航空结构中的金属材料.pdf

航空桔构中的金属材料 ? 本文介招的是怒受鑫气动 力加热的航空桔 构中所采用的金恩合金的某些性能 , 其中包括 麦 疲劳性能和应 力下的腐触 , 合金的化学成分列 于表 ? 。 牌号 阵一 一一一一一竺生一士匕一止址一一一 一一一一铸一公草品月? 一么一一一 一 一 匕兰 竺一 仁 竺些 一 卜影 ! # % # ) , 公斤?公屋4 。+ ? ?) 延伸率 , ! /2 0 3 2 现已确定 , ? ? 。两者此 值 低 的绍合 金 的疲劳孽度绪加 。 /一 一# 合金的研究 :圆 =征明 , 随蔑此值的增大 , 相 对疲劳拯限降 低 :疲劳拯限与 强度搔限之比= 。 因为 , 必须 要保靓运翰机的畏期允静使用期 , 目前在制造 这些飞机时都采用含1 、 多, 。的 、静力 强度低的 自然时效合金 。 /一8九一#合金不 能在自然时 效状态下应用 , 因为其时效所需的时简 为 2 年 。 对位于机械应力下金厦的腐触来薄 了 最严 重的情况是当应力垂直地作用在蚤属的撇推方 向上时 。 曹研究过/召 一# 合金的热处理 规范对抗应力腐触性的影响 。 试翰用拭样的尺 寸为巧4 , 丫 ? 2 公厘 , 试样是沿横向 由条 + ( 口 + 八只? 口( ? + + + 3 . 八 ,(,才性 ( +才性气口? 限厘?随 / ,公 一? . 弹性 合金 + ? 公斤? . . 产)口 夕 任 1 1 2 ? 9 ? ? 0. ? 9 。 ? . . 注 在 25之+ + 。范侧内, 七“合金理自然时效 , 而 2粗人工时效 。 一 .0 一 材上切取的 。 拭样挺过弯曲、附加力着于西点 。 应方在气 ,的, : )一圣0 0 界范 圃内变化 。 应力状 态下的拭样应放在卢外的遮棚下 。 抗腐触性 按断裂前的时简砰定 。 如果裁样是在前; 0夭断 裂 一, 则枯果应露为不合格 , 在 0一卜?合金的热处理规范包 括7加 热至4七 , 挤压件在水中淬火 , 一 锻件在温水 和开水中淬火及 ? ?, 0 下不同时简内的时效 。 、 但是时简在室沮下的自痴效 的抗腐触性高, ? 个月落增强 了合金产生腐触的倾向。 提高人工时效的沮度 户使抗腐触性能衷高 。 养;为了保盏川书卜 ?合金在等于气 ? 的如务的应力下实际上无 腐触敏威性的最低时效保持时简 。 ? ? ? 曲比? 自? ? 户甲 甲 式式 时时教时筒 , 小时时 一一 止二一二二 ? 0 。 、 卜 ? 5 # 一 些 ? , “ 4 5 , # 45 ;0 # “。 # 45 ; ?0 ? 4 ? 性 ? , 研究淬火温度 4; 、 4 、 450和, 0 在时效?; 0 “ 时对合金应力腐触敏威性的桔 果靓明 , 较低的淬火沮度为好 。 在? , 。 。 而效 也取得相似的现已确定 温度和最?0 0 在最低的掉火 断 可以保靓 合金实际上对应为腐触无敏咸性在 恨 ” 横 向 。, 厂 在 “短” 横向切取的裁样对应力腐触具有 娜度侧感、叙贾 卜。 工 载栩 叭 侧葱板 似 聋性搔限 0 ? ?强度极限 口( 合金为= 书% 习 ? 合金 ? 8 ? ? 5 ; 及 8 ? ?; ;在加热温度由再 ) ) 升至 ? 0 时 , 其强度降低 ? 0外 。 4乞 和 那 5 合金在较高温度下工作得较 好 。 各种招合金适宜的温度范困取决于受相应 温度作用的时简 。 、 由圆4所示之数据可以看 出 , 当飞行速度达 / ; 相当于加热温度 ,0 0 “ 时 , 最好应采用 , 但仅是在超音速 度飞行时简不超过 ?0 0 小时的情况下 。 ? 当速度 相当于 /, ? 份 , 可以不考虑飞行时简采用 一韵一 双电恤米察翌娜侧忍 欲徽温度 室提强度抚限 % ?一 ? 8 ? ;于 丫一4, 一 ? 8 ? 5;二 一 5于6一 日;各种铭食金强度的降低加热?00 0小时 教的热成型 。 采用钦合金时 , 最初遇到的是板 材的性能 , 尺寸和表面不定 。 但晕后来这些困 难被克服了 。 最大的缺点是随着时简的前进而 出砚裂枚 , 这些裂救是从几小时儿周内形成 的 。 现耳确定 , 产生裂叔的 原因是因为教内的 含级量高及装配应力和工艺应力大 勺 曹韶为 , 献内的合氢量不应超过0 ? 