HT240金屬材料的基本概述,金屬材料是航空工業的基本材料。表1-1所列為波音―麥道飛機公司大型客機的選材對比。

表1-1 波音一麥道飛機公司大型客機的選材對比(結構重量分數)

從表中可以看出,金屬材料在現代大型民用運輸機的結構重量中大約占90%。但是,從民用運輸機選材的發展趨勢來看在減少。以最先進的民用客機波音777為例,復合材料已占到整機重量的11%,鈦合金的再i鷹蒙多垂機重量的7%,而鋁合金和鋼的用量分別下降到70%和11%。

為了降低飛機結構的重量,提高飛機的結構效率,飛機結構應選用輕質、高強度和高模量的材料。同時為確保飛機的安全性和經濟性,還應綜合考慮材料的韌性、疲勞和斷裂特性、耐蝕性以及材料的市場價格。

金屬材料的基本性能,由兩種或兩種以上元素組成的屬和合金兩大類,純金屬是由單一金屬元素,組成的而的物質,有些合金全部是由金屬元素組成的,比具有如黃銅,就是由銅和鋅兩種金屬元素組成的。有些合金則是由金屬元素和非金屬元素組成的,比如碳鋼,就是由金屬元素鐵和非金屬元素碳組成的。

金屬的基本性能通常包括:物理性能、化學性能、機械性能和工藝性能。性能金屬的物理性能一般包括:顏色、比重、密度、熔點、導電性、導熱性、指金屬在加熱狀態下接受壓力加工的能力。金屬的塑性越大,變形的抗力越小,鍛造性就越好。常用的金屬中,低碳鋼、純銅等的鍛造性比較好,而鑄鐵不能鍛造。

焊接性:焊接工藝一般分為熔焊和釬焊兩大類:

熔焊將兩個工,冷卻后形成牢固的接頭,使兩個工整體。一般還要在結合部位另加填充金屬。熔焊一般叉分為電焊和氣焊。

釬焊:將兩個工件的結合部位和作為填充金屬的釬料進行適當的加熱,釬料的熔點比工件金屬的熔點低,在工件金屬還沒有熔∮乜的情況下,將已熔化的釬料填充到工件之間,與固態的工件金屬相互溶解和擴釬料凝固后將兩個工件焊接在一起。金屬材料的焊接性是指在采用一定的焊接工藝方法、焊接材料、工藝參數等條件下,獲得優質焊接接頭的難易程度。

切削加工性:用切削工具進行加工時,金屬表現出來的性能叫做金屬的切削加工性能。金屬具有較好的切削加工性通常是指切削加工時,切削力小,切削碎屑容易脫落,切削工具不易磨損,加工后容易得到光潔度較高的加工表面。材料的切削加工性能主要決定于它們的物理性能和機械性能。強度高、硬度高的材料,塑性好的材料和導熱性能差的材料,其切削加工性能都比較差。

金屬材料的機槭性能,金屬材料的機械性能指標主要包括強度、塑性、硬度、韌性和抗疲勞性能等。

強度圖1-1 拉力試樣,(a)圓形試樣;(b)板狀試樣,金屬的強度和塑性是通過拉力試驗來測定。

拉力試樣通常有圓形截面的棒狀和矩形截面的板狀(見圖1-1)9在試件中間一段截面均勻的部分是試驗段,其長度用乙。表示稱為標距。

圖1-2所示為低碳鋼的拉仲示意圖。把試樣承受的載荷P除以試樣的原始橫截面積FO,則得到試樣所承受的拉應力σ,即σ=(MPa)

u0=ΔJε=可強把試樣的伸長量ΔJ除以試件原始的標距長度Jo,則得到試樣的相對仲長一應變ε,即圖1-3所示為低碳鋼的應力一應變示意圖。金屬抵抗變形和斷裂的能力叫強度。強度指標包括彈性模量、彈性極限.

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