料，它的熔点可以达到260℃，但焊接性能不如尼龙6。因此，杜邦专门开发了特殊规格的尼龙66，以改善其焊接性能。
总而言之，随着材料技术的不断进步，以塑代钢的轻量化应用也在不断发展成熟。
AI：针对发动机周边零部件的应用，材料技术需要在哪些方面进一步实现突破？
彭若明先生：伴随着汽车轻量化、紧凑化的发展趋势，汽车发动机也日益向小型化方向发展，以提高燃油效率并降低CO2排放。其结果是：发动机盖下及周边的环境温度越来越高，同时，紧凑的设计也导致发动机相关零部件的形状和尺寸需要灵活改变。除高温外，发动机周边零部件还时常暴露在诸如热油、冷却剂和融雪剂等各种化学品的苛刻环境中，有些还要遭受行驶过程中的石子冲击。因此，针对发动机周边的相关应用，要求材料供应商要不断提高材料的耐高温、耐化学腐蚀性，以及材料的强度和刚性，同时，还要确保材料良好的流动性，以提高设计自由度和成型效率，满足各种形状零部件的成型要求。
图2 由 制成的增压空气冷却器
AI：根据这些要求，目前开发的材料在耐温性、耐化学腐蚀性以及抗冲击性等方面达到了怎样的水平？
彭若明先生：随着技术的不断进步，目前用于发动机相关零部件的材料已具备了更可靠的长久综合性能。以杜邦 Zytel PLUS尼龙系列和杜邦 Zytel HTN92系列PPA为例，由于采用了杜邦独有的SHIELD技术开发而出，包括：全新的聚合物基体、聚合物改性技术以及一系列特别的添加剂，因而从多个方面提升了材料性能，使得这些新产品系列能得到长期性保护，可以耐受温度高达230℃的热空气、石子冲击以及热油、道路用盐和冷却剂等化学品的影响，不会因为长期暴露在高温和化学品中而性能受到影响。不管是在热空气中进行老化，还是在150℃的热油中暴露更长的时间，反复测试证明，它们的拉伸强度和刚性均优于目前市场上现有的尼龙产品，至少可以将零部件的使用寿命延长一倍。同时，这些材料还具有很高的流动性，可以实现良好的填充效果并提高生产效率。
比如，经过特殊改性设计的杜邦 Zytel PLS 95G40DH1T尼龙的抗石子冲击性能和油老化性能可以与铝相媲美。其性能优于目前市场上常规的尼龙产品，用它生产的排气消音器或油底壳等零部件能抵抗道路石子和碎片的冲击，同时保持重要的密封性能。该材料暴露在150℃的热油中长达5000h，性能几乎不下降，因而也非常适合其他接触热油的应用，如：变速箱油底壳、燃油过滤模块、凸轮轴罩盖以及变速箱的其他相关部件。
而同样采用SHIELD技术得到强化的Zytel HTN92系列PPA，其性能比脂肪族又提升了一大步，包括：具有极高的耐氯化钙腐蚀性能；在更高的使用温度下，比脂肪族聚酰胺和PPS能更好地保持良好的刚性和抗蠕变性；峰值使用温度比PPS更高，能更好地应对发动机周边的高温环境；延展性比PPS更好，因而零部件不易变脆。将该系列材料与标准规格的PPA放在230℃的热空气中老化1000h后，其强度是标准PPA的两倍，比PPS树脂高出了20%~25%。用该材料制成的零部件，在230℃下的耐高温、耐化学品和耐水解性能保持稳定，而且可以长期暴露在210℃的高温环境中。
AI：基于这些优良的性能，这些材料通常可以满足哪些零部件的应用要求？
彭若明先生：总体而言，对于汽车发动机尤其是目前常见的涡轮增压发动机零部件，新的杜邦 Zytel PLUS尼龙和Zytel HTN92系列PPA聚合物都是理想的材料，如中冷器、排气消音器、涡轮增压进气管、发动机架、谐振器、凸轮轴罩盖、油底壳、EGR冷却器、燃油模块、恒温器外壳、变速箱组件以及散热器末端水箱等。事实证明，客户通过使用这些材料来取代金属或者性能不能满足要求的塑料材料以及价格过于昂贵的特种聚合物，不仅确保了这些零部件能够抵抗发动机盖下的高温和化学腐蚀，改善了燃油效率，而且还有效减轻了重量并降低了成本。
比如，对于像EGR冷却器、排气消音器、涡轮增压进气管、谐振器和凸轮轴罩盖这些长时间暴露在热空气中的部件而言，采用新的杜邦 Zytel PLUS尼龙后，即使长时间暴露在210℃的热空气中，仍具有比现有材料更好的强度，使用寿命比常规尼龙延长了一倍。如果将含有50%玻璃纤维的杜邦 Zytel PLUS 95G50规格材料用于中冷器上，可以使该部件在使用上限温度下仍保持高刚性。
图3 Zytel LCPA长碳链尼龙制成的燃油管路
相比之下，新的杜邦 Zytel PLS?95G40DH1T要比其他杜邦 Zytel PLUS尼龙更适合于热油环境中的部件，如：油底壳、变速箱油底壳、燃油过滤模块、气门室罩盖和变速箱等。该材料在150℃的热油中暴露5000h后，性能几乎不变。该系列其他规格的材料，即使在热油中暴露3000h，其抗冲击性仍然优异，而常规尼龙的性能则会下降50%。
