航空工程材料（第3版）

绪论……………………………………………………………………………………… 1
模块1　金属材料的力学性能………………………………………………………… 3
单元1　刚度与弹性……………………………………………………………… 3
单元2　强度与塑性……………………………………………………………… 4
1． 2． 1　强度…………………………………………………………………… 4
1． 2． 2　塑性…………………………………………………………………… 5
单元3　硬度……………………………………………………………………… 6
1． 3． 1　布氏硬度……………………………………………………………… 6
1． 3． 2　洛氏硬度……………………………………………………………… 6
1． 3． 3　维氏硬度……………………………………………………………… 7
单元4　韧性……………………………………………………………………… 7
1． 4． 1　冲击韧性……………………………………………………………… 7
1． 4． 2　断裂韧性……………………………………………………………… 8
单元5　疲劳强度………………………………………………………………… 10
1． 5． 1　疲劳断裂特征………………………………………………………… 10
1． 5． 2　疲劳强度的测定及其影响因素………………………………………… 10
单元6　蠕变及蠕变-疲劳断裂…………………………………………………… 11
习题和思考题……………………………………………………………………… 12
模块2　金属材料的基础知识………………………………………………………… 13
单元1　金属的晶体结构………………………………………………………… 13
2． 1． 1　晶体与非晶体………………………………………………………… 13
2． 1． 2　晶体结构基本概念…………………………………………………… 14
2． 1． 3　金属的常见晶格类型………………………………………………… 15
2． 1． 4　金属的实际晶体结构………………………………………………… 16
单元2　纯金属的结晶…………………………………………………………… 19
2． 2． 1　纯金属的冷却曲线和过冷现象………………………………………… 19
2． 2． 2　纯金属的结晶过程…………………………………………………… 20
2． 2． 3　晶粒大小对金属力学性能的影响……………………………………… 21
2． 2． 4　细化晶粒的方法……………………………………………………… 21
单元3　合金的相结构及二元合金相图………………………………………… 22
2． 3． 1　合金的相结构………………………………………………………… 23
2． 3． 2　二元合金相图………………………………………………………… 26
单元4　金属的冷、热加工及再结晶……………………………………………… 33
2． 4． 1　金属的塑性变形……………………………………………………… 34
2． 4． 2　变形金属在加热时组织和性能的变化………………………………… 37
2． 4． 3　金属的冷、热加工……………………………………………………… 39
习题和思考题……………………………………………………………………… 40
模块3　铁碳合金……………………………………………………………………… 42
单元1　铁碳合金及其相图……………………………………………………… 42
3． 1． 1　工业纯铁及其特性…………………………………………………… 42
3． 1． 2　铁碳合金的基本相…………………………………………………… 43
3． 1． 3　铁碳合金相图………………………………………………………… 44
3． 1． 4　铁碳合金相图的应用………………………………………………… 51
单元2　碳钢……………………………………………………………………… 52
3． 2． 1　含碳量对钢的组织和性能的影响……………………………………… 52
3． 2． 2　杂质元素对碳钢性能的影响…………………………………………… 53
3． 2． 3　碳钢的分类、牌号、性能及应用………………………………………… 53
单元3　铸铁……………………………………………………………………… 56
3． 3． 1　铸铁的分类…………………………………………………………… 56
3． 3． 2　铸铁的石墨化过程及其影响因素……………………………………… 56
3． 3． 3　常用的灰口铸铁……………………………………………………… 59
习题和思考题……………………………………………………………………… 61
模块4　钢的热处理…………………………………………………………………… 64
单元1　钢的热处理原理………………………………………………………… 64
4． 1． 1　钢在加热时的组织转变……………………………………………… 64
4． 1． 2　钢在冷却时的组织转变……………………………………………… 67
单元2　钢的退火与正火………………………………………………………… 73
4． 2． 1　钢的退火……………………………………………………………… 73
4． 2． 2　钢的正火……………………………………………………………… 74
4． 2． 3　退火和正火的选择…………………………………………………… 75
单元3　钢的淬火与回火………………………………………………………… 76
4． 3． 1　钢的淬火……………………………………………………………… 76
4． 3． 2　钢的回火……………………………………………………………… 80
单元4　钢的表面热处理………………………………………………………… 81
4． 4． 1　表面淬火……………………………………………………………… 81
4． 4． 2　化学热处理…………………………………………………………… 83
