太古考試-航空維修基礎(chǔ)知識(shí)

航空維修基礎(chǔ)金屬材料金屬材料的基本概述金屬材料是航空工業(yè)的基本材料。為了降低飛機(jī)結(jié)構(gòu)的重量，提高飛機(jī)的結(jié)構(gòu)效率，飛機(jī)結(jié)構(gòu)應(yīng)選用輕質(zhì)、高強(qiáng)度和高模量的材料。為確保飛機(jī)的安全性和經(jīng)濟(jì)性，還應(yīng)綜合考慮材料的韌性、疲勞和斷裂特性、耐蝕性以及材料的市場(chǎng)價(jià)格?！罱饘俨牧系幕拘阅芙饘侔雌涑煞挚煞譃椋杭兘饘俸秃辖鸾饘俚幕拘阅埽何锢硇阅?、化學(xué)性能、機(jī)械性能和工藝性能。物理性能化學(xué)性能機(jī)械性能工藝性能一、金屬的物理性能：顏色：：（49×10-3

MPa／m(5

g／cm3)）：（700℃）(4)導(dǎo)電性：金屬傳導(dǎo)電流的能力稱為金屬的導(dǎo)電性越大，金屬的導(dǎo)電性越差。(5)導(dǎo)熱性：金屬傳導(dǎo)熱量的能力稱為金屬的導(dǎo)熱性。導(dǎo)熱系數(shù)越大，金屬的導(dǎo)熱性越好。(6)熱膨脹性：金屬在溫度升高時(shí)體積脹大的性質(zhì)稱為熱膨脹性。金屬的線膨脹系數(shù)越大，熱膨脹性就越大。(7)磁性：金屬被磁場(chǎng)磁化或吸引的性能稱為磁性。二、金屬的化學(xué)性能金屬的化學(xué)性能是指金屬與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)作用的性能。主要包括抗腐蝕性能和熱安定性兩方面。三、金屬的機(jī)械性能金屬的機(jī)械性能：機(jī)械性能指標(biāo)：強(qiáng)度、塑性、硬度、韌性和抗疲勞性能等。一、強(qiáng)度和塑性金屬的強(qiáng)度和塑性是通過(guò)拉力試驗(yàn)來(lái)測(cè)定。拉力試樣通常有圓形截面的棒狀和矩形截面的板狀，在試件中間一段截面均勻的部分是試驗(yàn)段，其長(zhǎng)度用L0表示，稱為標(biāo)距把試樣承受的載荷P除以試樣的原始橫面積F0，則得到試樣所承受的拉應(yīng)力

，即把試樣的伸長(zhǎng)量△l除以試件原始的標(biāo)距長(zhǎng)度l0，則得到試樣的相對(duì)伸長(zhǎng)一應(yīng)變

，即彈性模量（E）彈性極限（σe）屈服極限（σs或σ強(qiáng)度極限（σb）金屬在載荷作用下抵抗變形和斷裂的能力叫強(qiáng)度。1．強(qiáng)度指標(biāo)彈性模量彈性模量E是指金屬材料在彈性狀態(tài)下的應(yīng)力與應(yīng)變的比值，即E=σ/ε

(MPa)(2)彈性極限材料保持彈性變形的最大應(yīng)力值稱為彈性極限，用σe表示。σe

=Pe/F0

(MPa)(3)屈服極限(4)強(qiáng)度極限材料的強(qiáng)度極限σb就是材料拉斷時(shí)的強(qiáng)度，它表示材料抵抗拉伸斷裂的能力，也稱為拉伸強(qiáng)度，是評(píng)定金屬材料強(qiáng)度的重要指標(biāo)之一。2.塑性指標(biāo)金屬在載荷作用下產(chǎn)生塑性變形而不破壞的能力叫塑性。伸長(zhǎng)率（δ）斷面收縮率（ψ

）(1)伸長(zhǎng)率試樣拉斷后，標(biāo)距長(zhǎng)度增長(zhǎng)量與原始標(biāo)距長(zhǎng)度之比稱為伸長(zhǎng)率δ

，即δ=（lk-lo）∕lo×100%對(duì)于塑性材料，拉斷前會(huì)產(chǎn)生明顯的頸縮現(xiàn)象，在頸縮部位產(chǎn)生較大的局部伸長(zhǎng)。(2)斷面收縮率試樣被拉斷后，拉斷處橫截面積的縮減量與原始橫截面積之比稱為斷面收縮率ψ

。即ψ

=(Fo-Fk)/Fo×100%金屬材料的伸長(zhǎng)率δ和斷面收縮率ψ越大，材料的塑性越好。二、硬度硬度是衡量金屬材料軟硬程度的指標(biāo)。最常用的硬度法：布氏硬度法和洛氏硬度法。布氏硬度計(jì)與洛氏硬度計(jì)共同點(diǎn)：用一定的載荷將具有一定幾何形狀的壓頭壓入被測(cè)試金屬的表面，根據(jù)被壓入的程度來(lái)測(cè)定金屬材料的硬度值。根據(jù)金屬材料的硬度值可估計(jì)出材料的近似強(qiáng)度極限和耐磨性。金屬材料的硬度對(duì)材料的機(jī)械加工性能也有影響。硬度計(jì)的應(yīng)用范圍布氏硬度（HB）：壓痕面積大，能反映出較大范圍內(nèi)被測(cè)試金屬的平均硬度，適用于組織比較粗大且不均勻的材料，但不宜測(cè)試成品件或薄金屬件的硬度，也不能測(cè)試硬度高于HB450的金屬材料。洛氏硬度（HR）：壓痕小，可以在制成品或較薄的金屬材料上進(jìn)試；而且，從較軟材料到較硬材料，測(cè)試范圍比較廣泛。但對(duì)組織比較粗大且不均勻的材料，測(cè)量結(jié)果確。洛氏硬度（HR）洛氏硬度的級(jí)別及其應(yīng)用范圍洛氏硬度壓頭總載荷(kgf)測(cè)量范圍應(yīng)

用HRC120o金鋼錐150HRC20~67淬火鋼等硬零件HRA120o金鋼錐60HRA70以上零件的表面硬化層等HRB1/16吋鋼球100HRB25~100軟鋼、銅合金和鋁合金等HRF1/16吋鋼球60HRF25~100鋁合金、鎂合金等三、韌性韌性是指金屬試樣斷裂時(shí)，吸收能量的能力。韌性好的金屬材料，脆性就小，斷裂時(shí)，吸收能量較多，不易發(fā)生脆性斷裂。1．沖擊韌性金屬材料在沖擊載荷作用下，抵抗破壞的能力稱為沖擊韌性。用沖擊韌性值k來(lái)表示，并需要進(jìn)行沖擊試驗(yàn)來(lái)確定。沖擊韌性值k就是沖斷試樣所消耗能量和試樣斷裂處橫截面積的比值，單位是J／cm2。k可用來(lái)評(píng)定材料韌性和脆性程度。k低的材料稱為脆性材料，在斷裂前沒(méi)有明顯的塑性變形，吸收能量少，抵抗沖擊載荷的能力低；k高的材料稱為塑性材料。在斷裂前有明顯的塑性變形，吸收能量多，抵抗沖擊載荷的能力強(qiáng)。對(duì)于在使用中承受較大沖擊載荷的構(gòu)件來(lái)說(shuō)，材料的沖擊韌性是很重要的性能指標(biāo)。如起落架結(jié)構(gòu)中的承力構(gòu)件就采用強(qiáng)度高、韌性好的合金鋼來(lái)制造。2．?dāng)嗔秧g性含義：是指金屬材料對(duì)裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展而引起的低應(yīng)力脆斷的抵抗能力。決定構(gòu)件中裂紋是否發(fā)生失穩(wěn)擴(kuò)展不是承力構(gòu)件的平均應(yīng)力，而是裂紋尖端附近區(qū)域應(yīng)力的大小。為了研究裂紋尖端附近區(qū)域的應(yīng)力情況，引進(jìn)了一個(gè)表示裂紋尖端附近區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)弱的因子，稱為應(yīng)力強(qiáng)度因子。I型裂紋(張開(kāi)型裂紋)的對(duì)于無(wú)限大厚板的應(yīng)力強(qiáng)度因子用KI表示.式中：