在耐水解应用方面，杜邦 Zytel PLUS 90G30DR尼龙则是最佳的选择。用其制成的散热器末端水箱和恒温器壳体暴露在热水或耐用型中，主要机械性能仍保持稳定，而常规尼龙的性能通常会降低50%。
AI：对于客户而言，除了材料的性能外，成本因素也是他们非常看重的，对于这一问题，贵公司是如何解决的？
彭若明先生：对于杜邦而言，我们不只是卖材料给客户，而是向客户提供完整的解决方案。更确切地说，就是帮助客户从产品的设计到材料及成型方法的选用，直到产品的最终成型和检验，确保以最低的成本、最短的时间生产出性能最好、质量最高的零部件。为此，杜邦中国研发中心专门设立了一个汽车中心，可以提供这样的一条龙服务。比如，我们可以通过模拟分析来帮助客户优化结构设计，寻求最佳的开模方案和加工方案，从而尽可能降低模具和加工成本。目前，我们的汽车中心又增加了零部件性能测试服务，这项服务的推出，不仅帮助客户极大地降低了零部件的检测成本，而且解决了他们在评估塑料零部件性能好坏方面经验不足的问题，很好地适应了中国特殊的市场要求。
需要强调的是，在降低成本方面，材料的选用至关重要，这就是为什么我们总是要花费很多的时间来详细了解客户的实际应用情况，以帮助他们尽可能地选用性能好同时成本又低的材料。比如，对于燃油管、冷却液管、刹车助力管、离合器导管和散热器末端水箱之类的应用，杜邦 Zytel长碳链尼龙（LCPA）就是一种很好的低成本材料解决方案。与以往常用的PA11和PA12相比，该系列材料不仅提供了卓越的耐化学性和耐水解性，以及较高的耐热性和低渗透性，而且成本与PA11和PA12比较非常具有竞争力。值得一提的是，杜邦 Zytel长碳链尼龙中的Zytel RS产品系列还是一种可再生资源材料，其原料来自非食品竞争类植物蓖麻籽。
总之，通过上述方式，我们能够帮助客户将每一个环节的成本降下来，从而以最佳的方案生产出成本低、综合性能好的产品。通过这样的方式，我们帮助客户加速了新产品的开发进程，从而能够以比竞争对手更快的速度将新产品推向市场。
AI：不同发动机周边零部件，对于性能的要求完全不同，即使是同一零部件，不同客户的要求也是千差万别。因此，要确保满足每一位客户的每一个具体应用要求，对于材料供应商而言并不容易，贵公司是如何做到的？
彭若明先生：作为尼龙材料的发明者以及高性能聚合物材料的全球领先者，杜邦高性能聚合物业务部门的产品种类繁多，仅针对发动机周边应用，就已推出了多个系列、多种牌号的产品，完全能够适应客户的需求提供柔性化的材料解决方案。比如，我们的Zytel长碳链尼龙，就包含了分别基于PA1010、PA610和PA612的6种规格的材料，它们涵盖了非常宽广的刚性、韧性、耐油性、耐热性和气体渗透性等性能参数。这些尼龙产品还包括玻纤增强的高刚性和高强度牌号，而且可以全部或部分衍生自可再生资源。其中，新的基于PA610的Zytel RS LC4000系列和基于PA612的Zytel LC7000系列的性能比现有的Zytel LCPA产品有了显著提升，能更好地满足燃油管和气刹管的应用要求，目前已实现了商业化应用。
此外，杜邦 Zytel PLUS尼龙也包含了多种不同规格的材料，杜邦 Zytel HTN92 PPA树脂则含有2个系列的产品，它们的性能各有千秋，能分别适应不同的应用要求。比如，杜邦 Zytel PLUS 90G30尼龙对发动机冷却液的耐受性极强，与水接触时的性能表现优异；而杜邦 Zytel PLUS 93G35尼龙长时间暴露在热环境中的性能良好，并具有较好的熔接线强度和爆破性能。
总之，我们种类繁多的产品完全可以满足客户多样化的应用需求。同时，杜邦中国研发中心还可以借助杜邦全球研发力量，与客户一起订制最适合他们的材料。
AI：刚才谈到的主要是满足传统的燃油发动机应用需求的材料，对于电动汽车等新能源车的动力系统，贵公司是否也有相应的材料解决方案？
彭若明先生：是的。电动汽车等新能源车的动力系统对材料的要求完全不同于燃油发动机，所有与电接触的塑料部件，通常要求具有良好的耐高压（CTI）性能。目前，杜邦已推出了一些适应新能源汽车要求的材料，如，新一代电子电器友好型芳香族尼龙(HTN EF系列)可应用于新能源汽车电动机；耐水解性能优良的PBT材料可用于高电压连接系统等，而且已有了很好的商业化应用，如丰田的Prius电动汽车。
AI：贵公司为汽车行业提供材料解决方案的理念是什么？
彭若明先生：这可以用一句话来概括：为汽车客户提供一站式解决方案，具体就是：集中力量，加强合作，统筹问题并予以解决，目标是提供创新材料和专业的应用开发，降低重量和系统成本，增强最终产品的性能，减少对石化燃料的依赖，增强可持续发展能力。
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