飛機制造用材選擇與熱處理淬火工藝

發(fā)布時間：2012-12-28 11:43:35

（1）航空工程對樹料要求的特殊性 ①強度高。所用材料不但是強度高，而且密度小，這樣有利于減輕飛機的重量。
　?、诳蛊谛阅芎?。飛機在起飛、降落、特技飛行中各零部件都要反復(fù)承受激烈的沖擊力、扭力、剪力等，因此零件材料不僅要求抗拉強度高，而且要求有足夠的沖擊強度和疲勞強度。
　　③抗熱疲勞性能。事實說明，飛機發(fā)動機發(fā)生的失效事故中，無論是熱應(yīng)力，還是機械應(yīng)力的原因，所造成的零部件疲勞損傷是常見的，也是主要的失效形式。
　?、芸垢g性能優(yōu)良。由于發(fā)動機的使用條件、飛行環(huán)境還會使飛機零部件受到腐蝕性氣氛的侵蝕、應(yīng)力腐蝕和化學(xué)腐蝕等，從而造成裂紋擴展，因此要求零件有優(yōu)良的抗腐蝕能力。（2）航空零件熱處理特點為了滿足這些要求，材料選擇是十分重要的，同時要進行適當?shù)臒崽幚泶慊?，以獲得需要的組織和性能，以充分發(fā)揮材料的潛力，提高零件的內(nèi)部質(zhì)量。航空零件熱處理淬火工藝特點有：
　?、俅罅坎捎谜{(diào)質(zhì)進行熱處理淬火工藝以承受由復(fù)雜震動而引起的交變應(yīng)力，由彎矩與扭矩產(chǎn)生的拉伸、壓縮和剪切應(yīng)力，由離心力而產(chǎn)生的拉應(yīng)力等。
　　②對于合金結(jié)構(gòu)鋼廣泛地應(yīng)用貝氏體等溫熱處理淬火工藝，以獲得較好的綜合性能，即高強度和高韌性，并減小熱處理淬火工藝畸變。
　?、蹫榱双@得高耐磨性和疲勞強度，廣泛采用滲碳、滲氮、碳氮共滲等化掌熱處理淬火工藝。④為了滿足抗高溫氧化，抗腐蝕，采用了滲金屬（如滲鋁、滲鉻等）工藝。（3）常用的航空材料航空航天器用材很廣泛，工程塑料、橡膠、陶瓷材料和各種金屬，主要有高強度鋁合金、鈦合金、超高強度合金結(jié)構(gòu)鋼和高溫合金等。這些材料經(jīng)熱處理淬火工藝或是強度高，或是具有滿意的使用性能，如較好的熱強性、抗氧化性和耐蝕性。 ①中碳調(diào)質(zhì)鋼：超高強度鋼經(jīng)熱處理淬火介質(zhì)淬火后可用于火箭發(fā)動機外殼、噴氣渦輪機軸、噴氣式客機的起落架、超音速噴氣機機體等。
　　②高合金耐熱鋼：合金耐熱鋼用于制造渦輪泵及火箭發(fā)動機與航空發(fā)動機轉(zhuǎn)子和其他零件。
　?、鄹邷睾辖穑鸿F基高溫合金GH2018主要用于制造在500-700℃下承受較大應(yīng)力的構(gòu)件，如機匣、燃燒室外套等。
　?、苕嚮臀g合金：鎳與鎳基耐蝕合金是耐高溫、高壓、高濃度或}昆有不純物等各種苛刻腐蝕環(huán)境的結(jié)構(gòu)材料。鍛造鎳（鎳200、鎳201）韌性、塑性優(yōu)良，能適應(yīng)多種腐蝕環(huán)境，經(jīng)熱處理淬火工藝可用來制造航天器及導(dǎo)彈元件。鎳基耐蝕合金，具有優(yōu)良的力學(xué)性能，強度與硬度較高，用于制造泵軸、渦輪等航空發(fā)動機零部件。
　?、蒌X及鋁合金：LY11用于制造骨架、模鍛的固定接頭、支柱、螺旋槳葉片、局部鐓粗的零件、蒙皮、隔框、肋、梁、螺栓和鉚釘?shù)戎械葟姸鹊慕Y(jié)構(gòu)零件。
　?、捩V合金：鎂的熔點為651℃，密度僅為1.74g／cm3，比鋁還輕。鎂合金具有較高的比強度和比剛度，并具有高的抗震能力，能承受比鋁及其合金更大的沖擊載荷，切削加工能力優(yōu)良，經(jīng)熱處理淬火工藝，易于鑄造和鍛壓，所以在航天航空工業(yè)中獲得較大應(yīng)用。 ⑦鈦及鈦合金：TA7鈦合金用于制造機匣，壓氣機內(nèi)環(huán)等。TC4、TCl0合金主要用于制造中央翼盒、機翼轉(zhuǎn)軸、進氣道框架、機身桁條、發(fā)動機、壓氣機盤、葉片、壓力容器、儲箱、衛(wèi)星蒙皮、構(gòu)架、航天飛機機身、機翼上表面等。
　　⑧鎢、鉬、鈮及其合金：鎢、鉬及其合金可作為火箭發(fā)動機噴管材料，鈮為航天方面優(yōu)先選用的熱防護材料和結(jié)構(gòu)材料。
　?、釓?fù)合材料：復(fù)合材料廣泛應(yīng)用于直升機機身、機翼，各種航天器內(nèi)置結(jié)構(gòu)件，如儀表盤、底盤、儀器殼體等。碳纖維樹脂復(fù)合材料和硼纖維樹脂復(fù)合材料是制造宇宙飛船、人造衛(wèi)星殼體的重要材料。本文參考《金屬工藝基礎(chǔ)與實踐》一書。

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