习题和思考题……………………………………………………………………… 85
模块5　合金钢………………………………………………………………………… 87
单元1　合金元素的作用………………………………………………………… 87
5． 1． 1　合金元素在钢中的存在形式及对基本相的影响……………………… 87
5． 1． 2　合金元素对铁碳合金相图的影响……………………………………… 89
5． 1． 3　合金元素对钢热处理的影响…………………………………………… 90
单元2　合金钢的分类和编号…………………………………………………… 92
5． 2． 1　合金钢的分类………………………………………………………… 92
5． 2． 2　合金钢的编号………………………………………………………… 93
单元3　合金结构钢……………………………………………………………… 94
5． 3． 1　合金渗碳钢…………………………………………………………… 94
5． 3． 2　合金调质钢…………………………………………………………… 95
5． 3． 3　超高强度钢…………………………………………………………… 97
5． 3． 4　合金弹簧钢…………………………………………………………… 99
5． 3． 5　滚动轴承钢………………………………………………………… 100
单元4　合金工具钢…………………………………………………………… 101
5． 4． 1　合金刃具钢………………………………………………………… 102
5． 4． 2　合金模具钢………………………………………………………… 103
5． 4． 3　合金量具钢………………………………………………………… 105
单元5　不锈钢………………………………………………………………… 106
5． 5． 1　不锈钢的化学成分特点及合金化…………………………………… 107
5． 5． 2　常用不锈钢………………………………………………………… 108
单元6　耐热钢及高温合金……………………………………………………… 110
5． 6． 1　高温性能指标……………………………………………………… 110
5． 6． 2　耐热钢……………………………………………………………… 112
5． 6． 3　高温合金…………………………………………………………… 113
5． 6． 4　高温合金在航空发动机上的典型应用……………………………… 115
习题和思考题…………………………………………………………………… 117
模块6　有色金属…………………………………………………………………… 119
单元1　铝及铝合金…………………………………………………………… 119
6． 1． 1　工业纯铝…………………………………………………………… 119
6． 1． 2　铝合金的分类及牌号………………………………………………… 120
6． 1． 3　变形铝合金………………………………………………………… 121
6． 1． 4　铸造铝合金………………………………………………………… 126
6． 1． 5　铝合金在飞机上的应用……………………………………………… 127
6． 1． 6　铝合金的表面防护处理……………………………………………… 128
单元2　钛及钛合金…………………………………………………………… 132
6． 2． 1　工业纯钛的基本特性………………………………………………… 132
6． 2． 2　钛合金……………………………………………………………… 132
6． 2． 3　钛合金的应用……………………………………………………… 135
单元3　镁及镁合金…………………………………………………………… 135
6． 3． 1　镁及镁合金的基本特性……………………………………………… 136
6． 3． 2　变形镁合金………………………………………………………… 136
6． 3． 3　铸造镁合金………………………………………………………… 137
6． 3． 4　镁合金的应用领域…………………………………………………… 138
单元4　铜及铜合金…………………………………………………………… 139
6． 4． 1　工业纯铜的特点和应用……………………………………………… 139
6． 4． 2　铜合金的特点和应用………………………………………………… 139
习题和思考题…………………………………………………………………… 142
模块7　高分子材料………………………………………………………………… 143
单元1　高分子材料的结构与分类……………………………………………… 143
单元2　高分子材料的基本性质及应用………………………………………… 145
7． 2． 1　高分子材料的基本性质……………………………………………… 145
7． 2． 2　高分子材料的应用…………………………………………………… 147
单元3　航空塑料……………………………………………………………… 148
7． 3． 1　塑料的组成、特性和分类…………………………………………… 148
7． 3． 2　常用的航空塑料……………………………………………………… 149
单元4　航空胶黏剂…………………………………………………………… 151
7． 4． 1　胶黏剂的组成……………………………………………………… 152
7． 4． 2　胶黏剂的特点……………………………………………………… 152
7． 4． 3　常用航空胶黏剂……………………………………………………… 153
7． 4． 4　胶黏剂使用注意事项………………………………………………… 154
单元5　航空橡胶……………………………………………………………… 154
7． 5． 1　橡胶的组成………………………………………………………… 155
7． 5． 2　橡胶的性质………………………………………………………… 155
7． 5． 3　橡胶的种类………………………………………………………… 156