——名義應(yīng)力；a

——裂紋長(zhǎng)度的一半裂紋的分類(lèi)按力學(xué)特征可分為三類(lèi)：張開(kāi)型、滑開(kāi)型和撕開(kāi)型。張開(kāi)型（I型裂紋）：構(gòu)件承受垂直于裂紋面的拉力作用，裂紋表面的相對(duì)位移沿著自身平面的法線方向。在工程結(jié)構(gòu)上，I型裂紋是最常見(jiàn)的、最 的裂紋。隨著增加，KI也增加，當(dāng)增加到某一個(gè)臨界值c。時(shí)，裂紋會(huì)突然失穩(wěn)擴(kuò)展，使構(gòu)件發(fā)生脆性斷裂。這時(shí)KI的臨界值就稱為臨界應(yīng)力強(qiáng)度因子，用KIc表示，也稱為金屬材料的平面應(yīng)變斷裂韌性。對(duì)于平面應(yīng)變狀態(tài)，I型裂紋發(fā)生裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展的條件是：兩個(gè)物理量KI和KIc不能材料的斷裂韌性KIc會(huì)隨著材料屈服極限的提高而降低。所以，在航空材料的選用過(guò)程中，不能一味追求材料的高強(qiáng)度，應(yīng)在滿足斷裂韌性需要的情況下，提高材料的靜強(qiáng)度性能。四、抗疲勞性能金屬材料在交變載荷作用下發(fā)生的破壞稱為疲勞破壞。金屬材料抵抗疲勞破壞的能力稱為抗疲勞性能。交變載荷和交變應(yīng)力

交變載荷是指載荷的大小和方向隨時(shí)間作周期性或者不規(guī)則改變的載荷。在交變載荷作用下，結(jié)構(gòu)件的應(yīng)力稱為交變應(yīng)力。交變應(yīng)力最大應(yīng)力（S

max）：代數(shù)值最大的應(yīng)力最小應(yīng)力（S

min）：代數(shù)值最小的應(yīng)力平均應(yīng)力（S

m）：最大應(yīng)力和最小應(yīng)力的代數(shù)平

均值（應(yīng)力循環(huán)中的靜態(tài)分量），即應(yīng)力幅值（Sa）：最大應(yīng)力與最小應(yīng)力差值的一半（應(yīng)力循環(huán)中的變化分量），即應(yīng)力循環(huán)的性質(zhì)由平均應(yīng)力Sm和應(yīng)力幅值Sa所決定。應(yīng)力循環(huán)的特征由應(yīng)力比R來(lái)表示：R=Smin/Smax應(yīng)力循環(huán)分為單向循環(huán)和雙向循環(huán)。交變應(yīng)力分為三種：當(dāng)R=一1時(shí)，稱為對(duì)稱循環(huán)；

R=0

時(shí)，稱為脈動(dòng)循環(huán)；R為其它任意值時(shí)，稱為非對(duì)稱循環(huán)。2．金屬材料抗疲勞性能——疲勞極限在一定循環(huán)特征下，金屬材料承受無(wú)限次循環(huán)而不破壞的最大應(yīng)力，稱為金屬材料在這一循環(huán)特征下的疲勞極限，也稱為持久極限。通常應(yīng)力循環(huán)特征R=－1時(shí)，疲勞極限的數(shù)值最小，如果不加說(shuō)明，材料的疲勞極限都是指R=－1特征

應(yīng)力循環(huán)下的最大應(yīng)力，用S-1表示。在工程應(yīng)用中，是在一個(gè)規(guī)定的足夠大的有限循環(huán)次數(shù)，比如N=5

10７～10８，作用下而不發(fā)生破壞的最大應(yīng)力，作為金屬材料在該循環(huán)特征下的持久極限。也稱為“條件持久極限”或“實(shí)用持久極限”。S－N曲線S－N曲線反映材料交變應(yīng)力大小S與其疲勞

N之間的關(guān)系。表征某種材料的抗疲勞破壞的特性，以及估計(jì)結(jié)構(gòu)疲勞

。應(yīng)力集中應(yīng)力集中是指受力時(shí)結(jié)構(gòu)件中應(yīng)力分布的不均勻程度。金屬結(jié)構(gòu)件表面或的缺陷處

(如劃傷、夾雜、壓痕、氣孔等)以及截面突變處(如螺紋、大小截面轉(zhuǎn)接處等)，都會(huì)在載荷作用下出現(xiàn)應(yīng)力局部增大的現(xiàn)象，形成應(yīng)力集中。3．疲勞破壞的主要特征：低的交變應(yīng)力脆性斷裂損傷累積的過(guò)程(4)具有局部性質(zhì)，而并不牽涉到整個(gè)結(jié)構(gòu)的所有材料。點(diǎn)，產(chǎn)生疲勞裂紋，應(yīng)力集中的程度用應(yīng)力集中系數(shù)Kt來(lái)表示。應(yīng)力集中的地方往往會(huì)成為疲勞裂紋的導(dǎo)致疲勞破壞。應(yīng)力集中會(huì)使試件的疲勞極限大大下降，是影響疲勞強(qiáng)度的主要因一。提高金屬構(gòu)件表面光潔度，減少熱處理造成的各種小缺陷，都可以較明顯地提高金屬構(gòu)件的疲勞極限，延長(zhǎng)它的使用。四、金屬的工藝性能金屬接受工藝方法加工的能力稱為金屬的工藝性能。鑄造性：(2)鍛造性：金屬的塑性越大，變形的抗力越小，鍛造性就越好。(3)焊接性：焊接工藝一般分為熔焊和釬焊兩大類(lèi)：②釬焊：將兩個(gè)工件的結(jié)合部位和作為填充金屬的釬料進(jìn)行適當(dāng)?shù)募訜?，釬料的比工件金屬的低，在工件金屬還沒(méi)有熔化的情況下，將已熔化的釬料填充到工件之間，與固態(tài)的工件金屬相互溶解和擴(kuò)散，釬料凝固后將兩個(gè)工件焊接在一起。(4)切削加工性：用切削工具進(jìn)行加工時(shí)，金屬來(lái)的性能叫做金屬的切削加工性能。強(qiáng)度高、硬度高的材料，塑性好的材料和導(dǎo)熱性能差的材料，其切削加工性能都比較差?！钐间摵秃辖痄撲撌且澡F和碳為主要成分的合金，它的含碳量一般在0.02％～2.11％之間。鋼按化學(xué)成分分為碳素鋼(簡(jiǎn)稱為碳鋼)和合金鋼兩大類(lèi)。1、鋼的分類(lèi)一、按用途分類(lèi)結(jié)構(gòu)鋼：用來(lái)制造各種工程結(jié)構(gòu)和機(jī)器零件。包括：滲碳鋼、調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼和滾動(dòng)軸承鋼等。工具鋼：用來(lái)制造各種工具。包括：刃具鋼、模具鋼和量具鋼等。特殊性能鋼：包括不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼等。二、按化學(xué)成分分類(lèi)1．碳鋼按含碳量可將鋼分為低碳鋼(含碳量≤0.25％)、中碳鋼(0.25％<含碳量≤0.6％)和高碳鋼(含碳量>0.6％)。2．合金鋼按合金元素含量可將合金鋼分為低合金鋼(合金元素總含量≤5％)、中合金鋼(合金元素總含量在5％～10％)和高合金鋼(合金元素總含量>10％)。按鋼中所含主要合金元素種類(lèi)不同，合金鋼又分為錳鋼、鉻鋼、鉻鎳鋼、鉻錳鈦鋼等。三、按質(zhì)量分類(lèi)按鋼中所含有害雜質(zhì)磷、硫的含量，可分為普通鋼(含磷量≤0.045％、含硫量≤0.055％或磷、硫含量均≤0.050％)、優(yōu)質(zhì)鋼(磷、硫含量均≤0.040％)和高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼(含磷量≤0.035％、含硫量≤0.030％)。2、鋼的熱處理熱處理是將固態(tài)金屬或合金以一定的速度加熱到一定的溫度并保溫一定時(shí)間，再以預(yù)定的冷卻速度進(jìn)行冷卻，以改變其金相組織，從而獲得所需要性能的一種工藝過(guò)程。溫度和時(shí)間是影響熱處理的主要因素。鋼熱處理方法的分類(lèi)鋼的熱處理分為以下幾種基本類(lèi)型：在實(shí)際生產(chǎn)中又分為預(yù)備熱處理和最終熱處理。熱處理過(guò)程中鋼組織的轉(zhuǎn)變和鋼熱處理的臨界溫度室溫下鋼的組織：鐵素體(F)+滲碳體(Fe3C)第一步：加熱并保溫一定的時(shí)間，鐵素體+滲碳體均勻的奧氏體(A)。鋼組織由鐵素體和滲碳體的混合物轉(zhuǎn)變?yōu)閱我粖W氏體組織的溫度稱之為鋼熱處理的臨界溫度。第二步：不同的冷卻速度(如隨爐冷、空氣冷、油冷、水冷等)冷卻到室溫，從而得到不同的組織，獲得所需要的性能。冷卻過(guò)程是鋼熱處理的關(guān)鍵，它對(duì)控制鋼在冷卻后的組織與性能具有決定性的意義。同一鋼種在相同加熱條件下獲得的奧氏體組織，以不同的冷卻條件冷卻后，鋼的機(jī)械性能有著明顯的不同。普通熱處理退火工藝：是將鋼加熱到臨界溫度以上30一50℃，保溫一段時(shí)間后，以十分緩慢的速度進(jìn)行冷卻(通常是隨爐冷卻)的熱處理工藝。目的：改善或消除鋼在鑄造、鍛造或焊接后，成分和組織不均勻性。降低硬度，以便于切削加工。

