飛機材質

航空知識2019-06-12 01:17:11


目錄

1.鋁合金

2.鈦合金

3.鋼

4.氫脆




一.鋁合金


•Pure Al 純鋁:強度、硬度很低,而且不能通過熱處理強化。用作鋁合金的包鋁層,起防腐作用;並作為機艙內一些銘牌;密度:2.7kg/dm3

•Al alloys鋁合金:加入其他兼容的金屬元素使鋁的機械性能,如強度和硬度的提高,獲得的合金



二.鈦合金

    鈦合金被廣泛用於波音飛機的結構件和非結構件。鈦合金的應用一般基以下一個或多個原因: 

-良好的耐腐蝕特性

-與其它材料兼容性好

-高溫穩定性

-解決體積制約問題 

-重量輕

鈦合金具有良好的耐腐特性,不會產生蝕坑。鈦合金的密度比鋼大約低40%,所以當考慮節省重量時,通常會使用鈦合金,而不是鋼合金。在以下情況下鈦合金可以替代鋁合金:   

    - 要求高溫穩定性;

    - 鋁合金部件太大而無法融合到整體結構中,而鈦合金 部件則可以配合;

    - 由於電偶腐蝕原因,鋁合金不能直接和其它材料接觸。

鈦合金比鋁合金和鋼的成本高,但它們很少出現使用問題,並且很少需要修理。


三.鋼

飛機基本結構的大約12-16%是由合金鋼和不鏽鋼構成的。高強度和高彈性模量是高強度鋼的主要優點。高的強度和模量對於空間受限區域的設計是有非常用的,例如一些起落架部件。合金鋼的選擇主要考慮使用溫度,強度,剛性疲勞性能和可加工性等因素。



4.氫脆

        

氫脆是一種在遠小於實際極限抗拉強度的持續載荷下,發生在各種金屬系統上尤其是在鐵基和鈦基合金上的現象。鋁,300系列的不鏽鋼及沉澱硬化鋼(15-5PH等)不受影響。

在鐵基合金中,當合金鋼或者400系列的不鏽鋼中含有少量氫元素並受到持續載荷時,氫脆就會發生。工件在承受30%的屈服強度載荷的條件下僅服役幾千小時後就會發生斷裂。

 一旦金屬表面存在應力集中區域(如刻痕、蝕坑及其他應力集中區域),氫元素便會轉移到這些區域。氫的集中之後便會引起脆性裂紋的產生和擴展延伸。

氫元素可能在工藝過程中進入工件中。特定的溶劑和鍍層工藝也可以使氫元素進入工件表面。因為只有很薄的表層受到氫元素的影響,所以只要將裸露的工件或者鍍層為多孔性(如鈦-鎘鍍層)的工件在375F溫度條件下烘烤,氫就可以很容易的被去除。氫也是鋼腐蝕產生的副產品。當形成某種電偶條件時,腐蝕就會發生,表面也會生鏽。當出現蝕坑時問題就更嚴重。因此所有的高強度鋼件上有足夠的保護塗層十分必要。


脆性失效所需的應力主要可能由不適當的處理工藝或者安裝時的殘留應力造成的,而不是由於正常服役而產生的。 鋼件的硬度及強度越高,越容易發生氫脆。鋼件熱處理至200KSI及以上便很容易發生氫脆;然而,當熱處理到180-200KSI時,僅在工件受到持續的高應力時才可能發生氫脆。




本文轉載自:波音結構參考


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