航空維修基礎(chǔ)金屬材料金屬材料的基本概述金屬材料是航空工業(yè)的基本材料。

為了降低飛機(jī)結(jié)構(gòu)的重量，提高飛機(jī)的結(jié)構(gòu)效率，飛機(jī)結(jié)構(gòu)應(yīng)選用輕質(zhì)、高強(qiáng)度和高模量的材料。為確保飛機(jī)的安全性和經(jīng)濟(jì)性，還應(yīng)綜合考慮材料的韌性、疲勞和斷裂特性、耐蝕性以及材料的市場價(jià)格。金屬材料的基本性能

金屬按其成分可分為：純金屬和合金純金屬是由單一金屬元素組成的合金是由兩種或兩種以上元素組成的具有金屬特性的物質(zhì)。黃銅（Cu+Zn）、碳鋼（Fe+C）。金屬的基本性能：物理性能、化學(xué)性能、機(jī)械性能和工藝性能。物理性能：顏色、比重、密度、熔點(diǎn)、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、熱膨脹性和磁性等化學(xué)性能：抗腐蝕性、熱安定性等機(jī)械性能：強(qiáng)度、塑性、硬度、韌性、抗疲勞性等工藝性能：鑄造性、鍛造性、焊接性、切削加工性、熱處理性等一、金屬的物理性能：(1)顏色：根據(jù)顏色可將金屬分為黑色金屬和有色金屬。鐵、錳、鉻是黑色金屬，其余的金屬都是有色金屬。(2)比重：比重是單位體積金屬的重量。用符號(hào)表示，單位是MPa／m。根據(jù)比重可以將金屬分為輕金屬和重金屬兩大類。（49×10-3MPa／m(5g／cm3)）(3)熔點(diǎn)：金屬加熱時(shí)由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)時(shí)的溫度稱為熔點(diǎn)。根據(jù)熔點(diǎn)的高低，又可將金屬分為易熔金屬和難熔金屬。（700℃）(4)導(dǎo)電性：金屬傳導(dǎo)電流的能力稱為金屬的導(dǎo)電性。金屬的導(dǎo)電性用金屬的電阻率(電)來表示，單位是·mm2／m。越大，金屬的導(dǎo)電性越差。金屬是電的良導(dǎo)體，但各種金屬的導(dǎo)電性并不相同，銀的導(dǎo)電性最好，銅和鋁次之。

(5)導(dǎo)熱性：金屬傳導(dǎo)熱量的能力稱為金屬的導(dǎo)熱性。金屬的導(dǎo)熱性常用熱導(dǎo)率(導(dǎo)熱系數(shù))來表示，常用的單位是W／(m·K)。導(dǎo)熱系數(shù)越大，金屬的導(dǎo)熱性越好。一般情況下金屬的導(dǎo)熱能力要比非金屬大得多。金屬的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性有密切的關(guān)系，導(dǎo)電性好的金屬導(dǎo)熱性也好。(6)熱膨脹性：金屬在溫度升高時(shí)體積脹大的性質(zhì)稱為熱膨脹性。金屬的熱膨脹性通常用線膨脹系數(shù)(1)來表示，單位是K-1。金屬的線膨脹系數(shù)越大，熱膨脹性就越大。飛機(jī)結(jié)構(gòu)鋁合金的線膨脹系數(shù)大約為合金鋼的兩倍，這是造成飛機(jī)軟操縱系統(tǒng)鋼索張力隨溫度變化的主要原因。

(7)磁性：金屬被磁場磁化或吸引的性能稱為磁性。磁性最強(qiáng)的金屬是鐵、鎳、鈷。二、金屬的化學(xué)性能金屬的化學(xué)性能是指金屬與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)作用的性能。主要包括抗腐蝕性能和熱安定性兩方面。（1）抗腐蝕性：是指金屬材料在室溫下抵抗氧、水蒸氣等介質(zhì)腐蝕的能力。鉻、鎳、不銹鋼等材料具有較好的抗腐蝕性，碳鋼、鎂合金的抗腐蝕性則很差。（2）熱安定性：是指金屬在高溫下對(duì)氧化的抵抗能力。在高溫下，金屬會(huì)發(fā)生劇烈氧化，發(fā)動(dòng)機(jī)中的高溫合金必須有良好的熱安定性。三、金屬的機(jī)械性能金屬的機(jī)械性能：是指金屬在載荷作用下抵抗破壞和變形的能力。飛機(jī)結(jié)構(gòu)在使用中要承受各種載荷，所以，金屬材料的機(jī)械性能是飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和選擇材料的重要依據(jù)。機(jī)械性能指標(biāo)：強(qiáng)度、塑性、硬度、韌性和抗疲勞性能等。一、強(qiáng)度和塑性金屬的強(qiáng)度和塑性是通過拉力試驗(yàn)來測定。拉力試樣通常有圓形截面的棒狀和矩形截面的板狀，在試件中間一段截面均勻的部分是試驗(yàn)段，其長度用L0表示，稱為標(biāo)距

把試樣承受的載荷P除以試樣的原始橫面積F0，則得到試樣所承受的拉應(yīng)力，即把試樣的伸長量△l除以試件原始的標(biāo)距長度l0，則得到試樣的相對(duì)伸長一應(yīng)變，即彈性模量（E）彈性極限（σe）屈服極限（σs或σ0.2）強(qiáng)度極限（σb）金屬在載荷作用下抵抗變形和斷裂的能力叫強(qiáng)度。1．強(qiáng)度指標(biāo)

(1)彈性模量彈性模量E是指金屬材料在彈性狀態(tài)下的應(yīng)力與應(yīng)變的比值，即E=σ/ε(MPa)

在材料彈性階段，也就是op直線段所表示的階段，E就是該直線段的斜率，等于常數(shù)。彈性模量E是引起材料發(fā)生單位彈性應(yīng)變時(shí)所需要的應(yīng)力，它表示了金屬材料抵抗彈性變形的能力。材料的彈性模量E越大，在一定應(yīng)力作用下，產(chǎn)生的彈性應(yīng)變?cè)叫?，材料的剛度就越大。金屬材料的彈性模量隨著溫度的升高而降低。

(2)彈性極限

材料保持彈性變形的最大應(yīng)力值稱為彈性極限，用σe表示。σe=Pe/F0(MPa)

(3)屈服極限從拉伸示意圖上看，曲線上出現(xiàn)一個(gè)小平臺(tái)的這一階段稱為屈服段，試樣屈服時(shí)的應(yīng)力稱為材料的屈服極限，也稱為屈服強(qiáng)度σs

，即σs=Ps/F0(MPa)有些常用金屬的拉伸曲線上沒有明顯的屈服段，因此又規(guī)定，試樣標(biāo)距部分殘余相對(duì)伸長達(dá)到原標(biāo)距長度0.2％時(shí)的應(yīng)力為屈服極限，也稱為條件屈服極限，用σ0.2表示。

(4)強(qiáng)度極限材料在斷裂時(shí)承受的最大應(yīng)力稱為強(qiáng)度極限σb，即

σb=Pb/F0(MPa)材料的強(qiáng)度極限σb就是材料拉斷時(shí)的強(qiáng)度，它表示材料抵抗拉伸斷裂的能力，也稱為拉伸強(qiáng)度，是評(píng)定金屬材料強(qiáng)度的重要指標(biāo)之一。2.塑性指標(biāo)金屬在載荷作用下產(chǎn)生塑性變形而不破壞的能力叫塑性。伸長率（δ）

斷面收縮率（ψ

）(1)伸長率

試樣拉斷后，標(biāo)距長度增長量與原始標(biāo)距長度之比稱為伸長率δ

，即

δ=（lk-lo）∕lo×100%

對(duì)于塑性材料，拉斷前會(huì)產(chǎn)生明顯的頸縮現(xiàn)象，在頸縮部位產(chǎn)生較大的局部伸長。(2)斷面收縮率

試樣被拉斷后，拉斷處橫截面積的縮減量與原始橫截面積之比稱為斷面收縮率ψ

。即

ψ

=(Fo-Fk)/Fo×100%

金屬材料的伸長率δ和斷面收縮率ψ越大，材料的塑性越好。二、硬度硬度是衡量金屬材料軟硬程度的指標(biāo)。最常用的硬度法：布氏硬度法和洛氏硬度法。布氏硬度計(jì)與洛氏硬度計(jì)共同點(diǎn)：用一定的載荷將具有一定幾何形狀的壓頭壓入被測試金屬的表面，根據(jù)被壓入的程度來測定金屬材料的硬度值。根據(jù)金屬材料的硬度值可估計(jì)出材料的近似強(qiáng)度極限和耐磨性。布氏硬度和金屬材料的強(qiáng)度極限之間存在著近似的正比關(guān)系。通過布氏硬度可以近似確定材料強(qiáng)度極限，并可推斷材料的熱處理狀態(tài)。對(duì)于硬度較小的材料，容易被劃傷、碰傷和磨損，在維修工作中，應(yīng)注意保護(hù)。金屬材料的硬度對(duì)材料的機(jī)械加工性能也有影響。硬度計(jì)的應(yīng)用范圍布氏硬度（HB）：壓痕面積大，能反映出較大范圍內(nèi)被測試金屬的平均硬度，適用于組織比較粗大且不均勻的材料，但不宜測試成品件或薄金屬件的硬度，也不能測試硬度高于HB450的金屬材料。洛氏硬度（HR）：壓痕小，可以在制成品或較薄的金屬材料上進(jìn)行測試；而且，從較軟材料到較硬材料，測試范圍比較廣泛。但對(duì)組織比較粗大且不均勻的材料，測量結(jié)果不準(zhǔn)確。根據(jù)壓頭的種類和所加載荷的大小分為HRB、HRC和HRA三種。洛氏硬度（HR）洛氏硬度的級(jí)別及其應(yīng)用范圍洛氏硬度壓頭總載荷(kgf)測量范圍應(yīng)用HRC

