本書結合軍用及民用航空高職院校機電專業(yè)學生及相關專業(yè)技術人員的需求，深入淺出地介紹了航空工程材料的基礎知識、常用航空材料的牌號、性能及應用情況，包括常用黑色金屬材料、常用有色金屬材料、常用非金屬材料及一般的選材原則。在材料工藝方面，重點介紹了幾種常用的熱處理方法，并根據飛機維護及修理方面的需求，介紹了常用的無損探傷技術、零件表面防護技術等知識。本書還結合地勤人員的工作特點，敘述了航空油料等航空消耗材料的常用知識，強調了在飛機維修保養(yǎng)過程中應特別注意的一些事項。教材三級目錄見附件B。
程秀全，教授，畢業(yè)于西北工業(yè)大學，廣州民航職業(yè)技術學院專職教師，廣東省鍛壓學會會員，著作方向為金屬材料、復合材料、高分子材料、航空燃油等，主持兩項、以第二至第四排名參與六項國家自然科學基金，主持一項廣東省自然科學基金項目，參與2項廣東省重大專項和9項廣東省科技研發(fā)項目，主持6項航空企業(yè)、民航企業(yè)等橫向委托項目。
緒論……………………………………………………………………………………… 1
模塊1 金屬材料的力學性能………………………………………………………… 3
單元1 剛度與彈性……………………………………………………………… 3
單元2 強度與塑性……………………………………………………………… 4
1． 2． 1 強度…………………………………………………………………… 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 疲勞強度………………………………………………………………… 10
1． 5． 1 疲勞斷裂特征………………………………………………………… 10
1． 5． 2 疲勞強度的測定及其影響因素………………………………………… 10
單元6 蠕變及蠕變-疲勞斷裂…………………………………………………… 11
習題和思考題……………………………………………………………………… 12
模塊2 金屬材料的基礎知識………………………………………………………… 13
單元1 金屬的晶體結構………………………………………………………… 13
2． 1． 1 晶體與非晶體………………………………………………………… 13
2． 1． 2 晶體結構基本概念…………………………………………………… 14
2． 1． 3 金屬的常見晶格類型………………………………………………… 15
2． 1． 4 金屬的實際晶體結構………………………………………………… 16
單元2 純金屬的結晶…………………………………………………………… 19
2． 2． 1 純金屬的冷卻曲線和過冷現象………………………………………… 19
2． 2． 2 純金屬的結晶過程…………………………………………………… 20
2． 2． 3 晶粒大小對金屬力學性能的影響……………………………………… 21
2． 2． 4 細化晶粒的方法……………………………………………………… 21
單元3 合金的相結構及二元合金相圖………………………………………… 22
2． 3． 1 合金的相結構………………………………………………………… 23
2． 3． 2 二元合金相圖………………………………………………………… 26
單元4 金屬的冷、熱加工及再結晶……………………………………………… 33
2． 4． 1 金屬的塑性變形……………………………………………………… 34
2． 4． 2 變形金屬在加熱時組織和性能的變化………………………………… 37
2． 4． 3 金屬的冷、熱加工……………………………………………………… 39
習題和思考題……………………………………………………………………… 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 鐵碳合金相圖的應用………………………………………………… 51
單元2 碳鋼……………………………………………………………………… 52
3． 2． 1 含碳量對鋼的組織和性能的影響……………………………………… 52
3． 2． 2 雜質元素對碳鋼性能的影響…………………………………………… 53
3． 2． 3 碳鋼的分類、牌號、性能及應用………………………………………… 53
單元3 鑄鐵……………………………………………………………………… 56
3． 3． 1 鑄鐵的分類…………………………………………………………… 56
3． 3． 2 鑄鐵的石墨化過程及其影響因素……………………………………… 56
3． 3． 3 常用的灰口鑄鐵……………………………………………………… 59
習題和思考題……………………………………………………………………… 61
模塊4 鋼的熱處理…………………………………………………………………… 64
單元1 鋼的熱處理原理………………………………………………………… 64
4． 1． 1 鋼在加熱時的組織轉變……………………………………………… 64
4． 1． 2 鋼在冷卻時的組織轉變……………………………………………… 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 化學熱處理…………………………………………………………… 83
習題和思考題……………………………………………………………………… 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基本相的影響……………………… 87
5． 1． 2 合金元素對鐵碳合金相圖的影響……………………………………… 89
5． 1． 3 合金元素對鋼熱處理的影響…………………………………………… 90
單元2 合金鋼的分類和編號…………………………………………………… 92
5． 2． 1 合金鋼的分類………………………………………………………… 92
5． 2． 2 合金鋼的編號………………………………………………………… 93
單元3 合金結構鋼……………………………………………………………… 94
5． 3． 1 合金滲碳鋼…………………………………………………………… 94
5． 3． 2 合金調質鋼…………………………………………………………… 95
5． 3． 3 超高強度鋼…………………………………………………………… 97
