航空航天用先进材料

第1章航空航天材料概述1

1.1材料的分类1

1.1.1根据属性分类1

1.1.2根据结构分类2

1.1.3根据应用分类2

1.2材料的组成3

1.2.1金属材料的组成3

1.2.2无机材料的组成4

1.2.3聚合物材料的组成4

1.3材料的性能5

1.3.1热学性能5

1.3.2力学性能7

1.3.3耐久性能15

1.4航空航天材料的应用24

1.4.1航空航天材料的服役环境24

1.4.2航空航天材料的失效分析25

1.4.3航空航天材料的选择及应用41

参考文献45



第2章航空航天用铝及铝合金材料46

2.1航空航天铝合金概述46

2.1.1性质和特点46

2.1.2分类及牌号47

2.1.3状态及表示49

2.1.4铝合金的发展历程51

2.2主要合金及其航空航天应用52

2.2.1合金元素及微合金化53

2.2.2Al-Cu合金及典型应用56

2.2.3Al-Zn合金及典型应用62

2.2.4Al-Li合金及典型应用68

2.3铝合金锭坯的熔炼铸造及退火78

2.3.1熔炼及精炼78

2.3.2锭坯的铸造89

2.3.3坯料热处理101

2.4航空航天铝合金的成形及退火103

2.4.1型材的挤压103

2.4.2厚板的热轧106

2.4.3厚板的预拉伸108

2.4.4薄板的冷轧108

2.4.5回复再结晶退火109

2.5航空航天铝合金的强化热处理112

2.5.1固溶及残留相113

2.5.2淬火及脱溶114

2.5.3时效及沉淀120

2.6铝合金零件及构件成形126

2.6.1精密铸造126

2.6.2粉末冶金130

2.6.3喷射沉积131

2.6.4锻压成形132

2.6.5时效成形135

2.6.6超塑性成形137

2.6.7喷丸成形137

参考文献139



第3章航空航天用钛及钛合金材料141

3.1概述141

3.1.1钛的性质141

3.1.2钛的合金化143

3.1.3钛合金的分类146

3.1.4飞机用钛合金148

3.1.5航天用钛合金153

3.2钛合金的制备153

3.2.1生产流程154

3.2.2熔炼铸造155

3.2.3钛材成形158

3.2.4钛材热处理174

3.3不同组织的钛合金184

3.3.1钛合金的典型组织184

3.3.2α型钛合金的特点185

3.3.3α β型钛合金的特点186

3.3.4β型钛合金的特点188

3.4不同性能的钛合金189

3.4.1高温钛合金189

3.4.2低温钛合金195

3.4.3低强度钛合金196

3.4.4中强度钛合金197

3.4.5高强度钛合金199

3.4.6损伤容限型钛合金201

参考文献203



第4章航空航天用高温合金205

4.1概述205

4.1.1分类与牌号表示法205

4.1.2合金元素及析出相206

4.1.3高温合金在航空发动机中的应用216

4.1.4高温合金在火箭发动机中的应用219

4.1.5高温合金国内外发展概况220

4.2铸造高温合金221

4.2.1等轴晶铸造高温合金222

4.2.2定向凝固柱状晶高温合金223

4.2.3单晶高温合金225

4.3变形高温合金227

4.3.1铁基变形高温合金227

4.3.2镍基变形高温合金229

4.3.3钴基变形高温合金232

4.4粉末高温合金233

4.4.1普通粉末高温合金233

4.4.2氧化物弥散强化高温合金237

4.5新型高熵高温合金238

4.5.1高熵合金简介238

4.5.2高熵合金的制备方法239

4.5.3高熵合金力学性能242

参考文献246



第5章航空航天用复合材料248

5.1概述248

5.1.1复合材料的分类及命名248

5.1.2复合材料的优势及问题249

5.1.3复合材料在航空领域的应用251

5.1.4复合材料在航天领域的应用253

5.2复合材料的组成254

5.2.1基体255

5.2.2增强体258

5.2.3界面263

5.3聚合物基复合材料265

5.3.1聚合物基复合材料的特点265

5.3.2聚合物基复合材料的制备266

5.3.3主要聚合物基复合材料274

5.4金属基复合材料277

5.4.1金属基复合材料的概述278

5.4.2金属基复合材料的制备282

5.4.3主要金属基复合材料298

5.5陶瓷基复合材料311

5.5.1陶瓷基复合材料的基体和增强体311

5.5.2陶瓷基复合材料的增韧机理313

5.5.3陶瓷基复合材料的制备技术315

5.6碳/碳复合材料319

5.6.1碳/碳复合材料的特点319

5.6.2碳/碳复合材料的制备321

5.6.3碳/碳复合材料在航空航天领域的应用323

参考文献324