1、飞机材料 航空材料力学基础n课件制作人谢伟杰n2013.010飞机结构修理基础系列之二飞机结构修理基础系列之二五、钛合金 1 钛合金的优点：na 很高的比强度。比其它合金都高。nb 熔点高，再结晶温度也高，因此具有高的热强度，可以在高温下长期使用。1nc 耐腐蚀性能极好，在高温下也具有良好的耐蚀性。钛合金本身不需要防腐涂层，它的耐腐蚀性不不锈钢好，但它与其它合金接触时，必须采取绝缘措施隔离。22 钛合金的缺点na 钛合金的切削加工性差。因为钛合金导热性差。nb 钛合金对氢脆很敏感。3nc 钛合金的屈服强度大，弹性模量低，加工成型时回弹性大，所以冷加工成型困难。nd 耐磨性差。ne 冷加工过程容
2、易产生残余拉应力，并且表面容易产生微裂纹。nf 价格高。43 钛及其合金在飞机中的应用 n工业纯钛强度最低，用作拖曳片、气动导管以及易腐蚀区域如厕所附近的结构和非结构件。nTi-3Al-2.5V主要用于757/767飞机上的高压液压管道，以代替原来的不锈钢管子。5nTi-6Al-4V是使用最广泛的钛合金。用作757/767风档框架、767的地板支撑结构、747/757的着陆装置、APU的隔火墙，此外还有紧固件、液压部件、一些结构零件。6nTi-15V-3Cr-3Al-3Sn，用于777的地板支撑结构、气动导管货物装卸和APU区域。n-21S，主要用于777飞机吊舱和尾部整流罩。7六、钢 1 钢
3、的分类：钢是以铁和碳为主要合金成分的合金，它含碳量一般在0.02%2.11%之间。钢可以按以下分类：8按用途分类：结构钢工具钢特殊性能钢9结构钢：用于制造各种工程结构和机械零件，如渗碳钢、调制钢、弹簧钢和轴承钢。10工具钢：用于制造各种工具，包括刀刃钢、模具钢、量具钢。特殊性能钢：不锈钢、耐热钢、耐磨钢。11按化学成分分类：碳钢合金钢122.钢的热处理 热处理是指采用适当的方式对金属材料或工件进行加热、保温和冷却，以获得预期的组织结构与性能的工艺。13 热处理补改变工件的形状和整体的化学成分，但能通过改变工件内部的组织结构，改善工件的使用性能，这就是热处理的实质。14 热处理的目的是改善工件的
4、工艺性能、力学性能和物理化学性能，充分发挥材料的性能潜力，提高产品的内在质量，延长工件的使用寿命。15（1）退火 将钢加热到AC1（临界温度）以上或以下的适当温度，保温一段时间，然后缓慢冷却（如炉冷）的一种热处理工艺。16完全退火 也称重结晶退火。目的是获得均匀的内部组织，降低硬度，改善加工性，并且能去除内应力。17等温退火 目的与完全退火相同，但是可以大大缩短退火时间。18去应力退火 是为消除残余内应力而进行的退火，不会引起组织的变化。19（2）正火 将钢加热到AC3（临界温度3）以上30 50，保温一段时间，然后在自由流通的空气中均匀冷却的一种热处理工艺。20 正火相对于退火，正火的冷却速
5、度大，因而强度和硬度较高。正火主要用来消除缺陷组织，作为最终热处理及改善材料的加工性能。21（3）淬火 将钢加热到AC1或AC3（临界温度1、3）以上的适当温度，保温一段时间，然后加速冷却的一种热处理工艺。22 淬火的目的是获得马氏体或下贝氏体，以提高材料的力学性能。淬火后，强度高、硬度高，但是材料的脆性大，塑性差。23（4）回火 将淬火后的工件重新加热至AC1 温度以下的某个温度，保温后再冷却至室温的一种热处理工艺。24 回火目的：降低或消除内应力，防止工件开裂或变形；使淬火后的组织稳定化，稳定工件的尺寸；调整工件性能，满足工件的使用要求。253.合金钢 为了改善钢的机械性能或使其具有某些特
6、殊的性能，有目的地往钢中加入合金元素，得到的钢材叫合金钢。26合金钢中常用合金元素有：锰Mn，硅Si，铬Cr，镍Ni，钨W，钼Mo，钒V，钛Ti，铌Nb，稀土元素等。27合金元素的作用：强化，强度、硬度提高；韧性；热处理性能；抗腐蚀；耐高温。284.美国碳钢、合金钢的4位数表示方法 用四位数表示；前两位表示钢的类型；第二位通常给出主要合金元素的含量（单位1%）最后两位表示钢的平均含碳量（单位0.01%）。2910XX：表示普通钢。SAE 1010，平均含碳量0.10%的普通钢。SAE 1030，平均含碳量0.30%的普通钢。302XXX：表示镍合金钢。SAE 2330，表示镍合金含量3%，平均
7、含碳量0.30%的合金钢。313XXX：表示镍铬合金钢。SAE 3310，表示镍合金含量3.5%，平均含碳量0.10%的合金钢。3241XX：表示铬钼合金钢。SAE 4130，表示钼合金含量1%，平均含碳量0.30%的合金钢。335 合金钢在飞机结构中的应用 一般来说，飞机结构中有12%16%的基本结构是合金钢（包括不锈钢）。它最大的优点是高强度和高弹性模量。34 高强度和高弹性模量对于一些受空间区域限制的部件的设计非常有用。飞机上应用最广泛的高强度钢是热处理至220 240KSI的4330M镍铬钼合金钢，和热处理至275 300KSI的4340M镍铬钼合金钢。3536波音飞机常用的合金钢合金
8、强度KSI材料的形式应用区域使用原因4340M275300棒材和锻件起落架组件、襟翼滑轨、襟翼滑架、接头高的强度和高弹性模量4330M2202409Ni-4Co-0.30C220240棒材和锻件发动机后固定组件。极强的高温稳定性和高强度15-5PH180200不锈钢棒材和锻件作动筒、连杆端头、接头、机械装置优秀的抗锈蚀性能和高强度15017015-5PH180200板材厕所、厨房的门槛，装饰片优秀的抗锈蚀性能、高强度和良好的加工性能15017017-7PH180200板材厕所、厨房的门槛，装饰片优秀的抗锈蚀性能、高强度和良好的加工性能。厚度小于0.090英寸时使用。150170304/321/347最小75板材厕所、厨房的门槛，装饰片良好的加工性能21-6-9142-162管材液压系统、仪器线路优秀的抗锈蚀性能、加工性能和高强度（厚度大于0.063英寸时使用）304/321/347最小7517-4PH180200铸件控制杆、接头、机匣优秀的抗锈蚀性能和加工性能。37待 续 谢谢大家