7． 5． 4　橡胶在飞机上的应用………………………………………………… 156
习题和思考题…………………………………………………………………… 158
模块8　复合材料…………………………………………………………………… 159
单元1　复合材料的分类和特点………………………………………………… 159
8． 1． 1　按增强相的结构形态与特征分类…………………………………… 159
8． 1． 2　按基体相材料分类…………………………………………………… 161
单元2　金属基复合材料………………………………………………………… 162
8． 2． 1　金属基复合材料的种类与一般特性………………………………… 162
8． 2． 2　增强相及其典型性能………………………………………………… 164
8． 2． 3　金属基复合材料制备工艺…………………………………………… 165
8． 2． 4　金属基复合材料的应用……………………………………………… 170
单元3　树脂基复合材料………………………………………………………… 173
8． 3． 1　树脂基体…………………………………………………………… 174
8． 3． 2　增强纤维…………………………………………………………… 175
8． 3． 3　结构成形工艺……………………………………………………… 177
单元4　复合材料的修理………………………………………………………… 180
8． 4． 1　修理方法的类型……………………………………………………… 180
8． 4． 2　修理前的准备工作…………………………………………………… 182
8． 4． 3　修理方法和材料……………………………………………………… 184
8． 4． 4　损伤区的确定及相关清除工作……………………………………… 185
8． 4． 5　损伤表面的预处理和锥面打磨……………………………………… 187
8． 4． 6　蜂窝芯和铺层的更换………………………………………………… 188
8． 4． 7　固化前的准备工作…………………………………………………… 189
8． 4． 8　表面涂漆…………………………………………………………… 189
8． 4． 9　先进复合材料的固化修理…………………………………………… 189
习题和思考题…………………………………………………………………… 192
模块9　其他航空非金属材料及航空消耗材料……………………………………… 193
单元1　陶瓷材料与纺织材料…………………………………………………… 193
9． 1． 1　陶瓷材料…………………………………………………………… 193
9． 1． 2　纺织材料…………………………………………………………… 194
单元2　绝缘材料与绝热材料…………………………………………………… 195
9． 2． 1　绝缘材料…………………………………………………………… 195
9． 2． 2　绝热材料…………………………………………………………… 197
单元3　密封材料与航空涂料…………………………………………………… 198
9． 3． 1　密封材料…………………………………………………………… 198
9． 3． 2　航空涂料…………………………………………………………… 200
单元4　航空燃料与航空液压油………………………………………………… 203
9． 4． 1　航空燃料…………………………………………………………… 203
9． 4． 2　航空液压油………………………………………………………… 205
单元5　航空润滑油与航空润滑脂……………………………………………… 206
9． 5． 1　航空润滑油………………………………………………………… 207
9． 5． 2　航空润滑脂………………………………………………………… 209
单元6　航空清洁剂与航空防冰液……………………………………………… 210
9． 6． 1　航空清洁剂………………………………………………………… 211
9． 6． 2　航空防冰液………………………………………………………… 212
习题和思考题…………………………………………………………………… 212
模块10　零件的选材、失效与金属表面处理………………………………………… 214
单元1　零件的失效…………………………………………………………… 214
10． 1． 1　失效形式…………………………………………………………… 214
10． 1． 2　失效原因…………………………………………………………… 215
单元2　材料的无损检测技术…………………………………………………… 215
10． 2． 1　射线探伤…………………………………………………………… 216
10． 2． 2　超声波探伤………………………………………………………… 218
10． 2． 3　渗透探伤…………………………………………………………… 220
10． 2． 4　磁粉探伤…………………………………………………………… 221
单元3　选材的原则、方法和步骤……………………………………………… 222
10． 3． 1　选材的原则………………………………………………………… 222
10． 3． 2　选材的方法和步骤………………………………………………… 224
单元4　金属表面处理…………………………………………………………… 226
10． 4． 1　表面强化处理……………………………………………………… 226
10． 4． 2　表面防腐处理……………………………………………………… 227
10． 4． 3　表面装饰处理……………………………………………………… 230
习题和思考题…………………………………………………………………… 231
附录A ………………………………………………………………………………… 233
参考文献……………………………………………………………………………… 252