航空工程材料（第3版）

緒論……………………………………………………………………………………… 1
模塊1　金屬材料的力學(xué)性能………………………………………………………… 3
單元1　剛度與彈性……………………………………………………………… 3
單元2　強(qiáng)度與塑性……………………………………………………………… 4
1． 2． 1　強(qiáng)度…………………………………………………………………… 4
1． 2． 2　塑性…………………………………………………………………… 5
單元3　硬度……………………………………………………………………… 6
1． 3． 1　布氏硬度……………………………………………………………… 6
1． 3． 2　洛氏硬度……………………………………………………………… 6
1． 3． 3　維氏硬度……………………………………………………………… 7
單元4　韌性……………………………………………………………………… 7
1． 4． 1　沖擊韌性……………………………………………………………… 7
1． 4． 2　斷裂韌性……………………………………………………………… 8
單元5　疲勞強(qiáng)度………………………………………………………………… 10
1． 5． 1　疲勞斷裂特征………………………………………………………… 10
1． 5． 2　疲勞強(qiáng)度的測(cè)定及其影響因素………………………………………… 10
單元6　蠕變及蠕變-疲勞斷裂…………………………………………………… 11
習(xí)題和思考題……………………………………………………………………… 12
模塊2　金屬材料的基礎(chǔ)知識(shí)………………………………………………………… 13
單元1　金屬的晶體結(jié)構(gòu)………………………………………………………… 13
2． 1． 1　晶體與非晶體………………………………………………………… 13
2． 1． 2　晶體結(jié)構(gòu)基本概念…………………………………………………… 14
2． 1． 3　金屬的常見(jiàn)晶格類型………………………………………………… 15
2． 1． 4　金屬的實(shí)際晶體結(jié)構(gòu)………………………………………………… 16
單元2　純金屬的結(jié)晶…………………………………………………………… 19
2． 2． 1　純金屬的冷卻曲線和過(guò)冷現(xiàn)象………………………………………… 19
2． 2． 2　純金屬的結(jié)晶過(guò)程…………………………………………………… 20
2． 2． 3　晶粒大小對(duì)金屬力學(xué)性能的影響……………………………………… 21
2． 2． 4　細(xì)化晶粒的方法……………………………………………………… 21
單元3　合金的相結(jié)構(gòu)及二元合金相圖………………………………………… 22
2． 3． 1　合金的相結(jié)構(gòu)………………………………………………………… 23
2． 3． 2　二元合金相圖………………………………………………………… 26
單元4　金屬的冷、熱加工及再結(jié)晶……………………………………………… 33
2． 4． 1　金屬的塑性變形……………………………………………………… 34
2． 4． 2　變形金屬在加熱時(shí)組織和性能的變化………………………………… 37
2． 4． 3　金屬的冷、熱加工……………………………………………………… 39
習(xí)題和思考題……………………………………………………………………… 40
模塊3　鐵碳合金……………………………………………………………………… 42
單元1　鐵碳合金及其相圖……………………………………………………… 42
3． 1． 1　工業(yè)純鐵及其特性…………………………………………………… 42
3． 1． 2　鐵碳合金的基本相…………………………………………………… 43
3． 1． 3　鐵碳合金相圖………………………………………………………… 44
3． 1． 4　鐵碳合金相圖的應(yīng)用………………………………………………… 51
單元2　碳鋼……………………………………………………………………… 52
3． 2． 1　含碳量對(duì)鋼的組織和性能的影響……………………………………… 52
3． 2． 2　雜質(zhì)元素對(duì)碳鋼性能的影響…………………………………………… 53
3． 2． 3　碳鋼的分類、牌號(hào)、性能及應(yīng)用………………………………………… 53
單元3　鑄鐵……………………………………………………………………… 56
3． 3． 1　鑄鐵的分類…………………………………………………………… 56
3． 3． 2　鑄鐵的石墨化過(guò)程及其影響因素……………………………………… 56
3． 3． 3　常用的灰口鑄鐵……………………………………………………… 59
習(xí)題和思考題……………………………………………………………………… 61
模塊4　鋼的熱處理…………………………………………………………………… 64
單元1　鋼的熱處理原理………………………………………………………… 64
4． 1． 1　鋼在加熱時(shí)的組織轉(zhuǎn)變……………………………………………… 64
4． 1． 2　鋼在冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)變……………………………………………… 67
單元2　鋼的退火與正火………………………………………………………… 73
4． 2． 1　鋼的退火……………………………………………………………… 73
4． 2． 2　鋼的正火……………………………………………………………… 74
4． 2． 3　退火和正火的選擇…………………………………………………… 75
單元3　鋼的淬火與回火………………………………………………………… 76
4． 3． 1　鋼的淬火……………………………………………………………… 76
4． 3． 2　鋼的回火……………………………………………………………… 80
單元4　鋼的表面熱處理………………………………………………………… 81
4． 4． 1　表面淬火……………………………………………………………… 81
4． 4． 2　化學(xué)熱處理…………………………………………………………… 83