120o金鋼錐150HRC20~67淬火鋼等硬零件HRA

120o金鋼錐60HRA70以上零件的表面硬化層等HRB1/16吋鋼球100HRB25~100軟鋼、銅合金和鋁合金等HRF1/16吋鋼球60HRF25~100鋁合金、鎂合金等三、韌性韌性是指金屬試樣斷裂時(shí)，吸收能量的能力。韌性好的金屬材料，脆性就小，斷裂時(shí)，吸收能量較多，不易發(fā)生脆性斷裂。

1．沖擊韌性金屬材料在沖擊載荷作用下，抵抗破壞的能力稱為沖擊韌性。用沖擊韌性值k來表示，并需要進(jìn)行沖擊試驗(yàn)來確定。

沖擊韌性值k就是沖斷試樣所消耗能量和試樣斷裂處橫截面積的比值，單位是J／cm2。k可用來評(píng)定材料韌性和脆性程度。k低的材料稱為脆性材料，在斷裂前沒有明顯的塑性變形，吸收能量少，抵抗沖擊載荷的能力低；k高的材料稱為塑性材料。在斷裂前有明顯的塑性變形，吸收能量多，抵抗沖擊載荷的能力強(qiáng)。對(duì)于在使用中承受較大沖擊載荷的構(gòu)件來說，材料的沖擊韌性是很重要的性能指標(biāo)。如起落架結(jié)構(gòu)中的承力構(gòu)件就采用強(qiáng)度高、韌性好的合金鋼來制造。2．?dāng)嗔秧g性含義：是指金屬材料對(duì)裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展而引起的低應(yīng)力脆斷的抵抗能力。低應(yīng)力脆斷：就是在工作應(yīng)力低于或遠(yuǎn)低于材料的屈服極限時(shí)發(fā)生的脆性斷裂。多發(fā)生在高強(qiáng)度合金鋼材料結(jié)構(gòu)件和大型焊接結(jié)構(gòu)中。低應(yīng)力脆斷是結(jié)構(gòu)件中原有缺陷形成的裂紋發(fā)生失穩(wěn)擴(kuò)展而引起的。所以，裂紋擴(kuò)展難易，也就是裂紋擴(kuò)展所需的能量大小，就成為判定材料是否易于斷裂的一個(gè)重要指標(biāo)。決定構(gòu)件中裂紋是否發(fā)生失穩(wěn)擴(kuò)展不是承力構(gòu)件的平均應(yīng)力，而是裂紋尖端附近區(qū)域應(yīng)力的大小。為了研究裂紋尖端附近區(qū)域的應(yīng)力情況，引進(jìn)了一個(gè)表示裂紋尖端附近區(qū)域應(yīng)力場強(qiáng)弱的因子，稱為應(yīng)力強(qiáng)度因子。對(duì)于無限大厚板的中央穿透I型裂紋(張開型裂紋)的應(yīng)力強(qiáng)度因子用KI表示.

式中：——名義應(yīng)力；

a——裂紋長度的一半裂紋的分類按力學(xué)特征可分為三類：張開型、滑開型和撕開型。張開型（I型裂紋）：構(gòu)件承受垂直于裂紋面的拉力作用，裂紋表面的相對(duì)位移沿著自身平面的法線方向。在工程結(jié)構(gòu)上，I型裂紋是最常見的、最危險(xiǎn)的裂紋。隨著增加，KI也增加，當(dāng)增加到某一個(gè)臨界值c。時(shí)，裂紋會(huì)突然失穩(wěn)擴(kuò)展，使構(gòu)件發(fā)生脆性斷裂。這時(shí)KI的臨界值就稱為臨界應(yīng)力強(qiáng)度因子，用KIc表示，也稱為金屬材料的平面應(yīng)變斷裂韌性。對(duì)于平面應(yīng)變狀態(tài)，I型裂紋發(fā)生裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展的條件是：

兩個(gè)物理量KI和KIc不能混淆KI是衡量裂紋尖端應(yīng)力場強(qiáng)弱的一個(gè)物理量。它與外載荷大小，裂紋情況，構(gòu)件結(jié)構(gòu)幾何形狀和尺寸有關(guān)。KIc是材料平面應(yīng)變斷裂韌性，它只與材料有關(guān)，是反映材料抵抗脆性斷裂能力的一個(gè)重要的物理量。對(duì)于一定的材料，在一定工作環(huán)境下，它基本上是一個(gè)常數(shù)。材料的斷裂韌性KIc

會(huì)隨著材料屈服極限的提高而降低。所以，在航空材料的選用過程中，不能一味追求材料的高強(qiáng)度，應(yīng)在滿足斷裂韌性需要的情況下，提高材料的靜強(qiáng)度性能。四、抗疲勞性能金屬材料在交變載荷作用下發(fā)生的破壞稱為疲勞破壞。金屬材料抵抗疲勞破壞的能力稱為抗疲勞性能。1．交變載荷和交變應(yīng)力交變載荷是指載荷的大小和方向隨時(shí)間作周期性或者不規(guī)則改變的載荷。在交變載荷作用下，結(jié)構(gòu)件的應(yīng)力稱為交變應(yīng)力。交變應(yīng)力最大應(yīng)力（S

max）：代數(shù)值最大的應(yīng)力最小應(yīng)力（S

min）：代數(shù)值最小的應(yīng)力平均應(yīng)力（S

m）：最大應(yīng)力和最小應(yīng)力的代數(shù)平均值（應(yīng)力循環(huán)中的靜態(tài)分量），即

應(yīng)力幅值（Sa）：最大應(yīng)力與最小應(yīng)力差值的一半（應(yīng)力循環(huán)中的變化分量），即

應(yīng)力循環(huán)的性質(zhì)由平均應(yīng)力Sm和應(yīng)力幅值Sa所決定。應(yīng)力循環(huán)的特征由應(yīng)力比R來表示：R=Smin/Smax應(yīng)力循環(huán)分為單向循環(huán)和雙向循環(huán)。單向循環(huán)：應(yīng)力僅改變大小，不改變符號(hào)(方向)。R≥0雙向循環(huán)：應(yīng)力的大小和方向都發(fā)生變化。R<0交變應(yīng)力分為三種：當(dāng)R=一1時(shí)，稱為對(duì)稱循環(huán)；R=0時(shí)，稱為脈動(dòng)循環(huán)；R為其它任意值時(shí)，稱為非對(duì)稱循環(huán)。2．金屬材料抗疲勞性能——疲勞極限

在一定循環(huán)特征下，金屬材料承受無限次循環(huán)而不破壞的最大應(yīng)力，稱為金屬材料在這一循環(huán)特征下的疲勞極限，也稱為持久極限。通常應(yīng)力循環(huán)特征R=－1時(shí)，疲勞極限的數(shù)值最小，如果不加說明，材料的疲勞極限都是指R=－1特征應(yīng)力循環(huán)下的最大應(yīng)力，用S-1表示。在工程應(yīng)用中，是在一個(gè)規(guī)定的足夠大的有限循環(huán)次數(shù)，比如N=510７～10８，作用下而不發(fā)生破壞的最大應(yīng)力，作為金屬材料在該循環(huán)特征下的持久極限。也稱為“條件持久極限”或“實(shí)用持久極限”。

S－N曲線利用若干個(gè)標(biāo)準(zhǔn)試件，在一定的平均應(yīng)力Sm（或一定的循環(huán)特征R），不同的應(yīng)力幅Sa（或不同的最大應(yīng)力Smax）下進(jìn)行疲勞試驗(yàn)，測出試件斷裂時(shí)的循環(huán)次數(shù)N；然后把試驗(yàn)結(jié)果畫在以Sa（或Smax）為縱坐標(biāo)，以lgN為橫坐標(biāo)，畫出一條曲線，它就是響應(yīng)于Sm（或R）的一條S—N曲線。S－N曲線反映材料交變應(yīng)力大小S與其疲勞壽命N之間的關(guān)系。表征某種材料的抗疲勞破壞的特性，以及估計(jì)結(jié)構(gòu)疲勞壽命。應(yīng)力集中應(yīng)力集中是指受力時(shí)結(jié)構(gòu)件中應(yīng)力分布的不均勻程度。金屬結(jié)構(gòu)件表面或內(nèi)部的缺陷處(如劃傷、夾雜、壓痕、氣孔等)以及截面突變處(如螺紋、大小截面轉(zhuǎn)接處等)，都會(huì)在載荷作用下出現(xiàn)應(yīng)力局部增大的現(xiàn)象，形成應(yīng)力集中。3．疲勞破壞的主要特征：(1)低的交變應(yīng)力