(3)提高塑性，以便于冷變形加工。細(xì)化組織晶粒，改善性能，消除應(yīng)力。有些退火不一定發(fā)生相變重結(jié)晶現(xiàn)象，比如去應(yīng)力退火。用于消除鑄件、鍛件或焊接件、冷沖壓件以及機(jī)加工件中的殘余應(yīng)力，防止工件在以后機(jī)械加工或使用過(guò)程中，產(chǎn)生變形或開(kāi)裂。去應(yīng)力退藝：是將工件緩慢加熱到臨界溫度以下的某一溫度(通常為600—650℃)，保溫一定的時(shí)間，然后隨爐緩慢冷卻到200℃，再出爐冷卻至室溫。2.正火工藝：將鋼加熱到臨界溫度以上30～50℃，保溫一定的時(shí)間，在空氣中冷卻的熱處理。正火與退火不同：主要在于正火的冷卻速度較快。正火后鋼的強(qiáng)度、硬度和韌性都比退火后的要高，而且塑性也不降低。因?yàn)檎鸷箐摰男阅芨?，操作又?jiǎn)單，生產(chǎn)周期短，設(shè)備利用率高，所以在生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。3．淬火工藝：把鋼加熱到臨界溫度以上，經(jīng)適當(dāng)保溫后，快速冷卻到

室溫(一般用油冷或水冷)，從而獲得馬氏體組織的一種熱處理。馬氏體：淬火熱處理冷卻速度很快，使奧氏體中碳原子來(lái)不及析出，就形成了碳原子過(guò)飽合的固溶體。目的：獲得馬氏體，為后面進(jìn)行的回火處理作好組織準(zhǔn)備。鋼淬火后，必須進(jìn)行回火處理，提高鋼的強(qiáng)度和硬度，獲得所需要的各種機(jī)械性能?；鼗鸸に嚕簩⒋慊鹛幚砗蟮匿摷訜岬脚R界溫度以下的某個(gè)溫度，保溫一定的時(shí)間，然后以選定的冷卻速度(空冷、油冷或水冷)冷卻到室溫的熱處理。它是緊接淬火處理的一道熱處理工序目的：改善淬火所得到的馬氏體組織，以調(diào) 善鋼的性能。使淬火所得到的馬氏體變成穩(wěn)定組織，穩(wěn)定尺寸。

(3)消除淬火熱處理在工件中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，防止工件變形或開(kāi)裂?；鼗馃崽幚矸譃榈蜏鼗鼗?、中溫回火和高溫回火。調(diào)質(zhì)處理=淬火+高溫回火。鋼材經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，硬度值與正火后的很接近，但塑性和韌性卻顯著地超過(guò)了正火狀態(tài)。所以，一般重要的結(jié)構(gòu)零件都以調(diào)質(zhì)處理作為最終熱處理。調(diào)質(zhì)處理也可以作為表面淬火和化學(xué)熱處理的預(yù)先熱處理。表面熱處理目的：使零件的表層得到強(qiáng)化，使其具有高的強(qiáng)度、硬度、耐磨性和疲勞極限，而心部為了承受沖擊載荷，仍應(yīng)保持足夠的塑性和韌性。1．表面淬火工藝：通過(guò)快速加熱使鋼表層溫度達(dá)到臨界溫度以上，而不等熱量傳到中心，立即予以淬火冷卻，其結(jié)果是表面獲得硬而耐磨的馬氏體組織，而心部仍保持原來(lái)塑性、韌性較好的組織。特點(diǎn)：不改變鋼表層化學(xué)成分，只改變表層組織的局部熱處理方法。2．化學(xué)熱處理

工藝：把鋼零件置于某種介質(zhì)中，通過(guò)加熱和保溫，使介質(zhì)分解出某些元素滲入工件表層。特點(diǎn)：既改變零件表層的化學(xué)成分，又改變零件表層組織的一種表面熱處理方法。目的：強(qiáng)化表面，提高工件表層的某些機(jī)械性能，如表面硬度、耐磨性、疲勞極限等。保護(hù)工件表面，提高工件表面的物理、化學(xué)性能，如耐高溫及耐腐蝕等。3、合金鋼一、合金元素的作用有明顯的強(qiáng)化作用。提高了淬火鋼的回火抗力，可以使鋼在調(diào)質(zhì)處理后獲得更好的綜合機(jī)械性能。增加了碳鋼的淬透性。使鋼獲得某些特殊性能，比如，抗腐蝕、耐高溫等。二、合金鋼的牌號(hào)表示法

原則：合金結(jié)構(gòu)鋼前面兩位數(shù)字表示合金鋼平均含碳量(單位是0.01％)，后面加合金元素符號(hào)及其平均含量(單位是1％)，當(dāng)合金元素含量小于1.5％時(shí)，表示平均含量的數(shù)字可以省略。若元素含量等于或大于1.5％、2.5％……時(shí)，則元素符號(hào)后的數(shù)字為含量的近似值，即為2、3……等。若是高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼，則在鋼號(hào)末尾加“A”字。

合金工具鋼若含碳量大于l％，則表示含碳量的數(shù)字可以省略；若含碳量小于

1％，應(yīng)標(biāo)出含碳量，單位是0．1％。的一般碳鋼和合金鋼都用4個(gè)數(shù)字的系列符號(hào)來(lái)表示。前兩位數(shù)字表示鋼的類(lèi)型，其中第二位數(shù)字通常給出主要合金元素的含量(單位為1％)，最后兩位數(shù)字表示鋼的平均含碳量(單位為0.0l％)。10××標(biāo)識(shí)符號(hào)表示普通鋼。比如：SAE1010和SAE1030表示普通低碳鋼。后兩位數(shù)字10、30分別表示鋼的平均含碳量為0.10％和0.30％。(SAE—

汽車(chē)工程師 縮寫(xiě)，)2×××標(biāo)識(shí)符號(hào)表示鎳合金鋼系列。比如SAE2330表示含鎳合金元素3％，平均含碳量為

0．30％的合金鋼。4、航空工業(yè)中使用的鋼材一、滲碳鋼特點(diǎn)：在合金結(jié)構(gòu)鋼表面進(jìn)行滲碳處理，以達(dá)到構(gòu)件 材料有較高的強(qiáng)度、韌性和抗疲勞強(qiáng)度，而表面又具有較高的硬度和耐磨性，多用來(lái)制造齒輪、傳動(dòng)軸、銷(xiāo)子等。

12Cr2Ni4A、18Cr2Ni4wA等都是在航空器上普遍使用的滲碳鋼。二、調(diào)質(zhì)鋼使用最廣泛的一類(lèi)鋼材，也是在航空工業(yè)中使用最多的合金結(jié)構(gòu)鋼。航空工業(yè)中常用的調(diào)質(zhì)鋼有：三、