0 ? 沁 。消除装配造成 的应力及工艺应力的措施是通过采用较精制的 接头和装配时采用薄垫片 。 全部便用教的半成品已成为严重的咫题 , 因为鼓的价值很高每公斤4 4美元,而魔屑 的价值叉相当低每公斤, ? , 美元 。 苹公司 歇 的消耗数字如下7 零件用的占 ;多 , 毛坯机 械加上时很失,工并 , 切创毛坯时的很失为? 外 , 愉象时的磨品占分界 , 装配揖失为,多 。 商业用的无合金元素的从在冷态下毫无困 难地进行札延 。 舍合金元素的般合金应在热态 下轧延 , 但在札延薄板材时 , 由于散热快 , 产 生了困难 。 乳延厚度小于 , , 公厘 的板材时 , 采用 了成罗札延 。 表4是商业用载食金的机械 性能 。 合合 金元素性 能能 = = = % # % % %1) ? ( ( ( 1 口0 ? 工。七 七 公公公公公斤公厘 刁刁 公斤公厘声 声声 , , , , , 尸4 4 4 , 。 ,5 5 5 5 50 。 0 0 0 ? ?,?口 口口口 4 0 。 一 0一 必 今 斤公厦, 3 、 2 % ? 7 0 0 公斤丫公屋“, 及 。7 + 呱 :标距为2 + 公厘= 。 为了消除扳材的变形 , 应在热处理后进行拉伸 或札延以及在模内淬火 。 也可在间火过程中采 川特殊段 备进行播正 。 在研究时效不锈纲时应用了加工绍合金时 泛采用的强化金履的 原理 。 ? 这些纲在高温淬 火后 , 具有相当高的强度和足够高的塑性 , 能 保靓零件的成型 。 最格强化是通过在中简温度 下加热达到 的 , 在中阴温度 的作用下铜内析出 厂强化相 。 合下远成分 3外 , 3多% , + ? 3界8 的铜郎厦于这一类 。 这种姻的板材可以 强化到 4 2幻争?公厘4 。 然而 , 如果这 种姻是通过加热至 3 + + , 空气中玲却及二次加热至2 + +或2 2+ 。, / / / 其在海水中腐触断 裂的倾向增加 。 时效不锈姻 ? 24 + 肯处于研究阶段 。这 种铜的机械性能与 含 3界 , 3 务% 公斤公屋 , 的! ? ? , 。细占第二位。室温 温强度为 ?0 鬓鬓 式中 比重 。 圈 卜 从圆5可以看出 , ! ? ? 44 5 姻 的 与北 重 的比值最大 。 而趴合金的最低 。 在? 0 6 以下貂合金也具有很高的 的此值 。 这样一来 , 用 于较高温度下工作的材料应 根据枯构和材料的工作温度选择 。 在毅箭复杂 的航实枯构时, 必双确定载荷 。 在静多情况下 , 由各种材料制造枯构可以 取得最大的效果 。 在这种情况下 , 必须要注意 接触腐触和由于各种材料的垫膨眠系数的不同 而 造成的应力和变形 。 日5扭曲时的重盘效应 李云盛豁自 “ 飞机制造 ” 快报 5他? 用于耐热飞杯桔构的沉淀砚化不娜舰 由于空气动力以及登动机生热所引起的飞 机桔构的耐热简题 日益严重 。 用于蒙皮及皮下 桔构的薄板材料引起拯大的重砚 , 那就是沉淀 硬化不锈纲和跃合金 。 在飞机和导弹的桔构上 使用沉淀硬化不锈纲 日 益增加且 将来可望获致 更多的用途 。 其突出的优点 为易于加工 。 虽然未来的飞机和导弹的具正速度仍是一 个军事秘密 , , 但从空气动 力以及登动机生热所 引起的不断增畏的耐热尚题 为吾人所熟知 。 在高的工作温度下桔构材料的强度降低了这 就使材料的选用复杂起来 。 某些高强度低密度的材料犷 为绍基及镁基 合金 , 受了某一使其仍具有用强度的横限沮度 的限制 。 铭合金的最高伊用 温度只到;0 0一 400 ” ! 的范圈, 而缺合金的使用温度剧略高 。 故在静多航空桔构遇到高温的简题时 , 飞机和 导弹的制造者都褥向其他的金属 。 对于此类蒙皮和皮下桔构使用 的值得注意 的薄板材料就是鱿合金和沉淀硬化不锈姻 。 其 它可以合理考虑用于高速飞机枯构的薄板材料 不外低合金硬化姻标准簇终不锈姻禹氏体 型不锈纲乡热工作工具姻二高温合金以及一些 外来的合金 。 这些金履的某些局限性将探衬于 后 。 低合金姻 , 一般就来 , 可以硬化到高的强 度但有下列不利点 7 从高温急冶形成扭曲 这类合金表皮不加盖屠其抗触性不 足 在硬化状态下焊接和切削都威困 难 。 标准