習(xí)題和思考題……………………………………………………………………… 85
模塊5　合金鋼………………………………………………………………………… 87
單元1　合金元素的作用………………………………………………………… 87
5． 1． 1　合金元素在鋼中的存在形式及對(duì)基本相的影響……………………… 87
5． 1． 2　合金元素對(duì)鐵碳合金相圖的影響……………………………………… 89
5． 1． 3　合金元素對(duì)鋼熱處理的影響…………………………………………… 90
單元2　合金鋼的分類和編號(hào)…………………………………………………… 92
5． 2． 1　合金鋼的分類………………………………………………………… 92
5． 2． 2　合金鋼的編號(hào)………………………………………………………… 93
單元3　合金結(jié)構(gòu)鋼……………………………………………………………… 94
5． 3． 1　合金滲碳鋼…………………………………………………………… 94
5． 3． 2　合金調(diào)質(zhì)鋼…………………………………………………………… 95
5． 3． 3　超高強(qiáng)度鋼…………………………………………………………… 97
5． 3． 4　合金彈簧鋼…………………………………………………………… 99
5． 3． 5　滾動(dòng)軸承鋼………………………………………………………… 100
單元4　合金工具鋼…………………………………………………………… 101
5． 4． 1　合金刃具鋼………………………………………………………… 102
5． 4． 2　合金模具鋼………………………………………………………… 103
5． 4． 3　合金量具鋼………………………………………………………… 105
單元5　不銹鋼………………………………………………………………… 106
5． 5． 1　不銹鋼的化學(xué)成分特點(diǎn)及合金化…………………………………… 107
5． 5． 2　常用不銹鋼………………………………………………………… 108
單元6　耐熱鋼及高溫合金……………………………………………………… 110
5． 6． 1　高溫性能指標(biāo)……………………………………………………… 110
5． 6． 2　耐熱鋼……………………………………………………………… 112
5． 6． 3　高溫合金…………………………………………………………… 113
5． 6． 4　高溫合金在航空發(fā)動(dòng)機(jī)上的典型應(yīng)用……………………………… 115
習(xí)題和思考題…………………………………………………………………… 117
模塊6　有色金屬…………………………………………………………………… 119
單元1　鋁及鋁合金…………………………………………………………… 119
6． 1． 1　工業(yè)純鋁…………………………………………………………… 119
6． 1． 2　鋁合金的分類及牌號(hào)………………………………………………… 120
6． 1． 3　變形鋁合金………………………………………………………… 121
6． 1． 4　鑄造鋁合金………………………………………………………… 126
6． 1． 5　鋁合金在飛機(jī)上的應(yīng)用……………………………………………… 127
6． 1． 6　鋁合金的表面防護(hù)處理……………………………………………… 128
單元2　鈦及鈦合金…………………………………………………………… 132
6． 2． 1　工業(yè)純鈦的基本特性………………………………………………… 132
6． 2． 2　鈦合金……………………………………………………………… 132
6． 2． 3　鈦合金的應(yīng)用……………………………………………………… 135
單元3　鎂及鎂合金…………………………………………………………… 135
6． 3． 1　鎂及鎂合金的基本特性……………………………………………… 136
6． 3． 2　變形鎂合金………………………………………………………… 136
6． 3． 3　鑄造鎂合金………………………………………………………… 137
6． 3． 4　鎂合金的應(yīng)用領(lǐng)域…………………………………………………… 138
單元4　銅及銅合金…………………………………………………………… 139
6． 4． 1　工業(yè)純銅的特點(diǎn)和應(yīng)用……………………………………………… 139
6． 4． 2　銅合金的特點(diǎn)和應(yīng)用………………………………………………… 139
習(xí)題和思考題…………………………………………………………………… 142
模塊7　高分子材料………………………………………………………………… 143
單元1　高分子材料的結(jié)構(gòu)與分類……………………………………………… 143
單元2　高分子材料的基本性質(zhì)及應(yīng)用………………………………………… 145
7． 2． 1　高分子材料的基本性質(zhì)……………………………………………… 145
7． 2． 2　高分子材料的應(yīng)用…………………………………………………… 147
單元3　航空塑料……………………………………………………………… 148
7． 3． 1　塑料的組成、特性和分類…………………………………………… 148
7． 3． 2　常用的航空塑料……………………………………………………… 149
單元4　航空膠黏劑…………………………………………………………… 151
7． 4． 1　膠黏劑的組成……………………………………………………… 152
7． 4． 2　膠黏劑的特點(diǎn)……………………………………………………… 152
7． 4． 3　常用航空膠黏劑……………………………………………………… 153
7． 4． 4　膠黏劑使用注意事項(xiàng)………………………………………………… 154
單元5　航空橡膠……………………………………………………………… 154
7． 5． 1　橡膠的組成………………………………………………………… 155
7． 5． 2　橡膠的性質(zhì)………………………………………………………… 155
7． 5． 3　橡膠的種類………………………………………………………… 156