(2)脆性斷裂

(3)損傷累積的過程三個(gè)階段：裂紋形成裂紋穩(wěn)定擴(kuò)展快速斷裂三個(gè)區(qū)域：疲勞源：疲勞裂紋起源點(diǎn)；疲勞裂紋穩(wěn)定擴(kuò)展區(qū)，稱為光滑區(qū)；快速斷裂區(qū)呈現(xiàn)粗粒狀。

(4)具有局部性質(zhì)，而并不牽涉到整個(gè)結(jié)構(gòu)的所有材料。在使用中發(fā)現(xiàn)疲勞裂紋時(shí)，一般并不需要更換全部結(jié)構(gòu)，只需更換損傷部分。在疲勞損傷不嚴(yán)重的情況下，有時(shí)只需要排除疲勞損傷，比如擴(kuò)鉸孔排除孔邊裂紋、在裂紋尖端打止裂孔就可以了。應(yīng)力集中的程度用應(yīng)力集中系數(shù)Kt來表示。應(yīng)力集中的地方往往會(huì)成為疲勞裂紋的起源點(diǎn)，產(chǎn)生疲勞裂紋，導(dǎo)致疲勞破壞。應(yīng)力集中會(huì)使試件的疲勞極限大大下降，是影響疲勞強(qiáng)度的主要因素之一。提高金屬構(gòu)件表面光潔度，減少熱處理造成的各種小缺陷，都可以較明顯地提高金屬構(gòu)件的疲勞極限，延長它的使用壽命。四、金屬的工藝性能金屬接受工藝方法加工的能力稱為金屬的工藝性能。

(1)鑄造性：將熔化的金屬澆鑄到鑄型中制造金屬零件的方法叫鑄造。金屬的鑄造性是指金屬是否適合鑄造的性質(zhì)。鑄造性好通常是指金屬熔化后流動(dòng)性好，吸氣性小，熱裂傾向小，冷凝時(shí)收縮性小等性質(zhì)。鑄鐵、青銅等具有良好的鑄造性。

(2)鍛造性：金屬在冷、熱狀態(tài)下，由于外力作用產(chǎn)生變形而得到所需形狀和尺寸的加工方法，稱為壓力加工。碾壓、沖壓、模鍛、自由鍛等都屬于壓力加工。金屬的鍛造性是指金屬在加熱狀態(tài)下接受壓力加工的能力。金屬的塑性越大，變形的抗力越小，鍛造性就越好。常用的金屬中，低碳鋼、純銅等的鍛造性比較好，而鑄鐵不能鍛造。(3)焊接性：焊接工藝一般分為熔焊和釬焊兩大類：

①熔焊：將兩個(gè)工件的結(jié)合部位加熱到熔化狀態(tài)，冷卻后形成牢固的接頭，使兩個(gè)工件焊接成為一個(gè)整體。一般還要在結(jié)合部位另加填充金屬。熔焊一般又分為電焊和氣焊。

②釬焊：將兩個(gè)工件的結(jié)合部位和作為填充金屬的釬料進(jìn)行適當(dāng)?shù)募訜幔F料的熔點(diǎn)比工件金屬的熔點(diǎn)低，在工件金屬還沒有熔化的情況下，將已熔化的釬料填充到工件之間，與固態(tài)的工件金屬相互溶解和擴(kuò)散，釬料凝固后將兩個(gè)工件焊接在一起。金屬材料的焊接性是指在采用一定的焊接工藝方法、焊接材料、工藝參數(shù)等條件下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。(4)切削加工性：用切削工具進(jìn)行加工時(shí)，金屬表現(xiàn)出來的性能叫做金屬的切削加工性能。金屬具有較好的切削加工性通常是指切削加工時(shí)，切削力小，切削碎屑容易脫落，切削工具不易磨損，加工后容易得到光潔度較高的加工表面。材料的切削加工性能主要決定于它們的物理性能和機(jī)械性能。強(qiáng)度高、硬度高的材料，塑性好的材料和導(dǎo)熱性能差的材料，其切削加工性能都比較差。（5）熱處理性：若材料在加熱到一定溫度、、再以不同速度冷卻，能得到不同組織，從而改變其機(jī)械性能，則此材料具有熱處理性。鋼和一部分鋁合金有良好的熱處理性。碳鋼和合金鋼鋼是以鐵和碳為主要成分的合金，它的含碳量一般在0.02％～2.11％之間。鋼按化學(xué)成分分為碳素鋼(簡稱為碳鋼)和合金鋼兩大類。碳鋼=鐵+碳+少量的雜質(zhì)(錳、硅、硫、磷等)合金鋼=碳鋼+合金元素1、鋼的分類一、按用途分類

(1)結(jié)構(gòu)鋼：用來制造各種工程結(jié)構(gòu)和機(jī)器零件。包括：滲碳鋼、調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼和滾動(dòng)軸承鋼等。

(2)工具鋼：用來制造各種工具。包括：刃具鋼、模具鋼和量具鋼等。

(3)特殊性能鋼：包括不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼等。二、按化學(xué)成分分類

1．碳鋼按含碳量可將鋼分為低碳鋼(含碳量≤0.25％)、中碳鋼(0.25％<含碳量≤0.6％)和高碳鋼(含碳量>0.6％)。當(dāng)鋼的含碳量小于0.9％時(shí)，隨著鋼中含碳量的增加，鋼的強(qiáng)度、硬度直線上升，而塑性、韌性不斷降低；當(dāng)鋼的含碳量大于0.9％時(shí)，隨著鋼中含碳量的增加，不僅塑性、韌性進(jìn)一步降低，鋼的強(qiáng)度也明顯下降。所以，工業(yè)中使用的碳鋼含碳量一般不超過1.3％～1.4％。

2．合金鋼按合金元素含量可將合金鋼分為低合金鋼(合金元素總含量≤5％)、中合金鋼(合金元素總含量在5％～10％)和高合金鋼(合金元素總含量>10％)。按鋼中所含主要合金元素種類不同，合金鋼又分為錳鋼、鉻鋼、鉻鎳鋼、鉻錳鈦鋼等。三、按質(zhì)量分類

按鋼中所含有害雜質(zhì)磷、硫的含量，可分為普通鋼(含磷量≤0.045％、含硫量≤0.055％或磷、硫含量均≤0.050％)、優(yōu)質(zhì)鋼(磷、硫含量均≤0.040％)和高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼(含磷量≤0.035％、含硫量≤0.030％)。

2、鋼的熱處理熱處理是將固態(tài)金屬或合金以一定的速度加熱到一定的溫度并保溫一定時(shí)間，再以預(yù)定的冷卻速度進(jìn)行冷卻，以改變其內(nèi)部金相組織，從而獲得所需要性能的一種工藝過程。溫度和時(shí)間是影響熱處理的主要因素。

鋼熱處理方法的分類鋼的熱處理分為以下幾種基本類型：在實(shí)際生產(chǎn)中又分為預(yù)備熱處理和最終熱處理。為使加工的零件滿足使用性能要求而進(jìn)行的熱處理叫做最終熱處理；而為了消除前一道工序造成的某些缺陷，或?yàn)楹竺娴募庸ぷ龊脺?zhǔn)備的熱處理叫做預(yù)備熱處理。熱處理過程中鋼組織的轉(zhuǎn)變和

鋼熱處理的臨界溫度

室溫下鋼的組織：鐵素體(F)+滲碳體(Fe3C)鐵素體強(qiáng)度硬度低，塑性和韌性高。滲碳體熔點(diǎn)高，硬而脆，強(qiáng)度也不高。在以鐵素體為基體的鐵碳合金中，滲碳體是一種強(qiáng)化相。滲碳體越多，分布越均勻，材料的強(qiáng)度和硬度就越高。第一步：加熱并保溫一定的時(shí)間，鐵素體+滲碳體均勻的奧氏體(A)。奧氏體(A)有良好的塑性，但強(qiáng)度和硬度不高，沒有磁性。鋼組織由鐵素體和滲碳體的混合物轉(zhuǎn)變?yōu)閱我粖W氏體組織的溫度稱之為鋼熱處理的臨界溫度。第二步：不同的冷卻速度(如隨爐冷、空氣冷、油冷、水冷等)冷卻到室溫，從而得到不同的組織，獲得所需要的性能。冷卻過程是鋼熱處理的關(guān)鍵，它對(duì)控制鋼在冷卻后的組織與性能具有決定性的意義。同一鋼種在相同加熱條件下獲得的奧氏體組織，以不同的冷卻條件冷卻后，鋼的機(jī)械性能有著明顯的不同

。普通熱處理1．退火工藝：是將鋼加熱到臨界溫度以上30一50℃，保溫一段時(shí)間后，以十分緩慢的速度進(jìn)行冷卻(通常是隨爐冷卻)的熱處理工藝。目的：

