航空工程材料與成形工藝基礎(chǔ)

前言

　　《航空工程材料與成形工藝基礎(chǔ)》是普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材，是適應(yīng)21世紀人才培養(yǎng)的需求，按照航空航天類專業(yè)的教學(xué)基本要求，結(jié)合近幾年的實踐教學(xué)經(jīng)驗編寫的?！　‰S著我國航空航天事業(yè)的飛速發(fā)展，對此類專業(yè)人才的需求越來越大，要求有相應(yīng)的工程材料類教材。以往的金屬工藝學(xué)偏重于傳統(tǒng)材料和成形方法，對航空航天新材料及其成形工藝注重不夠，因此本書從內(nèi)容安排上既注重傳統(tǒng)的碳鋼、合金鋼和鑄鐵等材料，又增加了非鐵基材料、陶瓷材料、高分子材料和復(fù)合材料等其他航空航天材料的內(nèi)容。在成形工藝上既注重傳統(tǒng)常規(guī)的內(nèi)容，又介紹了應(yīng)用日益廣泛的先進成形技術(shù)，以便更好地為航空航天技術(shù)的發(fā)展服務(wù)。　　本書分為材料學(xué)基礎(chǔ)及其改性和材料成形工藝基礎(chǔ)兩大部分。材料學(xué)基礎(chǔ)及其改性部分首先介紹了材料的種類與性能、金屬的組織與結(jié)構(gòu)、鐵合金材料的熱處理及其改性等材料學(xué)基礎(chǔ)知識，然后介紹了鐵合金材料、非鐵合金材料、非金屬材料及其改性、復(fù)合材料、功能材料、零件失效及選材原則等；材料成形工藝基礎(chǔ)部分介紹了鑄造工藝基礎(chǔ)、鍛壓工藝基礎(chǔ)、焊接工藝基礎(chǔ)、非金屬材料成形工藝和復(fù)合材料成形工藝，并介紹了新材料、新技術(shù)和新工藝及其發(fā)展趨勢?！　”緯勺鳛楹娇蘸教祛悓I(yè)本科教材，也可作為機械類或機電類本科教材，還可作為相關(guān)技術(shù)人員的參考資料。使用時，可結(jié)合各專業(yè)的具體情況進行取舍?！　”緯赏趿④姟⒑鷿M紅擔任主編，黃曉斌、張春元、郭拉鳳擔任副主編。參加本書編寫的有中北大學(xué)的王立軍（第1，2章）、黃曉斌（第3章）、胡滿紅（第4章）、張春元（第5章）、郭拉鳳（第6，11章）、范國勇（第7章）、龐俊忠（第9章）、馬長安（第10章）、劉彥臣（第12章）、吳耀金（第14章）；太原科技大學(xué)的胡勇（第8章）；太原工業(yè)學(xué)院的趙躍文（第13章）?！　”緯忻芍斜贝髮W(xué)吳伏家教授主審，并提出了許多寶貴的意見，編者對此深表謝意。　　由于編者水平有限，書中難免存在錯誤與不足，敬請讀者批評指正。

內(nèi)容概要

　　本書是中北大學(xué)飛行器制造工程專業(yè)教學(xué)組結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗編寫的。本書由材料學(xué)基礎(chǔ)及其改性和材料成形工藝基礎(chǔ)兩部分構(gòu)成。材料學(xué)基礎(chǔ)及其改性部分以鐵合金材料為主，系統(tǒng)闡明了工程材料的基本理論，介紹了常用的工程材料及其應(yīng)用，特別加入了一些應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域的特種鋼材和非鐵合金材料、陶瓷材料、復(fù)合材料和功能材料等材料。材料成形工藝基礎(chǔ)部分介紹了常用機械工程材料的成形工藝理論，也加入了一些新工藝和航空材料的成形工藝?！　”緯捎玫拿~術(shù)語、計量單位、工藝數(shù)據(jù)和材料編號等均符合最近頒布的國家標準?！　”緯勺鳛楹娇蘸教祛惡蜋C械類專業(yè)的教材，教學(xué)學(xué)時數(shù)為40～56學(xué)時（含實驗），也可供其他有關(guān)專業(yè)的師生和工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