強(qiáng)度鋼是指強(qiáng)度極限b>1

470

MPa(150

kgf／mm2)的合金鋼。目前在航空工業(yè)中使用最廣泛的是低合金 強(qiáng)度鋼。30

nSiNi2A鋼是航空工業(yè)中使用較為廣泛的低合金強(qiáng)度鋼，用于制造受力最大的重要飛機(jī)結(jié)構(gòu)件，如起落架、機(jī)翼大梁、重要連接件、螺栓等。這種鋼材的缺點(diǎn)是韌性相對(duì)較低，對(duì)應(yīng)力

集中比較敏感。所以，用這種鋼材制成的

零構(gòu)件，在幾何形狀上都應(yīng)采取光滑過(guò)渡，絕對(duì)要避免尖角的出現(xiàn)；構(gòu)件表面質(zhì)量要

高，不能有壓坑、沖眼等缺陷存在；經(jīng)磨

削或校形后，應(yīng)在200~250℃進(jìn)行去應(yīng)力回火；在進(jìn)行表面處理時(shí)，一定要防止

氫脆。四、航空工業(yè)中使用的不銹鋼不銹鋼：能在一定的介質(zhì)(

分、空氣、酸、堿、鹽等)中，不產(chǎn)生腐蝕或抗蝕性較好的鋼。在鋼中加入一定量的鉻(Cr)、鎳(Ni)等合金元素，可以提高鋼的抗腐蝕性能，制成不銹鋼。鉻的作用：在鋼中加入鉻元素的含量達(dá)到12％時(shí)，可以明顯減小碳化物與鐵素體之間的電極電位差；若含鉻量再增加，達(dá)到一定值時(shí)，還可以使鋼在常溫下成為單相鐵素體組織。另外，鉻還能在鋼表面形成起保護(hù)作用的氧化膜(Cr2

O3)，使鋼與周?chē)橘|(zhì)

，鋼進(jìn)一步氧化。鎳的作用：在鋼中加入一定量的鎳元素，可以使鋼在常溫下成為單相奧氏體組織，避免形成微觀腐蝕電池，提高了鋼的抗電化學(xué)腐蝕的能力。加入錳、氮元素也有類(lèi)似的作用。航空工業(yè)中常使用的不銹鋼有馬氏體不銹鋼(Cr13)和奧氏體不銹鋼(18—8型不銹鋼)。五、航空工業(yè)中使用的耐熱鋼材飛機(jī)上渦扇發(fā)

的零部件大部分都是在高溫和極其復(fù)雜的載荷條件下工作的。部件還要承受燃?xì)庵懈g性氣體的作用。在這樣條件下工作的鋼部件常常會(huì)發(fā)生以下的情況：(2)金屬在高溫下發(fā)生蠕變：蠕變是金屬在一定的溫度和應(yīng)力共同作用下，產(chǎn)生的隨時(shí)間逐漸增大的塑性變形。金屬的蠕變與溫度、載荷和時(shí)間有著密切的關(guān)系。溫度和載荷達(dá)到一定值，才可能發(fā)生蠕變，而且溫度越高、載荷越大，時(shí)間越長(zhǎng)，蠕變量越大。鎳基耐熱合金、鉬基合金和金屬陶瓷具有較高的熱穩(wěn)定性和熱強(qiáng)度，可用來(lái)制造在高溫下工作的零部件，是航空工業(yè)中主要使用的耐熱材料。☆有色金屬有色金屬分為輕有色金屬和重有色金屬。輕有色金屬所以能夠在飛機(jī)結(jié)構(gòu)中得到廣泛的應(yīng)用，主要的一個(gè)原因是它的強(qiáng)度、剛度雖然還比不上結(jié)構(gòu)鋼，但它的

小，使它的比強(qiáng)度(強(qiáng)度／)大，比剛度(彈性模量／)與結(jié)構(gòu)鋼不相上下。1、鋁和鋁合金一、工業(yè)純鋁性能：用途：冶煉鋁合金，作鋁合金表面的包復(fù)材料，制作鉚釘、鋁箔，代替銅做導(dǎo)電材料。純鋁牌號(hào)為1×××。1050A(純度達(dá)99．50％)、1035、1200。二、鋁合金鋁合金分類(lèi)變形鋁合金：具有良好的塑性，適于變形加工。鑄造鋁合金：液態(tài)時(shí)流動(dòng)性較好，適于鑄造成形。變形鋁合金分為不能熱處理強(qiáng)化和能熱處理強(qiáng)化兩種。2．鋁合金的熱處理(1)退火

變形鋁合金的退火主要是再結(jié)晶退火（中間退火）。對(duì)于不能用熱處理強(qiáng)化的鋁合金，冷變形加工后，要在保持加工硬化效果的基礎(chǔ)上消除內(nèi)應(yīng)力，可以進(jìn)行“去應(yīng)力退火”(2)淬火目的：得到過(guò)飽和的固溶體，提高強(qiáng)度和硬度。也稱為固溶處理。工藝：加熱到一定臨界溫度以上，保溫一定時(shí)間，再將鋁合金從高溫迅速(水冷)冷卻到室溫，合金元素來(lái)不及析出，于是就形成了過(guò)飽和的固溶體。這種固溶體強(qiáng)度比退火狀態(tài)略高一些，而塑性仍然很好。所以淬火狀態(tài)的鋁合金仍可以進(jìn)行冷變形加工。(3)時(shí)效處理時(shí)效：淬火后的鋁合金，在一定溫度下，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，強(qiáng)度和硬度得到提高的現(xiàn)象。鋁合金的熱處理強(qiáng)化：固溶強(qiáng)化+時(shí)效強(qiáng)化，而且時(shí)效強(qiáng)化的效果最為顯著。鋁合金的時(shí)效分為自然時(shí)效和人工時(shí)效兩種自然時(shí)效就是把淬火后的鋁合金放在室溫下進(jìn)行時(shí)效

(時(shí)效溫度約為20℃)。這種時(shí)效進(jìn)行較慢，要經(jīng)4～5天后，強(qiáng)度可接近最高值。自然時(shí)效在開(kāi)頭的幾個(gè)小時(shí)內(nèi)，鋁合金的強(qiáng)度無(wú)明顯增加，稱為“孕育期”。生產(chǎn)上常利用孕育期對(duì)鋁合金進(jìn)行各種冷變形加工，或?qū)Υ慊鸬淖冃芜M(jìn)行校正。人工時(shí)效就是將淬火后的鋁合金再加熱到一定的溫度進(jìn)行時(shí)效。人工時(shí)效進(jìn)程較快，時(shí)效溫度越高，時(shí)效過(guò)程進(jìn)行的越快，強(qiáng)度值越低。冷凍儲(chǔ)藏：若將淬火后的鋁合金放在較低溫度下，過(guò)飽和固溶體中的合金元素原子活動(dòng)能力極小，所以，時(shí)效進(jìn)行的極慢，鋁合金的強(qiáng)度隨時(shí)間增加幾乎不發(fā)生變化。如果從冷藏中取出的零件因故沒(méi)有在孕育期內(nèi)完成加工，零件在室溫下已經(jīng)開(kāi)始了自然時(shí)效，那么將其放回冷藏室之前，必須進(jìn)行回歸處理。(4)鋁合金狀態(tài)代號(hào)3．變形鋁合金按照性能和用途不同，變形鋁合金可分為防銹鋁合金、硬鋁合金、超硬鋁合金和鍛鋁合金四類(lèi)。國(guó)際變形鋁合金的標(biāo)記法中，鋁錳合金(3000系列)和鋁鎂合金(5000系列)是防銹鋁合金，鋁銅合金(2000系列)是硬鋁合金，鋁鋅合金(7000系列)是超硬鋁合金，而鋁鎂硅合金(6000系列)是鍛鋁合金。(1)防銹鋁合金(3×××、5×××系列)鋁錳合金和鋁鎂合金具有很高的抗蝕性，稱為防銹鋁合金。它們都屬于不能熱處理強(qiáng)化的鋁合金，為了提高強(qiáng)度，應(yīng)采用加工硬化。常用的鋁錳防銹鋁合金是21號(hào)防銹鋁，牌號(hào)為