7． 5． 4　橡膠在飛機(jī)上的應(yīng)用………………………………………………… 156
習(xí)題和思考題…………………………………………………………………… 158
模塊8　復(fù)合材料…………………………………………………………………… 159
單元1　復(fù)合材料的分類和特點(diǎn)………………………………………………… 159
8． 1． 1　按增強(qiáng)相的結(jié)構(gòu)形態(tài)與特征分類…………………………………… 159
8． 1． 2　按基體相材料分類…………………………………………………… 161
單元2　金屬基復(fù)合材料………………………………………………………… 162
8． 2． 1　金屬基復(fù)合材料的種類與一般特性………………………………… 162
8． 2． 2　增強(qiáng)相及其典型性能………………………………………………… 164
8． 2． 3　金屬基復(fù)合材料制備工藝…………………………………………… 165
8． 2． 4　金屬基復(fù)合材料的應(yīng)用……………………………………………… 170
單元3　樹(shù)脂基復(fù)合材料………………………………………………………… 173
8． 3． 1　樹(shù)脂基體…………………………………………………………… 174
8． 3． 2　增強(qiáng)纖維…………………………………………………………… 175
8． 3． 3　結(jié)構(gòu)成形工藝……………………………………………………… 177
單元4　復(fù)合材料的修理………………………………………………………… 180
8． 4． 1　修理方法的類型……………………………………………………… 180
8． 4． 2　修理前的準(zhǔn)備工作…………………………………………………… 182
8． 4． 3　修理方法和材料……………………………………………………… 184
8． 4． 4　損傷區(qū)的確定及相關(guān)清除工作……………………………………… 185
8． 4． 5　損傷表面的預(yù)處理和錐面打磨……………………………………… 187
8． 4． 6　蜂窩芯和鋪層的更換………………………………………………… 188
8． 4． 7　固化前的準(zhǔn)備工作…………………………………………………… 189
8． 4． 8　表面涂漆…………………………………………………………… 189
8． 4． 9　先進(jìn)復(fù)合材料的固化修理…………………………………………… 189
習(xí)題和思考題…………………………………………………………………… 192
模塊9　其他航空非金屬材料及航空消耗材料……………………………………… 193
單元1　陶瓷材料與紡織材料…………………………………………………… 193
9． 1． 1　陶瓷材料…………………………………………………………… 193
9． 1． 2　紡織材料…………………………………………………………… 194
單元2　絕緣材料與絕熱材料…………………………………………………… 195
9． 2． 1　絕緣材料…………………………………………………………… 195
9． 2． 2　絕熱材料…………………………………………………………… 197
單元3　密封材料與航空涂料…………………………………………………… 198
9． 3． 1　密封材料…………………………………………………………… 198
9． 3． 2　航空涂料…………………………………………………………… 200
單元4　航空燃料與航空液壓油………………………………………………… 203
9． 4． 1　航空燃料…………………………………………………………… 203
9． 4． 2　航空液壓油………………………………………………………… 205
單元5　航空潤(rùn)滑油與航空潤(rùn)滑脂……………………………………………… 206
9． 5． 1　航空潤(rùn)滑油………………………………………………………… 207
9． 5． 2　航空潤(rùn)滑脂………………………………………………………… 209
單元6　航空清潔劑與航空防冰液……………………………………………… 210
9． 6． 1　航空清潔劑………………………………………………………… 211
9． 6． 2　航空防冰液………………………………………………………… 212
習(xí)題和思考題…………………………………………………………………… 212
模塊10　零件的選材、失效與金屬表面處理………………………………………… 214
單元1　零件的失效…………………………………………………………… 214
10． 1． 1　失效形式…………………………………………………………… 214
10． 1． 2　失效原因…………………………………………………………… 215
單元2　材料的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)…………………………………………………… 215
10． 2． 1　射線探傷…………………………………………………………… 216
10． 2． 2　超聲波探傷………………………………………………………… 218
10． 2． 3　滲透探傷…………………………………………………………… 220
10． 2． 4　磁粉探傷…………………………………………………………… 221
單元3　選材的原則、方法和步驟……………………………………………… 222
10． 3． 1　選材的原則………………………………………………………… 222
10． 3． 2　選材的方法和步驟………………………………………………… 224
單元4　金屬表面處理…………………………………………………………… 226
10． 4． 1　表面強(qiáng)化處理……………………………………………………… 226
10． 4． 2　表面防腐處理……………………………………………………… 227
10． 4． 3　表面裝飾處理……………………………………………………… 230
習(xí)題和思考題…………………………………………………………………… 231
附錄A ………………………………………………………………………………… 233
參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………… 252