第1篇 材料學(xué)基礎(chǔ)及其改性　第1章 材料的種類與性能　　1.1 材料的種類　　1.2 材料的性能　　　1.2.1 靜載荷作用下材料的力學(xué)性能　　　1.2.2 動載荷作用下材料的力學(xué)性質(zhì)　　　1.2.3 材料高溫和低溫下的力學(xué)性能　　　1.2.4 材料的物理性能　　　1.2.5 材料的耐蝕性能　　　1.2.6 材料的工藝性能　第2章 金屬的組織與結(jié)構(gòu)　　2.1 金屬的晶體和結(jié)晶　　　2.1.1 金屬晶體結(jié)構(gòu)　　　2.1.2 金屬的結(jié)晶　　2.2 實際金屬組織及其缺陷　　　2.2.1 晶體缺陷類型　　　2.2.2 晶體缺陷和材料性能的關(guān)系　　2.3 金屬的合金、相和二元相圖　　　2.3.1 基本概念　　　2.3.2 勻晶相圖　　　2.3.3 共晶相圖　　　2.3.4 其他相圖　　　2.3.5 合金相圖與材料性能的關(guān)系　　2.4 鐵碳合金相圖　　　2.4.1 鐵碳合金相圖中的基本相　　　2.4.2 鐵碳合金相圖分析　　　2.4.3 鐵碳合金相變分析　　　2.4.4 鐵碳合金相圖中的相和組織與合金的力學(xué)性能、工藝性能的關(guān)系　第3章 鐵合金材料的熱處理及其改性　　3.1 概述　　3.2 鋼加熱時的組織變化　　　3.2.1 加熱溫度　　　3.2.2 鋼加熱時的組織轉(zhuǎn)變——奧氏體化　　3.3 鋼冷卻時的組織變化　　　3.3.1 共析鋼過冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變曲線　　　3.3.2 過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物　　　3.3.3 影響等溫轉(zhuǎn)變曲線的因素　　　3.3.4 過冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線　　3.4 鋼的普通熱處理　　　3.4.1 鋼的退火與正火　　　3.4.2 鋼的淬火　　　3.4.3 鋼的回火　　3.5 鋼的表面熱處理　　　3.5.1 鋼的表面淬火　　　3.5.2 化學(xué)熱處理　　　3.5.3 表面復(fù)合熱處理　　3.6 鑄鐵的熱處理　　　3.6.1 灰口鑄鐵的熱處理　　　3.6.2 球墨鑄鐵的熱處理　第4章 鐵合金材料　　4.1 碳鋼　　　4.1.1 鋼的分類　　　4.1.2 碳鋼中雜質(zhì)元素的影響　　　4.1.3 碳鋼的編號和用途　　4.2 合金結(jié)構(gòu)鋼　　　4.2.1 概述　　　4.2.2 合金結(jié)構(gòu)鋼　　　4.2.3 工具鋼　　　4.2.4 特殊性能鋼　　4.3 鑄鐵　　　4.3.1 鑄鐵的成分及性能　　　4.3.2 鑄鐵的石墨化及影響因素　　　4.3.3 鑄鐵的分類　　　4.3.4 灰鑄鐵　　　4.3.5 球墨鑄鐵　　　4.3.6 可鍛鑄鐵　　　4.3.7 蠕墨鑄鐵　　　4.3.8 特殊性能鑄鐵　　4.4 鐵合金材料在航空航天中的應(yīng)用　　　4.4.1 中碳調(diào)質(zhì)鋼在航空航天中的應(yīng)用　　　4.4.2 其他鋼種在航空航天中的應(yīng)用　第5章 非鐵合金材料　　5.1 鋁及其合金　　　5.1.1 純鋁　　　5.1.2 鋁合金及其分類　　　5.1.3 形變鋁合金　　　5.1.4 鑄造鋁合金　　　5.1.5 鋁合金的熱處理　　　5.1.6 鋁合金在航空航天中的應(yīng)用　　5.2 鈦及其合金　　　5.2.1 純鈦　　　5.2.2 鈦合金　　　5.2.3 鈦及其合金的熱處理　　5.3 鎂及鎂合金　　　5.3.1 純鎂　　　5.3.2 鎂合金　　　5.3.3 變形鎂合金　　　5.3.4 鑄造鎂合金　　　5.3.5 鎂合金在航空航天中的應(yīng)用　　5.4 銅及其合金　　　5.4.1 純銅　　　5.4.2 銅合金　　　5.4.3 黃銅　　　5.4.4 青銅　　5.5 鎳及鎳合金　　　5.5.1 鎳的性質(zhì)　　　5.5.2 鎳合金的分類和用途　第6章 非金屬材料及其改性　　6.1 非金屬材料分類、結(jié)構(gòu)和特點　　　6.1.1 高分子材料　　　6.1.2 陶瓷材料　　6.2 非金屬材料的改性及其強化　　　6.2.1 高分子材料的改性及強化　　　6.2.2 陶瓷的增韌強化　　6.3 非金屬材料在航空航天中的應(yīng)用　　　6.3.1 塑料在航空航天中的應(yīng)用　　　6.3.2 工程結(jié)構(gòu)陶瓷材料在航空航天中的應(yīng)用　第7章 復(fù)合材料　　7.1 復(fù)合材料的復(fù)合形式和強化機理　　　7.1.1 復(fù)合材料的分類　　　7.1.2 復(fù)合材料強化機理　　　7.1.3 復(fù)合材料的性能　　7.2 常用的復(fù)合材料特點和性能　　　7.2.1 纖維增強復(fù)合材料(FRP)　　　7.2.2 層合復(fù)合材料　　　7.2.3 顆粒復(fù)合材料　　　7.2.4 骨架復(fù)合材料　　7.3 復(fù)合材料的改性技術(shù)　　　7.3.1 復(fù)合材料的改性及強化機理　　　7.3.2 復(fù)合材料的界面設(shè)計原則　　7.4 復(fù)合材料在航空航天中的應(yīng)用　　　7.4.1 樹脂基復(fù)合材料的應(yīng)用　　　7.4.2 陶瓷基復(fù)合材料的應(yīng)用　　……　第8章 功能材料　第9章 零件失效及選材原則第2篇 材料成形工藝基礎(chǔ) 　第10章 鑄造工藝基礎(chǔ) 　第11章 鍛壓工藝基礎(chǔ) 　第12章 焊接工藝基礎(chǔ) 　第13章 非金屬材料成形工藝　第14章 復(fù)合材料成形工藝參考文獻