3A21。它的抗蝕性很高，接近純鋁；強(qiáng)度不高，塑性好，焊接性能好，切削加工性能差。在飛機(jī)上主要用來(lái)制造油箱、油管、鉚釘?shù)取３Ｓ玫匿X鎂防銹鋁合金是5A02、5A06和5805。它具有較高的抗蝕性、良好的塑性和焊接性，這些都與3A21接近。由于鎂的固溶強(qiáng)化效果比較明顯，所以它的強(qiáng)度比3A21高，而且 小、抗疲勞性能好，因而在飛機(jī)上用來(lái)制造油箱、油管、鉚釘和中等強(qiáng)度的冷壓、焊接結(jié)構(gòu)件。(2)硬鋁(2×××系列)銅和鎂是硬鋁中主要的合金元素。性能：硬鋁合金 較小強(qiáng)度高的合金，而且韌性和抗疲勞性能較好，特別是自然時(shí)效狀態(tài)比人工時(shí)效狀態(tài)抗疲勞性能更好，斷裂韌性更高。它又具有良好的塑性，可以進(jìn)行壓力加工。另外，淬火后有一個(gè)時(shí)效孕育期，給變形加工帶來(lái)一些便利。硬鋁合金在使用中必須注意的一些問(wèn)題：①抗蝕性能差，對(duì)應(yīng)力腐蝕、晶間腐蝕都比較敏感。因此，使用時(shí)應(yīng)進(jìn)行防腐保護(hù)。②熔焊性能差。熔焊時(shí)有形成結(jié)晶裂縫的傾向。大都采用鉚接。③淬火溫度范圍很窄。誤差大

5～10℃范圍內(nèi)?？刂茰囟缺容^

。④淬火處理時(shí)，在要求的溫度下保溫?zé)嵬负螅瑥臓t中到淬火介質(zhì)的轉(zhuǎn)移時(shí)間不能過(guò)長(zhǎng)(一般不超過(guò)15s)，以求得到細(xì)化的晶粒，否則，會(huì)降低材料抗晶間腐蝕的能力。飛機(jī)結(jié)構(gòu)上常用的硬鋁合金有：①2024硬鋁：含有較多的銅鎂合金元素，具有較高的強(qiáng)度和硬度。熱處理方法是淬火后在室溫下經(jīng)4～5天自然時(shí)效，可得到較高的抗拉強(qiáng)度和韌性；淬火后，人工時(shí)效可得到較高的屈服強(qiáng)度和耐蝕性能。淬火后，在室溫下有1.5

h孕育期，可在這段時(shí)間內(nèi)進(jìn)行變形加工。②2017硬鋁：含有中等數(shù)量的銅鎂合金元素，硬度、強(qiáng)度比2024低，但塑性高，易于進(jìn)行冷壓成型。熱處理方法是淬火后在室溫下自然時(shí)效。孕育期約為2

h。(3)超硬鋁(7075)、在硬鋁基礎(chǔ)上加入金屬鋅Zn，形成的鋁鋅鎂銅合金叫超硬鋁合金。它屬于高強(qiáng)度變形鋁合金。7075超硬鋁合金在T6熱處理狀態(tài)具有最高強(qiáng)度，但斷裂韌性較低，抗應(yīng)力腐蝕能力差，缺口敏感性也較大。在T73熱處理狀態(tài)下，抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度均比T6狀態(tài)低，但具有耐應(yīng)力腐蝕的性能和比較高的斷裂韌性。為了防止腐蝕，7075材料的零件表面應(yīng)有保護(hù)層。與2024硬鋁合金相比，7075超硬鋁的強(qiáng)度極限和屈服極限都比較高，但它的斷裂韌性和抗疲勞性能并沒(méi)有隨著強(qiáng)度性能改善而成比例的提高，缺口敏感性也較大。在飛機(jī)結(jié)構(gòu)中，以承受拉應(yīng)力為主，要求有較好抗疲勞性能的機(jī)翼下翼面的長(zhǎng)桁、蒙皮和機(jī)身蒙皮一般都采用2024材料制成。7075強(qiáng)度高，而且屈服極，可以提高結(jié)構(gòu)件承壓失穩(wěn)的能力。所以，承受載荷較大。7075合金可以用來(lái)制造飛機(jī)上重要受力構(gòu)件，比如，機(jī)翼大梁、機(jī)翼上翼面的蒙皮、桁條，機(jī)身的桁條、隔框、翼肋、主要接頭等。4．鍛造鋁合金

鍛造鋁合金是鋁一鎂一硅系列鋁合金，可以通過(guò)熱處理進(jìn)行強(qiáng)化。主要特點(diǎn)：加熱時(shí)有良好的塑性，便于進(jìn)行鍛造成型。它的硬度與硬鋁相近，具有良好的耐腐蝕性。這類(lèi)鋁合金熱處理方法是淬火后在室溫下自然時(shí)效，得到的合金具有很好的耐腐蝕性能。如果淬火后進(jìn)行人工時(shí)效，可以提高合金的強(qiáng)度性能，但會(huì)使合金產(chǎn)生晶間腐蝕的傾向。鍛造合金在飛機(jī)上多用來(lái)制造對(duì)加工塑性和耐蝕性要求較高的鍛件，如發(fā) 一些零件、直升機(jī)槳葉、搖臂、框架、接頭等。5．鑄造鋁合金

按照化學(xué)成分不同，鑄造鋁合金可分為Al—Si系、

Al—Cu系、Al—Mg系、Al—Zn系四大類(lèi)。其中前三種應(yīng)用比較廣泛。鑄造鋁合金代號(hào)是ZL加三位數(shù) 一位數(shù)字1、2、3、4分別代表Al—Si、Al—Cu、Al—Mg和Al—Zn，后兩位數(shù)字是合金的順序號(hào)。比如ZL102代表順序號(hào)為2的Al—Si系鑄造鋁合金。鑄造鋁合金的特點(diǎn)是鑄造性能好，可進(jìn)行各種成型鑄造。它的優(yōu)點(diǎn)是小，比強(qiáng)度較高，有較高的抗蝕性和耐熱性。不足之處是容易吸收氣體形成氣孔，組織較粗大，一般的說(shuō)，塑性、韌性不如變形鋁合金。這種合金主要用來(lái)制造形狀復(fù)雜、受力較小的零件，如油泵等附件殼體和儀表零件、發(fā)機(jī)匣和附件殼體等。2、鈦和鈦合金一、純鈦純鈦是銀白色金屬，它的 只有鋼的57％左右?？刮g能力很強(qiáng)，在550℃以下，鈦表面形成致密氧化膜，能金屬進(jìn)一步氧化。它的抗海水及其蒸氣腐蝕的能力很強(qiáng)，甚至超過(guò)不銹鋼。對(duì)硝酸、稀硫酸、堿溶液都能抗蝕。但易受氫氟酸、濃硫酸的腐蝕，尤其是氫氟酸對(duì)鈦有損壞作用。純鈦的強(qiáng)度不高，塑性好。但雜質(zhì)氧、氮、氫、碳、硅、鐵等會(huì)使鈦的強(qiáng)度大大提高，而塑性有所降低。其中氫的影響最嚴(yán)重，含量超過(guò)0．015％，便引起顯著的氫脆。去氫：鈦中的氫可以通過(guò)在真空中加熱進(jìn)行排除。鈦的工藝性能差，難以進(jìn)行切削加工，在熱加工中，又容易吸收氧、氫、氮等雜質(zhì)，使強(qiáng)度增加，塑性降低，壓力加工，并易出現(xiàn)裂紋。所以鈦的生產(chǎn)成本較高。二、鈦合金