(1)改善或消除鋼在鑄造、鍛造或焊接后，成分和組織不均勻性。

(2)降低硬度，以便于切削加工。

(3)提高塑性，以便于冷變形加工。

(4)細(xì)化組織晶粒，改善性能，消除應(yīng)力。有些退火不一定發(fā)生相變重結(jié)晶現(xiàn)象，比如去應(yīng)力退火。用于消除鑄件、鍛件或焊接件、冷沖壓件以及機(jī)加工件中的殘余應(yīng)力，防止工件在以后機(jī)械加工或使用過程中，產(chǎn)生變形或開裂。去應(yīng)力退火工藝：是將工件緩慢加熱到臨界溫度以下的某一溫度(通常為600—650℃)，保溫一定的時(shí)間，然后隨爐緩慢冷卻到200℃，再出爐冷卻至室溫。去應(yīng)力退火的加熱溫度低于臨界溫度，也叫低溫退火。在去應(yīng)力退火過程中，鋼并不發(fā)生相變，殘余應(yīng)力主要是在保溫時(shí)消除的。2.正火工藝：將鋼加熱到臨界溫度以上30～50℃，保溫一定的時(shí)間，在空氣中冷卻的熱處理。正火與退火不同：主要在于正火的冷卻速度較快。正火后鋼的強(qiáng)度、硬度和韌性都比退火后的要高，而且塑性也不降低。因?yàn)檎鸷箐摰男阅芨?，操作又簡單，生產(chǎn)周期短，設(shè)備利用率高，所以在生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。3．淬火工藝：把鋼加熱到臨界溫度以上，經(jīng)適當(dāng)保溫后，快速冷卻到室溫(一般用油冷或水冷)，從而獲得馬氏體組織的一種熱處理。馬氏體：淬火熱處理冷卻速度很快，使奧氏體中碳原子來不及析出，就形成了碳原子過飽合的固溶體。目的：獲得馬氏體，為后面進(jìn)行的回火處理作好組織準(zhǔn)備。鋼淬火后，必須進(jìn)行回火處理，提高鋼的強(qiáng)度和硬度，獲得所需要的各種機(jī)械性能。4．回火

工藝：將淬火處理后的鋼加熱到臨界溫度以下的某個(gè)溫度，保溫一定的時(shí)間，然后以選定的冷卻速度(空冷、油冷或水冷)冷卻到室溫的熱處理。它是緊接淬火處理的一道熱處理工序目的：

(1)改善淬火所得到的馬氏體組織，以調(diào)整改善鋼的性能。

(2)使淬火所得到的馬氏體變成穩(wěn)定組織，穩(wěn)定尺寸。

(3)消除淬火熱處理在工件中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，防止工件變形或開裂。

回火熱處理分為低溫回火、中溫回火和高溫回火。調(diào)質(zhì)處理=淬火+高溫回火。鋼材經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，硬度值與正火后的很接近，但塑性和韌性卻顯著地超過了正火狀態(tài)。所以，一般重要的結(jié)構(gòu)零件都以調(diào)質(zhì)處理作為最終熱處理。調(diào)質(zhì)處理也可以作為表面淬火和化學(xué)熱處理的預(yù)先熱處理。表面熱處理

目的：使零件的表層得到強(qiáng)化，使其具有高的強(qiáng)度、硬度、耐磨性和疲勞極限，而心部為了承受沖擊載荷，仍應(yīng)保持足夠的塑性和韌性。

1．表面淬火工藝：通過快速加熱使鋼表層溫度達(dá)到臨界溫度以上，而不等熱量傳到中心，立即予以淬火冷卻，其結(jié)果是表面獲得硬而耐磨的馬氏體組織，而心部仍保持原來塑性、韌性較好的組織。特點(diǎn)：不改變鋼表層化學(xué)成分，只改變表層組織的局部熱處理方法。2．化學(xué)熱處理工藝：把鋼零件置于某種介質(zhì)中，通過加熱和保溫，使介質(zhì)分解出某些元素滲入工件表層。特點(diǎn)：既改變零件表層的化學(xué)成分，又改變零件表層組織的一種表面熱處理方法。目的：

(1)強(qiáng)化表面，提高工件表層的某些機(jī)械性能，如表面硬度、耐磨性、疲勞極限等。

(2)保護(hù)工件表面，提高工件表面的物理、化學(xué)性能，如耐高溫及耐腐蝕等。3、合金鋼一、合金元素的作用有明顯的強(qiáng)化作用。提高了淬火鋼的回火抗力，可以使鋼在調(diào)質(zhì)處理后獲得更好的綜合機(jī)械性能。增加了碳鋼的淬透性。降低鋼淬火的臨界冷卻速度；可增加大截面工件的淬透層深度。使鋼獲得某些特殊性能，比如，抗腐蝕、耐高溫等。

二、合金鋼的牌號(hào)表示法編號(hào)原則：合金結(jié)構(gòu)鋼前面兩位數(shù)字表示合金鋼平均含碳量(單位是0.01％)，后面加合金元素符號(hào)及其平均含量(單位是1％)，當(dāng)合金元素含量小于1.5％時(shí)，表示平均含量的數(shù)字可以省略。若元素含量等于或大于1.5％、2.5％……時(shí)，則元素符號(hào)后的數(shù)字為含量的近似值，即為2、3……等。若是高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼，則在鋼號(hào)末尾加“A”字。

合金工具鋼若含碳量大于l％，則表示含碳量的數(shù)字可以省略；若含碳量小于1％，應(yīng)標(biāo)出含碳量，單位是0．1％。美國的一般碳鋼和合金鋼都用4個(gè)數(shù)字的系列符號(hào)來表示。前兩位數(shù)字表示鋼的類型，其中第二位數(shù)字通常給出主要合金元素的含量(單位為1％)，最后兩位數(shù)字表示鋼的平均含碳量(單位為0.0l％)。10××標(biāo)識(shí)符號(hào)表示普通鋼。比如：SAE1010和SAE1030表示普通低碳鋼。后兩位數(shù)字10、30分別表示鋼的平均含碳量為0.10％和0.30％。(SAE—美國汽車工程師協(xié)會(huì)縮寫，)2×××標(biāo)識(shí)符號(hào)表示鎳合金鋼系列。比如SAE2330表示含鎳合金元素3％，平均含碳量為0．30％的合金鋼。3×××標(biāo)識(shí)符號(hào)表示鎳鉻合金鋼系列。比如SAE3310表示含鎳合金元素3.5％，平均含碳量為0.10％的合金鋼。

41××標(biāo)識(shí)符號(hào)表示鉻鉬合金鋼系列。比如SAE4130表示含鉬合金元素1％，平均含碳量為O．30％的合金鋼。43××標(biāo)識(shí)符號(hào)表示鎳鉻鉬合金鋼系列。比如AISl4340表示含有鎳、鉻、鉬合金元素，平均含碳量為0.40％的合金鋼。(AISI—美國鋼鐵學(xué)會(huì)縮寫)9×××標(biāo)識(shí)符號(hào)表示硅錳合金系列。比如SAE92lO表示含硅合金元素2％，平均含碳量為0．10％的合金鋼。

4、航空工業(yè)中使用的鋼材一、滲碳鋼特點(diǎn)：在合金結(jié)構(gòu)鋼表面進(jìn)行滲碳處理，以達(dá)到構(gòu)件內(nèi)部材料有較高的強(qiáng)度、韌性和抗疲勞強(qiáng)度，而表面又具有較高的硬度和耐磨性，多用來制造齒輪、傳動(dòng)軸、銷子等。

12Cr2Ni4A、18Cr2Ni4wA等都是在航空器上普遍使用的滲碳鋼。二、調(diào)質(zhì)鋼使用最廣泛的一類鋼材，也是在航空工業(yè)中使用最多的合金結(jié)構(gòu)鋼。航空工業(yè)中常用的調(diào)質(zhì)鋼有：

(1)40CrNiMoA：這種鋼在調(diào)質(zhì)處理后，綜合機(jī)械性能好。廣泛用于制造高負(fù)荷，大尺寸的軸零件。比如，發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪軸、曲軸、螺旋槳軸及直升機(jī)旋翼軸等。(2)30CrMnSiA：這種鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，可獲得相當(dāng)高的強(qiáng)度，工藝性能好，價(jià)格便宜，在航空工業(yè)中使用較多。但它的淬透性不大，韌性也較小。廣泛用于制造飛機(jī)起落架、連接件、發(fā)動(dòng)機(jī)架、大梁、螺栓等。三、超高強(qiáng)度鋼是指強(qiáng)度極限b>1470MPa(150kgf／mm2)的合金鋼。目前在航空工業(yè)中使用最廣泛的是低合金超高強(qiáng)度鋼。30CrMnSiNi2A鋼是航空工業(yè)中使用較為廣泛的低合金超高強(qiáng)度鋼，用于制造受力最大的重要飛機(jī)結(jié)構(gòu)件，如起落架、機(jī)翼大梁、重要連接件、螺栓等。這種鋼材的缺點(diǎn)是韌性相對(duì)較低，對(duì)應(yīng)力集中比較敏感。所以，用這種鋼材制成的零構(gòu)件，在幾何形狀上都應(yīng)采取光滑過渡，絕對(duì)要避免尖角的出現(xiàn)；構(gòu)件表面質(zhì)量要高，不能有壓坑、沖眼等缺陷存在；經(jīng)磨削或校形后，應(yīng)在200~250℃進(jìn)行去應(yīng)力回火；在進(jìn)行表面處理時(shí)，一定要防止氫脆。四、航空工業(yè)中使用的不銹鋼