章節(jié)摘錄

　?。?）奧氏體晶核的形成　　珠光體是鐵素體和滲碳體相間的混合物，奧氏體晶核總是在鐵素體與滲碳體交界面上首先形成核，因為此處原子排列紊亂，位錯、空位密度較高；此外奧氏體中含碳量介于鐵素體和滲碳體之間，造成二者的碳濃度差很大，所以在兩相的相界上為形核提供了良好條件?！　。?）奧氏體晶核的長大　　奧氏體晶核形成后，依靠鐵、碳原子的擴散，晶核不斷長大，使?jié)B碳體不斷減少。隨著加熱溫度的不斷升高，鐵素體和滲碳體向奧氏體的轉(zhuǎn)變繼續(xù)進行，奧氏體晶核逐漸長大?！　。?）殘余滲碳體的溶解　　鐵素體晶格的改組由體心立方晶格變成面心立方晶格，而滲碳體晶格的改組相對比較復(fù)雜，所以鐵素體晶格的改組比滲碳體晶格的改組快，故鐵素體消失后，仍有部分殘余滲碳體。隨著保溫時間的延長，奧氏體晶粒的增多，殘余滲碳體繼續(xù)向奧氏體轉(zhuǎn)變，直到滲碳體全部溶解?！　。?）奧氏體的均勻化　　當殘余滲碳體完全溶解后，奧氏體中的碳濃度仍是不均勻的，原滲碳體處碳濃度高，原鐵素體處碳濃度低，為此必須繼續(xù)保溫，通過原子擴散才能使奧氏體成分均勻。　　上面是共析鋼在加熱時的轉(zhuǎn)變過程。亞共析鋼和過共析鋼在加熱時的轉(zhuǎn)變過程與共析鋼略有不同。

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