航空工程材料

刘金铃

目录

  • 1 绪论
    • 1.1 认识材料
    • 1.2 航空结构材料的发展
  • 2 材料的结构
    • 2.1 材料的结合键
    • 2.2 晶体与非晶体
    • 2.3 晶体结构
    • 2.4 晶体缺陷
    • 2.5 相结构
    • 2.6 章节测验
  • 3 凝固与结晶
    • 3.1 章节简介
    • 3.2 凝固过程
    • 3.3 均匀形核
    • 3.4 非均匀形核
    • 3.5 晶体生长
    • 3.6 纯金属的结晶
    • 3.7 合金的结晶
    • 3.8 章节测验
    • 3.9 任务三  铁碳合金结晶过程分析
    • 3.10 任务二  纯金属的结晶
    • 3.11 第二节 纯金属的结晶
  • 4 塑性变形与再结晶
    • 4.1 章节简介
    • 4.2 材料的弹性变形
    • 4.3 单晶的塑性变形
    • 4.4 多晶的塑性变形
    • 4.5 回复与再结晶
    • 4.6 金属的塑性变形
    • 4.7 塑性变形对金属组织和和性能的影响
    • 4.8 回复与再结晶
    • 4.9 金属的热加工
    • 4.10 章节测验
  • 5 二元合金相图与铁碳相图
    • 5.1 相图的建立
    • 5.2 匀晶相图
    • 5.3 共晶相图
    • 5.4 其他相图
    • 5.5 相图与性能的关系
    • 5.6 铁碳合金相图
    • 5.7 Fe-Fe3C相图
    • 5.8 任务一  铁碳合金的相组成
    • 5.9 任务二  铁碳合金相图
    • 5.10 第一节 铁碳合金的基本组织与性能
    • 5.11 第二节 铁碳合金相图
    • 5.12 第三节 典型铁碳合金结晶过程
  • 6 热处理原理与工艺
    • 6.1 概述
    • 6.2 章节简介
    • 6.3 钢在加热时的组织转变
    • 6.4 钢在冷却时的组织转变
    • 6.5 钢的退火与正火
    • 6.6 钢的淬火
    • 6.7 淬火钢的回火
    • 6.8 钢的表面热处理
    • 6.9 章节测验
    • 6.10 第五章 钢的热处理
      • 6.10.1 第一节 钢的热处理的分类
      • 6.10.2 第二节 钢在加热时的组织转变
      • 6.10.3 第三节 钢在冷却时的组织转变
      • 6.10.4 第四节 钢的退火和正火
      • 6.10.5 第五节 钢的淬火与回火
      • 6.10.6 第六节 钢的淬透性与淬硬性
      • 6.10.7 第七节 钢的表面淬火
      • 6.10.8 第八节 钢的化学热处理
    • 6.11 金属的强化机理
  • 7 铁碳合金与合金钢
    • 7.1 章节简介
    • 7.2 钢的分类与编号
    • 7.3 钢中的杂质与合金元素
    • 7.4 结构钢
    • 7.5 工业用钢
    • 7.6 工具钢
    • 7.7 特殊性能钢
    • 7.8 章节测验
  • 8 高温合金
  • 9 轻合金
    • 9.1 铝合金
    • 9.2 钛合金
      • 9.2.1 镁合金
  • 10 复合材料
    • 10.1 章节简介
    • 10.2 复合材料
    • 10.3 常用高分子材料
    • 10.4 章节习题
    • 10.5 纤维的制备(上)
    • 10.6 纤维的制备(下)
    • 10.7 复合材料制备工艺(一)
    • 10.8 复合材料制备工艺(二)
    • 10.9 复合材料制备工艺(三)
    • 10.10 复合材料制备工艺(四)
  • 11 专题一:陶瓷基复合材料
    • 11.1 陶瓷材料
    • 11.2 复合材料制备工艺(六)
    • 11.3 复合材料制备工艺(七)
  • 12 专题二:金属基复合材料
    • 12.1 复合材料制备工艺(五)
钢的分类与编号

碳钢:含碳量在0.0218%~2.11%之间的铁碳合金称为碳素钢,简称碳钢。

合金钢:在碳钢的基础上特意地加入一种或几种合金元素,使其使用性能和工艺性能得以提高的铁基的合金称为合金钢。

按化学成分分类

碳钢、合金钢两大类。

碳钢:低碳钢(Wc<0.25%)、中碳钢(Wc=0.25%~0.60%)和高碳钢(Wc>0.6%)

合金钢:按钢中含合金元素总量(Me%)分为低合金钢(Me<5%)、中合金钢(Me=5~10%)和高合金钢(Me>10%)。

按合金元素的种类可分为锰钢、铬钢、硼钢、铬镍钢、硅锰钢等。


按冶金质量分类

按钢中所含有害杂质硫、磷的多少,可分为:

普通钢:S%≤0.055%,P%≤0.045%

优质钢:S%、P%≤0.040%

高级优质钢:S%≤0.030%,P%≤0.035%

此外,按冶炼时脱氧程度,可将钢分为沸腾钢(脱氧不完全)、镇静钢(脱氧较完全)和半镇静钢三类。


按金相组织分类

按钢退火态的金相组织可分为亚共析钢、共析钢、过共析钢三种。

按钢正火态的金相组织可分为珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢、奥氏体钢等四种。


按成形方法分类

锻钢、铸钢、热轧钢、冷轧钢等。


按用途分类

按钢的用途可分为结构钢、工具钢、特殊性能钢三大类。




合金钢的牌号表示方法

   合金结构钢

两位数字+合金元素符号+数字+质量等级符号“A”

(1)当合金元素的平均含量<1.5%时,钢号中一般只标出元素符号,而不标明含量;

(2)当合金元素的平均含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%……时,则相应地在元素符号后面标以2、3、4…… ;如果为高级优质钢,则在其钢号后加“A”,以区别于一般优质钢。例如:18Cr2Ni4WA。

(3)钢中的钒V、钛Ti、铝Al、硼B、稀土Re等合金元素,均属微合金元素,虽然含量很低,仍应在钢号中标出。例如20MnVB钢中,钒:0.07~0.12%,硼:0.001~0.005%。

(4)专门用途的合金结构钢,钢号冠以(或后缀)代表该钢种用途的符号。

   低合金高强度结构钢

旧的编号方法,基本上和合金结构钢相同。新牌号的编制方法与碳素结构钢相同。如旧牌号的16Mn为新牌号的Q345。

   滚动轴承钢

“G”+ Cr +数字+其它元素符号。字母“G”为“滚”字头,表示为滚动轴承钢类,高碳铬轴承钢的含碳量不标出,数字表示平均含铬量的千分之几,如GCr15,平均含铬量为1.5%。

渗碳轴承钢的钢号表示方法,基本上和合金结构钢相同。

   合金工具钢和高速工具钢

数字+合金元素符号+数字

说明:

①合金工具钢中,当WC≥1.0%时,含碳量不标出,如Cr12、CrWMn;当WC<1.0%时,以千分之几表示,如9SiCr、3Cr2W8V。

②对于含铬量低的钢,其含铬量以千分之几表示,并在数字前加“0”,以示区别。如平均Cr=0.6%的低铬工具钢的钢号为 “Cr06”。

   不锈钢和耐热钢

同合金工具钢。例如:“2Cr13”钢的平均碳含量为0.2%。