不銹鋼：能在一定的介質(zhì)(如水分、空氣、酸、堿、鹽等)中，不產(chǎn)生腐蝕或抗蝕性較好的鋼。在鋼中加入一定量的鉻(Cr)、鎳(Ni)等合金元素，可以提高鋼的抗腐蝕性能，制成不銹鋼。鉻的作用：在鋼中加入鉻元素的含量達(dá)到12％時(shí)，可以明顯減小碳化物與鐵素體之間的電極電位差；若含鉻量再增加，達(dá)到一定值時(shí)，還可以使鋼在常溫下成為單相鐵素體組織。另外，鉻還能在鋼表面形成起保護(hù)作用的氧化膜(Cr2O3)，使鋼與周圍介質(zhì)隔離，阻止鋼進(jìn)一步氧化。鎳的作用：在鋼中加入一定量的鎳元素，可以使鋼在常溫下成為單相奧氏體組織，避免形成微觀腐蝕電池，提高了鋼的抗電化學(xué)腐蝕的能力。加入錳、氮元素也有類似的作用。航空工業(yè)中常使用的不銹鋼有馬氏體不銹鋼(Cr13)和奧氏體不銹鋼(18—8型不銹鋼)。五、航空工業(yè)中使用的耐熱鋼材

飛機(jī)上渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的零部件大部分都是在高溫和極其復(fù)雜的載荷條件下工作的。部件還要承受燃?xì)庵懈g性氣體的作用。在這樣條件下工作的鋼部件常常會(huì)發(fā)生以下的情況：(1)金屬發(fā)生高溫腐蝕：在高溫下金屬極容易與周圍介質(zhì)直接進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)生成氧化皮，金屬又會(huì)在潮濕含有有害物質(zhì)的空氣中發(fā)生電化學(xué)腐蝕。既有高溫氧化，又有電化學(xué)腐蝕，稱為高溫腐蝕

(2)金屬在高溫下發(fā)生蠕變：蠕變是金屬在一定的溫度和應(yīng)力共同作用下，產(chǎn)生的隨時(shí)間逐漸增大的塑性變形。金屬的蠕變與溫度、載荷和時(shí)間有著密切的關(guān)系。溫度和載荷達(dá)到一定值，才可能發(fā)生蠕變，而且溫度越高、載荷越大，時(shí)間越長，蠕變量越大。(3)金屬會(huì)產(chǎn)生裂紋或斷裂。鎳基耐熱合金、鉬基合金和金屬陶瓷具有較高的熱穩(wěn)定性和熱強(qiáng)度，可用來制造在高溫下工作的零部件，是航空工業(yè)中主要使用的耐熱材料。有色金屬有色金屬分為輕有色金屬和重有色金屬。鋁、鎂、鈦及其合金屬于輕有色金屬；銅、錫、鉛等屬于重有色金屬。輕有色金屬所以能夠在飛機(jī)結(jié)構(gòu)中得到廣泛的應(yīng)用，主要的一個(gè)原因是它的強(qiáng)度、剛度雖然還比不上結(jié)構(gòu)鋼，但它的比重小，使它的比強(qiáng)度(強(qiáng)度／比重)大，比剛度(彈性模量／比重)與結(jié)構(gòu)鋼不相上下。1、鋁和鋁合金一、工業(yè)純鋁性能：工業(yè)純鋁是銀白色的金屬，它的比重僅為鋼鐵比重的1／3。導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性很高，熱膨脹性較大，在20C時(shí)的線膨脹系數(shù)約為鐵的兩倍。純鋁還有良好的反輻射熱性能，受到輻射熱時(shí)，溫度升高慢，常用作渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的隔熱鋁箔。純鋁在大氣中具有良好的耐蝕性。這是因?yàn)榧冧X與氧有很強(qiáng)的親合力，生成均勻而致密的Al2O3薄膜，將鋁和空氣隔絕起來。純鋁的強(qiáng)度很低，但塑性很高?？梢赃M(jìn)行冷壓加工。用途：冶煉鋁合金，作鋁合金表面的包復(fù)材料，制作鉚釘、鋁箔，代替銅做導(dǎo)電材料。純鋁牌號(hào)為1×××。1050A(純度達(dá)99．50％)、1035、1200。二、鋁合金

1．鋁合金分類變形鋁合金：具有良好的塑性，適于變形加工。鑄造鋁合金：液態(tài)時(shí)流動(dòng)性較好，適于鑄造成形。變形鋁合金分為不能熱處理強(qiáng)化和能熱處理強(qiáng)化兩種。不能熱處理強(qiáng)化：在加熱和冷卻過程中，固溶體不發(fā)生成分的改變，不能通過熱處理的手段來強(qiáng)化能熱處理強(qiáng)化：在加熱和冷卻過程中，發(fā)生組織變化，會(huì)析出強(qiáng)化相，可以通過熱處理的手段進(jìn)行強(qiáng)化。2．鋁合金的熱處理

(1)退火

變形鋁合金的退火主要是再結(jié)晶退火（中間退火）。通常是加熱到350～450℃之間，保溫后，在空氣中冷卻。目的是恢復(fù)塑性，便于繼續(xù)加工。對(duì)于不能用熱處理強(qiáng)化的鋁合金，冷變形加工后，要在保持加工硬化效果的基礎(chǔ)上消除內(nèi)應(yīng)力，可以進(jìn)行“去應(yīng)力退火”“去應(yīng)力退火”的加熱溫度在再結(jié)晶退火的溫度之下，通常是180～300℃，保溫后，在空氣中冷卻。目的是消除內(nèi)應(yīng)力，適當(dāng)增加塑性。

(2)淬火目的：得到過飽和的固溶體，提高強(qiáng)度和硬度。也稱為固溶處理。工藝：加熱到一定臨界溫度以上，保溫一定時(shí)間，再將鋁合金從高溫迅速(水冷)冷卻到室溫，合金元素來不及析出，于是就形成了過飽和的固溶體。這種固溶體強(qiáng)度比退火狀態(tài)略高一些，而塑性仍然很好。所以淬火狀態(tài)的鋁合金仍可以進(jìn)行冷變形加工。(3)時(shí)效處理

時(shí)效：淬火后的鋁合金，在一定溫度下，隨著時(shí)間的增長，強(qiáng)度和硬度得到提高的現(xiàn)象。鋁合金的熱處理強(qiáng)化：固溶強(qiáng)化+時(shí)效強(qiáng)化，而且時(shí)效強(qiáng)化的效果最為顯著。鋁合金的時(shí)效分為自然時(shí)效和人工時(shí)效兩種自然時(shí)效就是把淬火后的鋁合金放在室溫下進(jìn)行時(shí)效(時(shí)效溫度約為20℃)。這種時(shí)效進(jìn)行較慢，要經(jīng)4～5天后，強(qiáng)度可接近最高值。自然時(shí)效在開頭的幾個(gè)小時(shí)內(nèi)，鋁合金的強(qiáng)度無明顯增加，稱為“孕育期”。生產(chǎn)上常利用孕育期對(duì)鋁合金進(jìn)行各種冷變形加工，或?qū)Υ慊鸬淖冃芜M(jìn)行校正。人工時(shí)效就是將淬火后的鋁合金再加熱到一定的溫度進(jìn)行時(shí)效。人工時(shí)效進(jìn)程較快，時(shí)效溫度越高，時(shí)效過程進(jìn)行的越快，強(qiáng)度值越低。

冷凍儲(chǔ)藏：若將淬火后的鋁合金放在較低溫度下，過飽和固溶體中的合金元素原子活動(dòng)能力極小，所以，時(shí)效進(jìn)行的極慢，鋁合金的強(qiáng)度隨時(shí)間增加幾乎不發(fā)生變化。如果從冷藏中取出的零件因故沒有在孕育期內(nèi)完成加工，零件在室溫下已經(jīng)開始了自然時(shí)效，那么將其放回冷藏室之前，必須進(jìn)行回歸處理?；貧w處理：就是將已時(shí)效硬化的零件重新加熱到200~270oC，短時(shí)間保溫，然后在水中急冷。每次回歸處理后，其強(qiáng)度都有所下降，所以，一般回歸處理次數(shù)以3～4次為限。(4)鋁合金狀態(tài)代號(hào)

3．變形鋁合金按照性能和用途不同，變形鋁合金可分為防銹鋁合金、硬鋁合金、超硬鋁合金和鍛鋁合金四類。國際變形鋁合金的標(biāo)記法中，鋁錳合金(3000系列)和鋁鎂合金(5000系列)是防銹鋁合金，鋁銅合金(2000系列)是硬鋁合金，鋁鋅合金(7000系列)是超硬鋁合金，而鋁鎂硅合金(6000系列)是鍛鋁合金。

(1)防銹鋁合金(3×××、5×××系列)鋁錳合金和鋁鎂合金具有很高的抗蝕性，稱為防銹鋁合金。它們都屬于不能熱處理強(qiáng)化的鋁合金，為了提高強(qiáng)度，應(yīng)采用加工硬化。常用的鋁錳防銹鋁合金是21號(hào)防銹鋁，牌號(hào)為3A21。它的抗蝕性很高，接近純鋁；強(qiáng)度不高，塑性好，焊接性能好，切削加工性能差。在飛機(jī)上主要用來制造油箱、油管、鉚釘?shù)?。常用的鋁鎂防銹鋁合金是5A02、5A06和5805。它具有較高的抗蝕性、良好的塑性和焊接性，這些都與3A21接近。由于鎂的固溶強(qiáng)化效果比較明顯，所以它的強(qiáng)度比3A21高，而且比重小、抗疲勞性能好，因而在飛機(jī)上用來制造油箱、油管、鉚釘和中等強(qiáng)度的冷壓、焊接結(jié)構(gòu)件。(2)硬鋁(2×××系列)銅和鎂是硬鋁中主要的合金元素。性能：硬鋁合金比重較小強(qiáng)度高的合金，而且韌性和抗疲勞性能較好，特別是自然時(shí)效狀態(tài)比人工時(shí)效狀態(tài)抗疲勞性能更好，斷裂韌性更高。它又具有良好的塑性，可以進(jìn)行壓力加工。另外，淬火后有一個(gè)時(shí)效孕育期，給變形加工帶來一些便利。硬鋁合金在使用中必須注意的一些問題：