5． 3． 4 合金彈簧鋼…………………………………………………………… 99
5． 3． 5 滾動軸承鋼………………………………………………………… 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 不銹鋼的化學成分特點及合金化…………………………………… 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……………………………………………………… 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)動機上的典型應用……………………………… 115
習題和思考題…………………………………………………………………… 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………………………………………………… 120
6． 1． 3 變形鋁合金………………………………………………………… 121
6． 1． 4 鑄造鋁合金………………………………………………………… 126
6． 1． 5 鋁合金在飛機上的應用……………………………………………… 127
6． 1． 6 鋁合金的表面防護處理……………………………………………… 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 鎂合金的應用領域…………………………………………………… 138
單元4 銅及銅合金…………………………………………………………… 139
6． 4． 1 工業(yè)純銅的特點和應用……………………………………………… 139
6． 4． 2 銅合金的特點和應用………………………………………………… 139
習題和思考題…………………………………………………………………… 142
模塊7 高分子材料………………………………………………………………… 143
單元1 高分子材料的結構與分類……………………………………………… 143
單元2 高分子材料的基本性質及應用………………………………………… 145
7． 2． 1 高分子材料的基本性質……………………………………………… 145
7． 2． 2 高分子材料的應用…………………………………………………… 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……………………………………………………… 152
7． 4． 3 常用航空膠黏劑……………………………………………………… 153
7． 4． 4 膠黏劑使用注意事項………………………………………………… 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………………………………………………………… 155
7． 5． 3 橡膠的種類………………………………………………………… 156
7． 5． 4 橡膠在飛機上的應用………………………………………………… 156
習題和思考題…………………………………………………………………… 158
模塊8 復合材料…………………………………………………………………… 159
單元1 復合材料的分類和特點………………………………………………… 159
8． 1． 1 按增強相的結構形態(tài)與特征分類…………………………………… 159
8． 1． 2 按基體相材料分類…………………………………………………… 161
單元2 金屬基復合材料………………………………………………………… 162
8． 2． 1 金屬基復合材料的種類與一般特性………………………………… 162
8． 2． 2 增強相及其典型性能………………………………………………… 164
8． 2． 3 金屬基復合材料制備工藝…………………………………………… 165
8． 2． 4 金屬基復合材料的應用……………………………………………… 170
單元3 樹脂基復合材料………………………………………………………… 173
8． 3． 1 樹脂基體…………………………………………………………… 174
8． 3． 2 增強纖維…………………………………………………………… 175
8． 3． 3 結構成形工藝……………………………………………………… 177
單元4 復合材料的修理………………………………………………………… 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)的確定及相關清除工作……………………………………… 185
8． 4． 5 損傷表面的預處理和錐面打磨……………………………………… 187
8． 4． 6 蜂窩芯和鋪層的更換………………………………………………… 188
8． 4． 7 固化前的準備工作…………………………………………………… 189
8． 4． 8 表面涂漆…………………………………………………………… 189
8． 4． 9 先進復合材料的固化修理…………………………………………… 189
習題和思考題…………………………………………………………………… 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 航空潤滑油與航空潤滑脂……………………………………………… 206
9． 5． 1 航空潤滑油………………………………………………………… 207
9． 5． 2 航空潤滑脂………………………………………………………… 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 材料的無損檢測技術…………………………………………………… 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
習題和思考題…………………………………………………………………… 231
附錄A ………………………………………………………………………………… 233
參考文獻……………………………………………………………………………… 252
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