鈦合金的 較小，而強(qiáng)度幾乎接近合金鋼，抗蝕性又不低于不銹鋼。在400℃以下，機(jī)械性能變化很小，耐熱性大大超過(guò)鋁合金。

航空工業(yè)中使用較多的鈦合金是TC4合金。這類(lèi)合金屬于鈦鋁釩系合金，它具有較好的綜合機(jī)械性能，在400℃下組織穩(wěn)定，有較高的熱強(qiáng)度。合金的熱塑性良好，適用于鍛造和鍛壓成型，可用多種方法焊接，接頭強(qiáng)度可達(dá)基體強(qiáng)度的90％。復(fù)合材料和非金屬材料☆復(fù)合材料一、復(fù)合材料復(fù)合材料概述定義：由兩種或兩種以上的組分材料組成，各組分材料基本上仍保持其原來(lái)各自的物理和化學(xué)性質(zhì)，彼此之間有明顯界面的材料。組分材料中，有一種材料起增強(qiáng)(韌)作用，稱為增強(qiáng)(韌)材料，一般都是強(qiáng)度、剛度高的材料，形狀為尺寸細(xì)小的纖維或片狀、顆粒狀等；有一種材料起粘接作用，稱為基體材料，一般都為勻質(zhì)材料。組成復(fù)合材料的組元有增強(qiáng)(韌)體、基體和界面層。復(fù)合材料不但是多組元的材料，且是各向異性的材料。2．基體、增強(qiáng)體和界面層(1)基體基體是復(fù)合材料中的連續(xù)組元，它的作用是使復(fù)合材料成型，粘接、保護(hù)增強(qiáng)體，承受外載荷時(shí)，基體承受應(yīng)力的作用不大，而是將外載荷產(chǎn)生的應(yīng)力傳遞給增強(qiáng)體。由于基體和增強(qiáng)體表面之間的物理、化學(xué)作用，在增強(qiáng)體的表面形成了復(fù)合材料的第三組元——界面層?；w的性質(zhì)對(duì)界面層的結(jié)構(gòu)和性能起著決定性的作用。因此，在設(shè)計(jì)和制造復(fù)合材料時(shí)，要選擇能與增強(qiáng)體相匹配的、高性能的基體材料，才能得到預(yù)期性能的復(fù)合材料。復(fù)合材料的基體材料可選用：高分子的聚合物基(環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、硅樹(shù)脂、聚硒亞胺樹(shù)脂等)、金屬基(鋁、鈦等金屬和鈦鋁、鎳鋁等金屬間化合物)、無(wú)機(jī)非金屬基(陶瓷基、碳基等)。(2)增強(qiáng)(韌)體增強(qiáng)(韌)體是均布在基體中，對(duì)基體起到增強(qiáng)

(韌)作用的不連續(xù)組元。它的形狀可以是顆粒狀、片狀、纖維狀或織物狀等。增強(qiáng)纖維的作用是承受載荷，即承受基體通過(guò)界面?zhèn)鬟f過(guò)來(lái)的應(yīng)力，對(duì)基體起到增強(qiáng)、韌化的作用。對(duì)增強(qiáng)纖維的要求：增強(qiáng)纖維應(yīng)該是用高模量材料制成的直徑很小、有一定長(zhǎng)度的絲狀物體。強(qiáng)度和彈性模量都要比基體材料的數(shù)值高?；w中增強(qiáng)纖維的含量必須達(dá)到要求。可選擇用來(lái)做增強(qiáng)纖維的材料有：玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維等。（3）界面層界面層是由于基體和增強(qiáng)纖維表面之間的物理、化學(xué)作用形成的結(jié)合層。它的作用是在基體和增強(qiáng)纖維之間提供適當(dāng)?shù)慕Y(jié)合力，使增強(qiáng)纖維承受載荷引起的應(yīng)力對(duì)基體起到增強(qiáng)、增韌的作用。界面層在基體和增強(qiáng)纖維之間提供的結(jié)合力必須適當(dāng)。結(jié)合力過(guò)小，承受載荷時(shí)，容易在基體和增強(qiáng)纖維的界面處造成開(kāi)裂，應(yīng)力傳不到增強(qiáng)纖維上去，達(dá)不到增強(qiáng)的作用；結(jié)合力過(guò)大，又會(huì)在受力變形時(shí)不能吸收足夠的能量，達(dá)不到增韌的作用，使復(fù)合材料制件破壞時(shí)產(chǎn)生脆性斷裂。影響結(jié)合力的因素：界面層的結(jié)構(gòu)和結(jié)合強(qiáng)度取決于基體的性能以及增強(qiáng)纖維的表面狀況。制造復(fù)合材料時(shí)，要選用與增強(qiáng)纖維相匹配的高性能的基體材料。對(duì)增強(qiáng)纖維的表面進(jìn)行一些處理，增加表面的粗糙度，以得到符合要求的界面層。另外，基體材料和增強(qiáng)纖維之間要有相容性，即兩者有相匹配的膨脹系數(shù)，兩者之間不起化學(xué)反應(yīng)。3、復(fù)合材料分類(lèi)按照使用性能還可將復(fù)合材料分為：結(jié)構(gòu)復(fù)合材料和功能復(fù)合材料。結(jié)構(gòu)復(fù)合材料：是指用來(lái)制造結(jié)構(gòu)零件的復(fù)合材料；功能復(fù)合材料：是指除了具有一定的力學(xué)性能外，還具有某種物理性能、化學(xué)性能和生物性能的復(fù)合材料。比較成熟，在民用

機(jī)上應(yīng)用較多的是以樹(shù)脂為基體，以玻璃纖維、碳纖維(包括石墨纖維)、芳綸(Kevlar凱芙拉)等為增強(qiáng)體的復(fù)合材料。它們分別稱為樹(shù)脂基玻璃纖維復(fù)合材料、樹(shù)脂基碳纖維復(fù)合材料和樹(shù)脂基芳綸復(fù)合材料。4、樹(shù)脂基(聚合物基)復(fù)合材料(PMC)樹(shù)脂基玻璃纖維復(fù)合材料：是一種用玻璃纖維增強(qiáng)樹(shù)脂的復(fù)合材料。俗稱玻璃鋼。這種材料的比強(qiáng)度較高；對(duì)電和熱的絕緣性能好，熱膨脹系數(shù)比鋼和鋁的小；對(duì)波和無(wú)線電波有很高的透波性；沖擊韌性較高，抗疲勞性能好。但它也存在著比剛度較低；耐濕熱性差；材料性能分散性大等問(wèn)題。先進(jìn)(聚合物基)復(fù)合材料(APMC)：是一種用高強(qiáng)度、高模量材料碳纖維(包括石墨纖維)、芳綸、硼纖維等增強(qiáng)樹(shù)脂制成的復(fù)合材料，是繼玻璃鋼之后發(fā)展起來(lái)的第二代復(fù)合材料，其性能明顯優(yōu)于第一代，被稱為先進(jìn)(聚合物基)復(fù)合材料。它的優(yōu)點(diǎn)是：①比強(qiáng)度、比剛度高。②具有良好的耐疲勞性能。③減震性能好。④具有多種功能性。⑤可設(shè)計(jì)性強(qiáng)。⑥熱膨脹系數(shù)小。⑦便于大面積整體成型。但先進(jìn)復(fù)合材料也存在著一些問(wèn)題：①耐濕熱性能差。②沖擊韌性較低。③材料分散性大；價(jià)格過(guò)高。(3)復(fù)合材料在飛機(jī)結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用:主要用來(lái)制造罩、整流罩、艙門(mén)、舵面、襟翼、擾流