①抗蝕性能差，對(duì)應(yīng)力腐蝕、晶間腐蝕都比較敏感。因此，使用時(shí)應(yīng)進(jìn)行防腐保護(hù)。②熔焊性能差。熔焊時(shí)有形成結(jié)晶裂縫的傾向。大都采用鉚接。

③淬火溫度范圍很窄。誤差大約在5～10℃范圍內(nèi)。控制溫度比較困難。④淬火處理時(shí)，在要求的溫度下保溫?zé)嵬负?，從爐中到淬火介質(zhì)的轉(zhuǎn)移時(shí)間不能過長(一般不超過15s)，以求得到細(xì)化的晶粒，否則，會(huì)降低材料抗晶間腐蝕的能力。

飛機(jī)結(jié)構(gòu)上常用的硬鋁合金有：2024硬鋁：含有較多的銅鎂合金元素，具有較高的強(qiáng)度和硬度。熱處理方法是淬火后在室溫下經(jīng)4～5天自然時(shí)效，可得到較高的抗拉強(qiáng)度和韌性；淬火后，人工時(shí)效可得到較高的屈服強(qiáng)度和耐蝕性能。淬火后，在室溫下有1.5h孕育期，可在這段時(shí)間內(nèi)進(jìn)行變形加工。②2017硬鋁：含有中等數(shù)量的銅鎂合金元素，硬度、強(qiáng)度比2024低，但塑性高，易于進(jìn)行冷壓成型。熱處理方法是淬火后在室溫下自然時(shí)效。孕育期約為2h。(3)超硬鋁(7075)、在硬鋁基礎(chǔ)上加入金屬鋅Zn，形成的鋁鋅鎂銅合金叫超硬鋁合金。它屬于高強(qiáng)度變形鋁合金。7075超硬鋁合金在T6熱處理狀態(tài)具有最高強(qiáng)度，但斷裂韌性較低，抗應(yīng)力腐蝕能力差，缺口敏感性也較大。在T73熱處理狀態(tài)下，抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度均比T6狀態(tài)低，但具有耐應(yīng)力腐蝕的性能和比較高的斷裂韌性。為了防止腐蝕，7075材料的零件表面應(yīng)有保護(hù)層。與2024硬鋁合金相比，7075超硬鋁的強(qiáng)度極限和屈服極限都比較高，但它的斷裂韌性和抗疲勞性能并沒有隨著強(qiáng)度性能改善而成比例的提高，缺口敏感性也較大。在飛機(jī)結(jié)構(gòu)中，以承受拉應(yīng)力為主，要求有較好抗疲勞性能的機(jī)翼下翼面的長桁、蒙皮和機(jī)身蒙皮一般都采用2024材料制成。7075強(qiáng)度高，而且屈服極限高，可以提高結(jié)構(gòu)件承壓失穩(wěn)的能力。所以，承受載荷較大。7075合金可以用來制造飛機(jī)上重要受力構(gòu)件，比如，機(jī)翼大梁、機(jī)翼上翼面的蒙皮、桁條，機(jī)身的桁條、隔框、翼肋、主要接頭等。4．鍛造鋁合金

鍛造鋁合金是鋁一鎂一硅系列鋁合金，可以通過熱處理進(jìn)行強(qiáng)化。主要特點(diǎn)：加熱時(shí)有良好的塑性，便于進(jìn)行鍛造成型。它的硬度與硬鋁相近，具有良好的耐腐蝕性。這類鋁合金熱處理方法是淬火后在室溫下自然時(shí)效，得到的合金具有很好的耐腐蝕性能。如果淬火后進(jìn)行人工時(shí)效，可以提高合金的強(qiáng)度性能，但會(huì)使合金產(chǎn)生晶間腐蝕的傾向。鍛造合金在飛機(jī)上多用來制造對(duì)加工塑性和耐蝕性要求較高的鍛件，如發(fā)動(dòng)機(jī)一些零件、直升機(jī)槳葉、搖臂、框架、接頭等。

5．鑄造鋁合金

按照化學(xué)成分不同，鑄造鋁合金可分為Al—Si系、Al—Cu系、Al—Mg系、Al—Zn系四大類。其中前三種應(yīng)用比較廣泛。鑄造鋁合金代號(hào)是ZL加三位數(shù)字。第一位數(shù)字1、2、3、4分別代表Al—Si、Al—Cu、Al—Mg和Al—Zn，后兩位數(shù)字是合金的順序號(hào)。比如ZL102代表順序號(hào)為2的Al—Si系鑄造鋁合金。鑄造鋁合金的特點(diǎn)是鑄造性能好，可進(jìn)行各種成型鑄造。它的優(yōu)點(diǎn)是比重小，比強(qiáng)度較高，有較高的抗蝕性和耐熱性。不足之處是容易吸收氣體形成氣孔，組織較粗大，一般的說，塑性、韌性不如變形鋁合金。這種合金主要用來制造形狀復(fù)雜、受力較小的零件，如油泵等附件殼體和儀表零件、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣和附件殼體等。2、鈦和鈦合金一、純鈦純鈦是銀白色金屬，它的比重只有鋼的57％左右?？刮g能力很強(qiáng)，在550℃以下，鈦表面形成致密氧化膜，能阻止內(nèi)部金屬進(jìn)一步氧化。它的抗海水及其蒸氣腐蝕的能力很強(qiáng)，甚至超過不銹鋼。對(duì)硝酸、稀硫酸、堿溶液都能抗蝕。但易受氫氟酸、濃硫酸的腐蝕，尤其是氫氟酸對(duì)鈦有強(qiáng)烈的損壞作用。純鈦的強(qiáng)度不高，塑性好。但雜質(zhì)氧、氮、氫、碳、硅、鐵等會(huì)使鈦的強(qiáng)度大大提高，而塑性有所降低。其中氫的影響最嚴(yán)重，含量超過0．015％，便引起顯著的氫脆。去氫：鈦中的氫可以通過在真空中加熱進(jìn)行排除。鈦的工藝性能差，難以進(jìn)行切削加工，在熱加工中，又容易吸收氧、氫、氮等雜質(zhì)，使強(qiáng)度增加，塑性降低，壓力加工困難，并易出現(xiàn)裂紋。所以鈦的生產(chǎn)成本較高。二、鈦合金

鈦合金的比重較小，而強(qiáng)度幾乎接近合金鋼，抗蝕性又不低于不銹鋼。在400℃以下，機(jī)械性能變化很小，耐熱性大大超過鋁合金。航空工業(yè)中使用較多的鈦合金是TC4合金。這類合金屬于鈦鋁釩系合金，它具有較好的綜合機(jī)械性能，在400℃下組織穩(wěn)定，有較高的熱強(qiáng)度。合金的熱塑性良好，適用于鍛造和鍛壓成型，可用多種方法焊接，接頭強(qiáng)度可達(dá)基體強(qiáng)度的90％。復(fù)合材料和非金屬材料復(fù)合材料一、復(fù)合材料1．復(fù)合材料概述定義：由兩種或兩種以上的組分材料組成，各組分材料基本上仍保持其原來各自的物理和化學(xué)性質(zhì)，彼此之間有明顯界面的材料。組分材料中，有一種材料起增強(qiáng)(韌)作用，稱為增強(qiáng)(韌)材料，一般都是強(qiáng)度、剛度高的材料，形狀為尺寸細(xì)小的纖維或片狀、顆粒狀等；有一種材料起粘接作用，稱為基體材料，一般都為勻質(zhì)材料。組成復(fù)合材料的組元有增強(qiáng)(韌)體、基體和界面層。增強(qiáng)(韌)體是承載的組元，均勻地分布在基體中，起增強(qiáng)(韌)作用；基體是起著連接增強(qiáng)(韌)體，使復(fù)合材料獲得一定的形狀，并保護(hù)增強(qiáng)(韌)體的作用；界面層是包覆在增強(qiáng)體外面的涂層，其功能是傳力，同時(shí)防止基體對(duì)增強(qiáng)(韌)體的損傷，并調(diào)節(jié)基體與增強(qiáng)(韌)體之間的物理、化學(xué)結(jié)合狀態(tài)，確保增強(qiáng)(韌)體作用的發(fā)揮。復(fù)合材料不但是多組元的材料，且是各向異性的材料。2．基體、增強(qiáng)體和界面層

(1)基體基體是復(fù)合材料中的連續(xù)組元，它的作用是使復(fù)合材料成型，粘接、保護(hù)增強(qiáng)體，承受外載荷時(shí)，基體承受應(yīng)力的作用不大，而是將外載荷產(chǎn)生的應(yīng)力傳遞給增強(qiáng)體。由于基體和增強(qiáng)體表面之間的物理、化學(xué)作用，在增強(qiáng)體的表面形成了復(fù)合材料的第三組元——界面層?；w的性質(zhì)對(duì)界面層的結(jié)構(gòu)和性能起著決定性的作用。因此，在設(shè)計(jì)和制造復(fù)合材料時(shí)，要選擇能與增強(qiáng)體相匹配的、高性能的基體材料，才能得到預(yù)期性能的復(fù)合材料。復(fù)合材料的基體材料可選用：高分子的聚合物基(環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、硅樹脂、聚硒亞胺樹脂等)、金屬基(鋁、鈦等金屬和鈦鋁、鎳鋁等金屬間化合物)、無機(jī)非金屬基(陶瓷基、碳基等)。(2)增強(qiáng)(韌)體

