材料的选择2讲解

的防腐蚀设计（之一）飞机结构广州民航职业技术学院邵茂敏飞机结构防腐设计表面防腐处理排水通风设计合理选择材料有效的防腐剂有效的密封胶合理选择材料表面防腐技术排水通风设计有效的密封胶有效的防腐剂飞机结构材料的选择

3.1飞机用材料应具备下列的基本条件：高的比强度和比刚度。(1)(2)优良的耐高、低温性能。(3)(4)高的断裂韧性

优良的耐腐蚀性能。

第一阶段：1903-1919，木、布结构16km/h1、飞机结构材料的演变（5个阶段）一、飞机结构主要材料组成飞机结构材料及其耐腐蚀性第二阶段：1920-1949，铝、钢结构600km/h（a）Me109型战斗机（德国，1935年）（b）喷火式战斗机（英国，1936年）SR-71“黑鸟”超音速侦察机340m/S--1200km/h美国（1966）第三阶段：1950-1969年,钛、铝、钢结构

钢材用量4%铝合金61%，

钛合金用量10%复合材料用量22%第四阶段：1970-21世纪初,复合材料、钛、铝、钢结构（以铝为主）钢用量10%铝合金用量20%钛用量15%复合材料用量50%其它用量5%“梦想客机”波音787--2009第五阶段：21世纪初～,复合材料、铝、钛、钢结构（以复合材料为主）影响飞机结构腐蚀的因素：★材质因素（产生腐蚀的内部因素）★环境因素（产生腐蚀的外界条件）二、飞机用金属材料的耐腐蚀特性飞机结构材料及其耐腐蚀性1、铝合金在一般大气中耐蚀性较好，但在潮湿大气中耐蚀性下降；原因是钝化层保护膜发生水化作用，变成水化氧化物，保护作用下降铝合金的主要腐蚀形态

点蚀晶间腐蚀剥蚀应力腐蚀二、飞机用金属材料的耐腐蚀特性﹠硬铝合金等耐点蚀能力较差，通常在铝合金表面包覆纯铝或进行阳极化处理以提高抗蚀性能；A.点蚀：﹠点蚀是铝合金最常见的腐蚀形态之一，铝合金在大气中产生点蚀的情况随不同大气的特点而异；﹠铝合金在水中产生的点蚀较严重，甚至导致穿孔；﹠、

等防锈铝合金耐点蚀性能较好。B.晶间腐蚀﹠、

、﹠铝合金的晶间腐蚀与热处理工艺密切相关；→自然时效时，晶间腐蚀倾向较低；→人工时效时，晶间腐蚀倾向很大。﹠、等防锈铝合金一般不产生晶间腐蚀。﹠具有晶间腐蚀倾向的铝合金在工业大气和海洋大气中都会发生

晶间腐蚀；产生晶间腐蚀倾向很大C.剥蚀﹠在飞机结构中，

合金产生剥蚀的几率最大﹠剥蚀多见于挤压型材二、飞机用金属材料的耐腐蚀特性D.应力腐蚀最敏感的材料是：Al-Zn-Mg-Cu系合金。最常见的材料是7075铝合金，通常在T6状态下使用。具有极高的强度，但是，耐蚀性能(应力腐蚀)较差，为了增强其耐蚀性能，可对其进行过时效处理，常见的处理为T73，经处理后强度稍有下降，耐蚀性大为增强。二、飞机用金属材料的耐腐蚀特性2.1超高强度合金钢常指拉伸强度1400MPa以上的高强度钢，其主要特点是具有很高的强度和足够的韧性。常用于制造承受很高应力的重要构件，如飞机起落架。

高的应力腐蚀敏感性。对氢脆、镉脆也较为敏感。

、2、结构钢二、飞机用金属材料的耐腐蚀特性2.2碳钢：20世纪30年代后常用来制造机翼后梁、主起落架枢轴、翼根连接件等，应用广泛的当属马氏体钢。耐蚀性能：

各种环境中的耐蚀性较低。需进行有效的表面处理。、2、结构钢二、飞机用金属材料的耐腐蚀特性2.3不锈钢：易钝合金；通常情况下具有极高的耐蚀性能(点蚀、缝隙腐蚀除外)。缺点：一旦发生腐蚀，如果在腐蚀发生部位氧气不足时，点蚀、缝隙腐蚀的风险较高。、2、结构钢二、飞机用金属材料的耐腐蚀特性3、镁合金★镁合金电极电位低，与钢、钛等金属接触时，会受到严重的电偶腐蚀，即使经过保护处理，其耐蚀能力不高；★镁合金在大多数介质中都不抗腐蚀，在纯水与农村大气中也会腐蚀，在海洋大气中更容易腐蚀。飞机座椅骨架变形易、可承受较大冲击载荷二、飞机用金属材料的耐腐蚀特性镁合金在军用飞机上的应用情况3、镁合金二、飞机用金属材料的耐腐蚀特性4、钛合金★钛合金与氧有很高的亲和力，容易生成氧化物的保护膜，因此在很多高活性介质中(如海水中)具有较高的耐腐蚀性能；

国内用钛合金制造的水上飞机主起落架经常直接与海水相互接触，受海洋大气及海水的共同作用，使用差不多20年后仍能保持其原有金属光泽。二、飞机用金属材料的耐腐蚀特性4、钛合金★优点：与碳纤维复合材料的相容性好。

新型民用客机在大量使用碳纤维复合材料后，钛合金的使用比例越来越突出。如A380客机结构中，钛合金用量达10%，仅起落架和挂架两个部件，钛合金的用量就增加了2%。★缺点：对氢脆，镉脆的敏感性高。二、飞机用金属材料的耐腐蚀特性按照材料耐蚀性的高低，把材料分为四组：镉、锌、铝及其合金IVIIIIII镁合金铁、钢、锡及其合金黄铜、青铜、铬、镍、不锈钢、钛合金三、复合材料及其耐腐蚀性1、复合材料的概念和性能特点碳纤维织布碳纤维/树脂叠层复合材料复合材料定义——由两种或两种以上组分、具有明显界面和

特殊性能的人工合成多相固体新型材料。波音787机体结构材料波音787复合材料整体机身段优点密度小、比刚度和比强度高（碳纤维复合材料扭力杆，承