板等只承受局部氣

動(dòng)載荷的維形件，

或只承受傳遞局部

氣動(dòng)載荷的次要受力構(gòu)件。5．先進(jìn)金屬基復(fù)合材料和非金屬基復(fù)合材料金屬基復(fù)合材料的基體一般用鋁、鈦金屬基和鈦鋁、鎳鋁金屬間化合物基；非金屬基復(fù)合材料的基體一般用陶瓷基和碳基。增強(qiáng)纖維一般用碳纖維、硼纖維、碳化硅纖維、石墨纖維等?！は冗M(jìn)金屬基復(fù)合材料和非金屬基復(fù)合材料的特點(diǎn)：具有耐高溫、低密度、比強(qiáng)度高、比模量高、熱膨脹系數(shù)小、抗磨損、化學(xué)性能穩(wěn)定、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。表列出了金屬材料和先進(jìn)復(fù)合材料最高工作溫度的比較：二、蜂窩夾層結(jié)構(gòu)蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的組成蜂窩夾層結(jié)構(gòu)是用兩層較薄的面板中間夾以較厚的芯材，面板與芯材之間通過(guò)膠膜層粘接而組成的夾層板殼結(jié)構(gòu)，如圖1—10所示。面板材料：樹(shù)脂基玻璃纖維復(fù)合材料，制成玻璃纖維夾層結(jié)構(gòu)；也可以用碳纖維、芳綸纖維復(fù)合材料，制成先進(jìn)復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)；還可以選用鋁合金、鈦合金、不銹鋼板，制成金屬面板夾層結(jié)構(gòu)。蜂窩芯材：有金屬和非金屬兩種。金屬蜂窩芯材主要是用鋁箔、不銹鋼箔粘接成六角形孔格形狀制成；非金屬蜂窩芯材主要是用玻璃纖維布粘接而制成。(1)蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：①具有較大的彎曲剛度和彎曲強(qiáng)度。②具有較好的吸聲和隔熱隔聲的性能；具有較高的耐聲振疲勞性能。③具有光滑的氣動(dòng)外形，氣密性較好。蜂窩夾層結(jié)構(gòu)存在的問(wèn)題①用蜂窩夾層結(jié)構(gòu)制成的部件之間的連接設(shè)計(jì)比較困難，部件發(fā)生損傷修理和更換也比較麻煩，而且在蜂窩夾層結(jié)構(gòu)制成的部件上進(jìn)行大開(kāi)口設(shè)計(jì)也比較

；②抗?jié)駸岘h(huán)境的能力差，要特別注意防潮密封。蜂窩夾層結(jié)構(gòu)在飛機(jī)上的應(yīng)用①承受局部氣動(dòng)載荷，起整流作用的部件，如發(fā)短艙、整流件、機(jī)翼前緣、翼梢整流件等；②安裝進(jìn)行通訊導(dǎo)航天線上的整流件；③受力較小的 面和調(diào)整片，如舵面、襟翼、擾流板、調(diào)整片等。★塑料材料塑料的組成：是以高分子化合物(通常稱為樹(shù)脂)為主制成的一種人造材料，是由樹(shù)脂、增塑劑、填料和顏料等組成。塑料的優(yōu)點(diǎn)：小、耐磨、絕緣、隔音，有很好的抗震性和抗腐蝕性，在一定溫度和壓力下具有塑性，容易做成所需要的各種形狀，成型之后，在常溫下保持形狀不變。它的不足之處是耐熱性差，機(jī)械性能不如金屬材料。塑料的性質(zhì)主要取決于樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。塑料的類(lèi)型：熱塑塑料和熱固塑料兩大類(lèi)熱塑塑料熱塑塑料受熱時(shí)會(huì)變軟并變?nèi)犴g，這時(shí)可進(jìn)行模壓成型。當(dāng)它冷卻后，會(huì)保持已成型的形狀。只要不超過(guò)規(guī)定的加熱范圍，這個(gè)過(guò)程可重復(fù)多次而不會(huì)使材料受到損壞。熱固塑料熱固塑料一旦被模壓成型并冷卻后，再怎樣加熱也不會(huì)使它變?nèi)彳?，也不能再加工成其他形狀。也就是說(shuō)，一旦成型，它就只能保持這個(gè)形狀直到破壞。有機(jī)玻璃(航空透明件)航空用的有機(jī)玻璃材料又叫做明膠玻璃，它是飛機(jī)上應(yīng)用較多的一種透明塑料。常用來(lái)制造飛機(jī)駕駛艙風(fēng)擋玻璃件、座艙蓋及機(jī)身兩側(cè)觀察窗玻璃件。這些透明件的安全可靠性直接影響到飛機(jī)的使用和安全，是飛機(jī)上的關(guān)鍵部件。有機(jī)玻璃材料：一種是醋酸纖維素，另一種是丙烯酸塑料。它們都屬于熱塑塑料。用于飛機(jī)風(fēng)擋和機(jī)身兩側(cè)窗口的透明塑料。醋酸纖維素：醋酸纖維素由于重量輕、透光性能好，早期飛機(jī)上多用它來(lái)做透明件。丙烯酸塑料：是由聚甲基丙烯酸甲酯和增塑

劑組成的，不含有填料。由它制成的構(gòu)件尺寸比

較穩(wěn)定，剛度大大高于醋酸纖維素，透光性能好，邊緣的顏色幾乎是無(wú)色透明的。飛機(jī)有機(jī)玻璃材料的性能要求：①透明性②熱膨脹系數(shù)小，熱穩(wěn)定性好③良好的成形性④具有一定的拉伸強(qiáng)度和延伸率⑤便于和修理有機(jī)玻璃的性能：基本能滿足以上的要求。打破后，會(huì)產(chǎn)生大而鈍邊的碎片，比玻璃安全；它們具有較低的吸水能力，而且振動(dòng)不容易在透明塑料中引起疲勞裂紋。沒(méi)有玻璃硬，表面極容易擦傷、劃傷，以致影響視線。它不導(dǎo)電，受摩擦后，會(huì)變成高靜電體。溫度的升高強(qiáng)度硬度降低，還會(huì)使分子發(fā)生裂變。裂變后會(huì)在玻璃表面鼓脹起漁，顏色變白，通常把這種現(xiàn)象稱為“發(fā)霧”。導(dǎo)熱性差，不均勻受熱時(shí)，會(huì)在表面和之間引起熱應(yīng)力，在表面生成裂紋。這些裂紋很細(xì)小，呈現(xiàn)銀白色光澤，也稱做“銀紋”。當(dāng)溫度降低時(shí)，有機(jī)玻璃的強(qiáng)度和硬度增大，脆性也增大。、甲苯等對(duì)有機(jī)玻璃的侵、滑油對(duì)有機(jī)玻璃的有些溶劑比如香蕉水、蝕作用很大；其次是

，侵蝕作用最小。酚醛塑料：酚醛塑料又稱為膠木，是一種以酚醛樹(shù)脂為主要成分的熱固性塑料。在酚醛塑料中，除了酚醛樹(shù)脂、 劑外，還用木粉、紙、布等充當(dāng)填料。航空上常用的酚醛塑料：木粉膠木、夾紙膠木、夾玻璃布膠木和石棉膠木等。這幾種膠木特點(diǎn)：比較大的強(qiáng)度，良好的絕性，并不易受溶劑的侵蝕。在飛機(jī)上的用途：用來(lái)制造齒輪、滑輪、 罩、整流罩以及電氣設(shè)備上的絕緣零件等。石棉膠木還有很好的耐熱性、耐磨性和很大的摩擦系數(shù)，常用來(lái)制造剎車(chē)片、摩擦盤(pán)等零件。環(huán)氧樹(shù)脂塑料：環(huán)氧樹(shù)脂塑料是以環(huán)氧樹(shù)脂為主制成的一種熱固性塑料。環(huán)氧樹(shù)脂塑料的特點(diǎn)是強(qiáng)度高，絕緣性好，不易受溶劑的侵蝕，成型收縮率小，耐濕熱性差。在飛機(jī)上主要用作樹(shù)脂基玻璃纖維復(fù)合材料的基體材料。環(huán)氧樹(shù)脂具有良好的粘合力，它能將金屬、木材、玻璃纖維等牢固地粘接在一起，是一種很好的粘

合劑?！锵鹉z材料橡膠分類(lèi)：按其來(lái)源可分為天然橡膠和合成橡膠。一、天然橡膠天然橡膠有良好的彈性、絕緣性和密封性。但它的彈性受溫度的影響很大，溫度升高，會(huì)使它的塑性變形部分增大，逐漸失去彈性變成塑性物質(zhì)；溫度過(guò)低，·也會(huì)使它變硬、變脆。另外，它的強(qiáng)度小，在煤油、

中易溶脹和溶解，還容易老化。所以，天然橡膠不適合直接用來(lái)制造零件，主要用做制造橡皮的原料。二、 橡膠橡膠是用化學(xué)方法，把低分子化合物聚合而制成的一種高分子化合物。三、橡皮材料橡皮的主要原料是橡膠，加入了如硫化劑、防老劑、填加劑等各種配合劑。橡膠和各種配合劑均勻的混合物叫做生橡皮，再經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的加溫和加壓就成為橡皮。橡皮的 性質(zhì)主要決定于橡膠的種類(lèi)。橡皮材料的性質(zhì)：除了具有良好的絕緣性和密封性外，還能在很大的溫度范圍內(nèi)保持彈性。同時(shí)它的強(qiáng)度和抵抗老化的能力也有所提高，在、煤油等溶劑中不會(huì)溶解。航空工業(yè)中常用的橡皮材料有：天然橡膠制造的橡皮可用來(lái)制造飛機(jī)的輪胎、飛機(jī)冷氣系統(tǒng)中的軟管、與植物基