增強(qiáng)(韌)體是均布在基體中，對(duì)基體起到增強(qiáng)(韌)作用的不連續(xù)組元。它的形狀可以是顆粒狀、片狀、纖維狀或織物狀等。增強(qiáng)纖維的作用是承受載荷，即承受基體通過界面?zhèn)鬟f過來的應(yīng)力，對(duì)基體起到增強(qiáng)、韌化的作用。對(duì)增強(qiáng)纖維的要求：增強(qiáng)纖維應(yīng)該是用高模量材料制成的直徑很小、有一定長度的絲狀物體。強(qiáng)度和彈性模量都要比基體材料的數(shù)值高?；w中增強(qiáng)纖維的含量必須達(dá)到要求?？蛇x擇用來做增強(qiáng)纖維的材料有：玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維等。（3）界面層界面層是由于基體和增強(qiáng)纖維表面之間的物理、化學(xué)作用形成的結(jié)合層。它的作用是在基體和增強(qiáng)纖維之間提供適當(dāng)?shù)慕Y(jié)合力，使增強(qiáng)纖維承受載荷引起的應(yīng)力對(duì)基體起到增強(qiáng)、增韌的作用。界面層在基體和增強(qiáng)纖維之間提供的結(jié)合力必須適當(dāng)。結(jié)合力過小，承受載荷時(shí)，容易在基體和增強(qiáng)纖維的界面處造成開裂，應(yīng)力傳不到增強(qiáng)纖維上去，達(dá)不到增強(qiáng)的作用；結(jié)合力過大，又會(huì)在受力變形時(shí)不能吸收足夠的能量，達(dá)不到增韌的作用，使復(fù)合材料制件破壞時(shí)產(chǎn)生脆性斷裂。影響結(jié)合力的因素：界面層的結(jié)構(gòu)和結(jié)合強(qiáng)度取決于基體的性能以及增強(qiáng)纖維的表面狀況。制造復(fù)合材料時(shí)，要選用與增強(qiáng)纖維相匹配的高性能的基體材料。對(duì)增強(qiáng)纖維的表面進(jìn)行一些處理，增加表面的粗糙度，以得到符合要求的界面層。另外，基體材料和增強(qiáng)纖維之間要有相容性，即兩者有相匹配的膨脹系數(shù)，兩者之間不起化學(xué)反應(yīng)。3、復(fù)合材料分類按照使用性能還可將復(fù)合材料分為：結(jié)構(gòu)復(fù)合材料和功能復(fù)合材料。結(jié)構(gòu)復(fù)合材料：是指用來制造結(jié)構(gòu)零件的復(fù)合材料；功能復(fù)合材料：是指除了具有一定的力學(xué)性能外，還具有某種物理性能、化學(xué)性能和生物性能的復(fù)合材料。比較成熟，在民用運(yùn)輸機(jī)上應(yīng)用較多的是以樹脂為基體，以玻璃纖維、碳纖維(包括石墨纖維)、芳綸(Kevlar凱芙拉)等為增強(qiáng)體的復(fù)合材料。它們分別稱為樹脂基玻璃纖維復(fù)合材料、樹脂基碳纖維復(fù)合材料和樹脂基芳綸復(fù)合材料。4、樹脂基(聚合物基)復(fù)合材料(PMC)(1)樹脂基玻璃纖維復(fù)合材料：是一種用玻璃纖維增強(qiáng)樹脂的復(fù)合材料。俗稱玻璃鋼。這種材料的比強(qiáng)度較高；對(duì)電和熱的絕緣性能好，熱膨脹系數(shù)比鋼和鋁的??；對(duì)雷達(dá)波和無線電波有很高的透波性；沖擊韌性較高，抗疲勞性能好。但它也存在著比剛度較低；耐濕熱性差；材料性能分散性大等問題。(2)先進(jìn)(聚合物基)復(fù)合材料(APMC)：是一種用高強(qiáng)度、高模量材料碳纖維(包括石墨纖維)、芳綸、硼纖維等增強(qiáng)樹脂制成的復(fù)合材料，是繼玻璃鋼之后發(fā)展起來的第二代復(fù)合材料，其性能明顯優(yōu)于第一代，被稱為先進(jìn)(聚合物基)復(fù)合材料。它的優(yōu)點(diǎn)是：①比強(qiáng)度、比剛度高。②具有良好的耐疲勞性能。③減震性能好。④具有多種功能性。⑤可設(shè)計(jì)性強(qiáng)。⑥熱膨脹系數(shù)小。⑦便于大面積整體成型。但先進(jìn)復(fù)合材料也存在著一些問題：①耐濕熱性能差。②沖擊韌性較低。③材料分散性大；價(jià)格過高。(3)復(fù)合材料在飛機(jī)結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用:主要用來制造雷達(dá)罩、整流罩、艙門、舵面、襟翼、擾流板等只承受局部氣動(dòng)載荷的維形件，或只承受傳遞局部氣動(dòng)載荷的次要受力構(gòu)件。5．先進(jìn)金屬基復(fù)合材料

和非金屬基復(fù)合材料金屬基復(fù)合材料的基體一般用鋁、鈦金屬基和鈦鋁、鎳鋁金屬間化合物基；非金屬基復(fù)合材料的基體一般用陶瓷基和碳基。增強(qiáng)纖維一般用碳纖維、硼纖維、碳化硅纖維、石墨纖維等?！は冗M(jìn)金屬基復(fù)合材料和非金屬基復(fù)合材料的特點(diǎn)：具有耐高溫、低密度、比強(qiáng)度高、比模量高、熱膨脹系數(shù)小、抗磨損、化學(xué)性能穩(wěn)定、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。表列出了金屬材料和先進(jìn)復(fù)合材料最高工作溫度的比較：二、蜂窩夾層結(jié)構(gòu)1．蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的組成蜂窩夾層結(jié)構(gòu)是用兩層較薄的面板中間夾以較厚的芯材，面板與芯材之間通過膠膜層粘接而組成的夾層板殼結(jié)構(gòu)，如圖1—10所示。面板材料：樹脂基玻璃纖維復(fù)合材料，制成玻璃纖維夾層結(jié)構(gòu)；也可以用碳纖維、芳綸纖維復(fù)合材料，制成先進(jìn)復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)；還可以選用鋁合金、鈦合金、不銹鋼板，制成金屬面板夾層結(jié)構(gòu)。蜂窩芯材：有金屬和非金屬兩種。金屬蜂窩芯材主要是用鋁箔、不銹鋼箔粘接成六角形孔格形狀制成；非金屬蜂窩芯材主要是用玻璃纖維布粘接而制成。(1)蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：

①具有較大的彎曲剛度和彎曲強(qiáng)度。②具有較好的吸聲和隔熱隔聲的性能；具有較高的耐聲振疲勞性能。③具有光滑的氣動(dòng)外形，氣密性較好。(2)蜂窩夾層結(jié)構(gòu)存在的問題

①用蜂窩夾層結(jié)構(gòu)制成的部件之間的連接設(shè)計(jì)比較困難，部件發(fā)生損傷修理和更換也比較麻煩，而且在蜂窩夾層結(jié)構(gòu)制成的部件上進(jìn)行大開口設(shè)計(jì)也比較困難；②抗?jié)駸岘h(huán)境的能力差，要特別注意防潮密封。(3)蜂窩夾層結(jié)構(gòu)在飛機(jī)上的應(yīng)用

①承受局部氣動(dòng)載荷，起整流作用的部件，如發(fā)動(dòng)機(jī)短艙、整流件、機(jī)翼前緣、翼梢整流件等；②安裝進(jìn)行通訊導(dǎo)航天線上的整流件；③受力較小的操縱面和調(diào)整片，如舵面、襟翼、擾流板、調(diào)整片等。塑料材料塑料的組成：是以高分子化合物(通常稱為樹脂)為主制成的一種人造材料，是由樹脂、增塑劑、填料和顏料等組成。塑料的優(yōu)點(diǎn)：比重小、耐磨、絕緣、隔音，有很好的抗震性和抗腐蝕性，在一定溫度和壓力下具有塑性，容易做成所需要的各種形狀，成型之后，在常溫下保持形狀不變。它的不足之處是耐熱性差，機(jī)械性能不如金屬材料。塑料的性質(zhì)主要取決于樹脂的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。塑料的類型：熱塑塑料和熱固塑料兩大類1．熱塑塑料

熱塑塑料受熱時(shí)會(huì)變軟并變?nèi)犴g，這時(shí)可進(jìn)行模壓成型。當(dāng)它冷卻后，會(huì)保持已成型的形狀。只要不超過規(guī)定的加熱范圍，這個(gè)過程可重復(fù)多次而不會(huì)使材料受到損壞。2．熱固塑料

