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)
钢的退火与正火


将钢件加热到适当温度,保持一定时间,然后缓慢冷却的热处理工艺称为退火

退火的主要目的是

1、降低硬度,提高塑性,以利于切削加工或继续冷变形;

2、细化晶粒,消除组织缺陷,改善钢的性能,并为最终热处理作组织准备;

3、消除内应力,稳定工作尺寸,防止变形与开裂。

退火的方法:完全退火、球化退火、去应力退火等。

工艺参数

名      称      度 ( °C )
完全退火
球化退火
去应力退火

扩散退火


完全退火

将钢加热到完全奥氏体化后,随之缓慢冷却,获得接近平衡状态组织的热处理工艺称为完全退火

完全退火的加热温度:Ac3以上30~50℃,加热时钢的组织完全奥氏体化,在以后的缓冷过程中奥氏体全部转变为细小而均匀的平衡组织。

完全退火主要用于:中碳钢和中碳合金钢的铸、焊、锻、轧制件等。


球化退火

使钢中碳化物球状化而进行的退火工艺称为球化退火

钢经球化退火后,将获得由大致呈球形的渗碳体颗粒弥散分布于铁素体基体上的球状组织,称为球状珠光体

球化退火的加热温度为:Ac1以上20~30℃

球化退火主要用于:共析钢和过共析钢的锻轧件。若原始组织中存在有较多的渗碳体网,则应先进行正火消除渗碳体网后,再进行球化退火。


去应力退火

为了去除由于塑性变形加工、焊接等而造成的应力以及铸件内存在的残余应力而进行的退火称为去应力退火

去应力退火的加热温度:500~600℃,保温后随炉缓冷至室温。由于加热温度在A1以下,退火过程中一般不发生相变。

去应力退火广泛用于:消除铸件、锻件、焊接件、冷冲压件以及机加工件中的残余应力,以稳定钢件的尺寸,减少变形,防止开裂。



将钢件加热到Ac3(或Accm)以上30~50℃,保温适当的时间后,在静止的空气中冷却的热处理工艺称为正火

工艺参数

名      称      度 ( °C )
亚共析钢

共析钢
过共析钢


☆  消除过共析钢中的碳化物网,为球化退火作好组织准备;

☆  作为低、中碳钢和低合金结构钢消除应力,细化组织,改善切削加工性和淬火前的预备热处理;

☆  用于某些碳钢、低合金钢工件在淬火返修时,消除内应力和细化组织,以防止重新淬火时产生变形和裂纹;

☆  对于力学性能要求不太高的普通结构零件,正火也可代替调质处理作为最终热处理使用。