油配合使用的密封件、軟導(dǎo)管等。丁腈橡膠或氯丁橡膠制造的橡皮可用來(lái)制造耐油制品，比如與礦物油接觸的各種零件、密封件、軟油箱、軟導(dǎo)管等。丁橡膠的粘性大，還可用來(lái)制做粘合劑，粘合橡皮與金屬等。密封膠密封膠的使用范圍：密封性能不好對(duì)飛機(jī)或部件的嚴(yán)重影響：密封劑的作用:密封劑的主要性能:密封劑的其他性能:密封劑按照組分分類(lèi):波音航材規(guī)范中對(duì)密封劑按稠稀度分類(lèi)為：航空上使用的密封劑材料包括單組份和雙組份密封劑。

雙組份密封劑中一份是密封劑的基本組份，另一份是催化劑。密封劑生產(chǎn)廠家是將這兩組份材料分別包裝，在使用前進(jìn)行混合配制?；旌吓渲茣r(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：密封劑的施用:粘合劑定義：作用：對(duì)飛機(jī)涂層的要求是：涂料的基本組成主要成膜物質(zhì)常用的主要成膜物質(zhì)有植物油、天然樹(shù)脂及樹(shù)脂三類(lèi)。溶劑：用來(lái)溶解成膜物質(zhì)，使涂料具有適當(dāng)?shù)恼?/p>

度，便于使用。涂料成膜后，溶劑應(yīng)全部揮發(fā)掉。使用較多的有以下兩種：增塑劑催干劑顏料（

）填料涂料的分類(lèi)輔助材料按用途不同可劃分為五類(lèi)：各大類(lèi)涂料中的每一類(lèi)又可根據(jù)用途分為清漆、瓷漆、底漆和膩?zhàn)印Ｍ苛系男吞?hào)表示方法：輔助材料航空工業(yè)上常用的涂料主要有酚醛樹(shù)脂漆類(lèi)、醇酸樹(shù)脂漆類(lèi)、硝基漆類(lèi)和過(guò)氯乙烯漆類(lèi)。酚醛樹(shù)脂漆類(lèi)：酚醛樹(shù)脂漆類(lèi)是以酚醛樹(shù)脂和干性油為主要成膜物質(zhì)的一類(lèi)涂料。根據(jù)它的組成和功用不同又可分為”酚醛清漆、酚醛瓷漆和酚醛底漆。醇酸樹(shù)脂漆硝基漆類(lèi)過(guò)氯乙烯漆類(lèi)在外界因素作用下漆膜性能的變化油漆清除劑（褪漆劑）及使用航空潤(rùn)滑油脂潤(rùn)滑油脂的作用：潤(rùn)滑的基本原理a.固體摩擦b.液體摩擦影響潤(rùn)滑的因素：a.軸不動(dòng)時(shí)b.軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)圖7-2

軸在軸承中轉(zhuǎn)動(dòng)情況當(dāng)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，粘附在軸表面及附近的一層滑油會(huì)被帶動(dòng)起來(lái)，跟著軸的表面一起轉(zhuǎn)動(dòng)。這些滑油從軸與軸之間的間隙的寬廣部分被擠入狹窄部分，因而形成壓力。當(dāng)這種壓力增大到一定強(qiáng)度后，軸就會(huì)被托起，而在軸與軸之間出現(xiàn)一層連續(xù)的滑油膜，如圖7一2b所示。這樣，軸的表面就不再與軸承直接接觸，而是被一層滑油膜包圍著，軸好象是放在一層油墊上一樣，軸與軸承之間就變成了液體摩擦。對(duì)航空潤(rùn)滑油的要求粘度隨溫度的變化要小化學(xué)安定性要好凝固點(diǎn)要低對(duì)金屬無(wú)腐蝕性無(wú)機(jī)械雜質(zhì)和水分航空活塞式發(fā)

用滑油航空噴氣式發(fā)

用滑油國(guó)外航空潤(rùn)滑油規(guī)格簡(jiǎn)介航空潤(rùn)滑油規(guī)格英國(guó)航空潤(rùn)滑油規(guī)格法國(guó)航空潤(rùn)滑油規(guī)格滑油性質(zhì)在使用保管中的變化航空滑油在使用和保管過(guò)程中，由于受到外界因素的影嗬，一般都會(huì)發(fā)生顏色變深，機(jī)械雜質(zhì)增多，酸值變大，腐蝕性增加，閃點(diǎn)降低，粘度增大等性質(zhì)變化。其主要變化原因及危害如下：潤(rùn)滑脂定義及作用：潤(rùn)滑脂的組成潤(rùn)滑油稠化劑稠化劑是用來(lái)使?jié)櫥妥兂淼奈镔|(zhì)。它在潤(rùn)滑脂中形成結(jié)構(gòu)骨架，潤(rùn)滑油就充滿在它的空隙處，就象水充滿在海綿中一樣。這樣，潤(rùn)滑脂在零件上后，其中的潤(rùn)滑油就不易流失。目前所用的稠化劑就不易流失。稠化劑主要有皂類(lèi)和烴類(lèi)兩種。添加劑潤(rùn)滑脂的理化性質(zhì)滴落法針入度膠體安定性耐水性航空常用潤(rùn)滑脂根據(jù)功能不同，航空常用潤(rùn)滑脂可分為減摩潤(rùn)滑脂、防護(hù)潤(rùn)滑脂和密封潤(rùn)滑脂三類(lèi)。減磨潤(rùn)滑脂防護(hù)潤(rùn)滑脂防護(hù)潤(rùn)滑脂主要用于保護(hù)金屬表面不被腐蝕。這種潤(rùn)滑脂本身不腐蝕金屬，并且能夠在金屬表面長(zhǎng)期維持一定厚度的潤(rùn)滑脂層，以防止水分、空氣等和金屬接觸。防護(hù)潤(rùn)滑脂多數(shù)為羥基潤(rùn)滑脂，目前使用最多的有工業(yè)凡士林和用潤(rùn)滑脂兩種。密封潤(rùn)滑脂美英潤(rùn)滑脂規(guī)格簡(jiǎn)介鉚釘鉚釘頂頭形式圖所示為實(shí)心鉚釘釘頭的四種形式。鉚釘頂頭形式鉚釘?shù)牟牧虾捅硎続鉚釘——純鋁制成，強(qiáng)度低，但防蝕性能好。只能用于一般標(biāo)牌等鉚接上，不能用在結(jié)構(gòu)上。AD鉚釘——2117鋁合金制成，它的強(qiáng)度低于D和DD鉚釘（見(jiàn)表1-4）。但這種鉚釘即使是在淬火的時(shí)效后，仍具有足夠的塑性完成鉚釘?shù)你T打。所以他的熱處理已在制造廠完成，鉚接前無(wú)需進(jìn)行熱處理，使用非常方便，適合用于外場(chǎng)修理，D、DD鉚釘——2017和2024鋁合金制成，強(qiáng)度比AD鉚釘高，其中DD鉚釘強(qiáng)度最高。但這兩種鉚釘在鉚打前必須進(jìn)行淬火處理，并在時(shí)效的孕育期內(nèi)進(jìn)行鉚打。生產(chǎn)中，經(jīng)常將鉚釘集中進(jìn)行熱處理，然后放到冰盒里，需要鉚打時(shí)，才從冰盒中取出，并在時(shí)效孕育期內(nèi)鉚打完畢，所以這兩種鉚釘也稱為冰盒鉚釘。B鉚釘——5056鎂合金制成，可以在室溫下 和使用。主要用來(lái)鉚接鎂合金件，防止電化學(xué)腐蝕。M鉚釘——鎳-銅合金制成，稱蒙乃爾鉚釘，可以在室溫下

和使用。KE鉚釘——7075鋁