熱固塑料一旦被模壓成型并冷卻后，再怎樣加熱也不會(huì)使它變?nèi)彳洠膊荒茉偌庸こ善渌螤?。也就是說，一旦成型，它就只能保持這個(gè)形狀直到破壞。有機(jī)玻璃(航空透明件)航空用的有機(jī)玻璃材料又叫做明膠玻璃，它是飛機(jī)上應(yīng)用較多的一種透明塑料。常用來制造飛機(jī)駕駛艙風(fēng)擋玻璃件、座艙蓋及機(jī)身兩側(cè)觀察窗玻璃件。這些透明件的安全可靠性直接影響到飛機(jī)的使用和安全，是飛機(jī)上的關(guān)鍵部件。有機(jī)玻璃材料：一種是醋酸纖維素，另一種是丙烯酸塑料。它們都屬于熱塑塑料。用于飛機(jī)風(fēng)擋和機(jī)身兩側(cè)窗口的透明塑料。(1)醋酸纖維素：醋酸纖維素由于重量輕、透光性能好，早期飛機(jī)上多用它來做透明件。(2)丙烯酸塑料：是由聚甲基丙烯酸甲酯和增塑劑組成的，不含有填料。由它制成的構(gòu)件尺寸比較穩(wěn)定，剛度大大高于醋酸纖維素，透光性能好，邊緣的顏色幾乎是無色透明的。飛機(jī)有機(jī)玻璃材料的性能要求：①透明性②熱膨脹系數(shù)小，熱穩(wěn)定性好③良好的成形性④具有一定的拉伸強(qiáng)度和延伸率⑤便于維護(hù)和修理有機(jī)玻璃的性能：基本能滿足以上的要求。打破后，會(huì)產(chǎn)生大而鈍邊的碎片，比玻璃安全；它們具有較低的吸水能力，而且振動(dòng)不容易在透明塑料中引起疲勞裂紋。沒有玻璃硬，表面極容易擦傷、劃傷，以致影響視線。它不導(dǎo)電，受摩擦后，會(huì)變成高靜電體。溫度的升高強(qiáng)度硬度降低，還會(huì)使分子發(fā)生裂變。裂變后會(huì)在玻璃表面鼓脹起漁，顏色變白，通常把這種現(xiàn)象稱為“發(fā)霧”。導(dǎo)熱性差，不均勻受熱時(shí)，會(huì)在表面和內(nèi)部之間引起熱應(yīng)力，在表面生成裂紋。這些裂紋很細(xì)小，呈現(xiàn)銀白色光澤，也稱做“銀紋”。當(dāng)溫度降低時(shí)，有機(jī)玻璃的強(qiáng)度和硬度增大，脆性也增大。有些溶劑比如香蕉水、丙酮、甲苯等對(duì)有機(jī)玻璃的侵蝕作用很大；其次是酒精，汽油、滑油對(duì)有機(jī)玻璃的侵蝕作用最小。酚醛塑料：酚醛塑料又稱為膠木，是一種以酚醛樹脂為主要成分的熱固性塑料。在酚醛塑料中，除了酚醛樹脂、固化劑外，還用木粉、紙、布等充當(dāng)填料。航空上常用的酚醛塑料：木粉膠木、夾紙膠木、夾玻璃布膠木和石棉膠木等。這幾種膠木特點(diǎn)：比較大的強(qiáng)度，良好的絕性，并不易受溶劑的侵蝕。在飛機(jī)上的用途：用來制造齒輪、滑輪、雷達(dá)罩、整流罩以及電氣設(shè)備上的絕緣零件等。石棉膠木還有很好的耐熱性、耐磨性和很大的摩擦系數(shù)，常用來制造剎車片、摩擦盤等零件。環(huán)氧樹脂塑料：環(huán)氧樹脂塑料是以環(huán)氧樹脂為主制成的一種熱固性塑料。環(huán)氧樹脂塑料的特點(diǎn)是強(qiáng)度高，絕緣性好，不易受溶劑的侵蝕，成型收縮率小，耐濕熱性差。在飛機(jī)上主要用作樹脂基玻璃纖維復(fù)合材料的基體材料。環(huán)氧樹脂具有良好的粘合力，它能將金屬、木材、玻璃纖維等牢固地粘接在一起，是一種很好的粘合劑。橡膠材料橡膠分類：按其來源可分為天然橡膠和合成橡膠。一、天然橡膠

天然橡膠有良好的彈性、絕緣性和密封性。但它的彈性受溫度的影響很大，溫度升高，會(huì)使它的塑性變形部分增大，逐漸失去彈性變成塑性物質(zhì)；溫度過低，·也會(huì)使它變硬、變脆。另外，它的強(qiáng)度小，在煤油、汽油中易溶脹和溶解，還容易老化。所以，天然橡膠不適合直接用來制造零件，主要用做制造橡皮的原料。二、合成橡膠

合成橡膠是用化學(xué)方法，把低分子化合物聚合而制成的一種高分子化合物。三、橡皮材料橡皮的主要原料是橡膠，加入了如硫化劑、防老劑、填加劑等各種配合劑。橡膠和各種配合劑均勻的混合物叫做生橡皮，再經(jīng)過一定時(shí)間的加溫和加壓就成為橡皮。橡皮的性質(zhì)主要決定于橡膠的種類。橡皮材料的性質(zhì)：除了具有良好的絕緣性和密封性外，還能在很大的溫度范圍內(nèi)保持彈性。同時(shí)它的強(qiáng)度和抵抗老化的能力也有所提高，在汽油、煤油等溶劑中不會(huì)溶解。航空工業(yè)中常用的橡皮材料有：天然橡膠制造的橡皮可用來制造飛機(jī)的輪胎、飛機(jī)冷氣系統(tǒng)中的軟管、與植物基液壓油配合使用的密封件、軟導(dǎo)管等。丁腈橡膠或氯丁橡膠制造的橡皮可用來制造耐油制品，比如與礦物油接觸的各種零件、密封件、軟油箱、軟導(dǎo)管等。丁橡膠的粘性大，還可用來制做粘合劑，粘合橡皮與金屬等。密封膠密封膠的使用范圍：增壓區(qū)域：飛機(jī)的增壓艙需要密封，可以維持艙內(nèi)壓力，防止氣體的泄漏。燃油區(qū)域：在飛機(jī)燃油箱中，主要是靠安裝密封緊固件使金屬面緊密配合，以及施涂密封膠來密封的。在整體結(jié)構(gòu)油箱中所使用的密封劑必須能夠承受各種溫度、壓力和結(jié)構(gòu)施壓的載荷。易發(fā)生腐蝕的區(qū)域：用來防止腐蝕介質(zhì)對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)造成腐蝕，防止腐蝕性液體或氣體滲入到結(jié)構(gòu)內(nèi)部。振動(dòng)區(qū)域：密封劑施涂在一些部件的特定零件上，防止由于振動(dòng)而造成的損傷。外露區(qū)域：密封用在飛機(jī)的外側(cè)表面可以防止水或其它流體進(jìn)入到內(nèi)部，并可以形成氣動(dòng)的平滑表面。這樣的密封也會(huì)在整流區(qū)及接近蓋板處形成良好的氣動(dòng)平滑表面。密封劑要填充在蓋板及飛機(jī)整流表面的缺口處。防火墻區(qū)域：防火墻處的密封可以防止火勢的蔓延，降低火險(xiǎn)。通電區(qū)域：密封可以保護(hù)用電設(shè)備。密封性能不好對(duì)飛機(jī)或部件的嚴(yán)重影響：氣密性影響增壓艙余壓下降速率，從而影響旅客和機(jī)組人員的舒適和健康。嚴(yán)重的釋壓會(huì)危及飛機(jī)的安全。氣密不合格，飛機(jī)不能適航；飛機(jī)油箱密封不好，導(dǎo)致燃油滲漏會(huì)引致火災(zāi)的發(fā)生，危機(jī)飛機(jī)安全；金屬結(jié)構(gòu)不密封會(huì)與腐蝕介質(zhì)接觸。封嚴(yán)不好的部件會(huì)引起部件漏油、漏氣，導(dǎo)致性能下降，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)來說，甚至可能導(dǎo)致空中停車。密封劑的作用:密封劑用來密封燃油。維持座艙壓力，保持增壓艙的舒適度。防止結(jié)構(gòu)腐蝕。填充缺口以及使飛機(jī)外表的斷接面平滑。降低火險(xiǎn)。抵擋水分。密封劑的主要性能:不透性-隔離液體、氣體良好的彈性和塑性-抵抗變形耐溫、耐油、耐水、耐氣候?qū)饘俸头墙饘儆辛己玫恼辰恿o腐蝕作用毒性小-影響人體健康較小密封劑的其他性能:可以保證有效的工作溫度范圍在65℉-160℉之間（在某些特定高溫區(qū)要保證封密在400℉條件下仍然有效）。在飛行或地面工作過程中，載荷可能會(huì)造成結(jié)構(gòu)變形，密封劑必須在其有效工作溫度范圍內(nèi)能夠經(jīng)受住，不被破壞。壓差可能會(huì)在±11磅之間變化。密封劑按照組分分類:有機(jī)硅樹脂和聚亞胺酯或硫化物大部分密封劑都由聚硫化物（也可稱聚亞胺酯）制成的（不含硅），耐高溫性能較差，用在對(duì)溫度要求不高的區(qū)域；含有機(jī)硅樹脂的密封劑（含硅）具有特殊性質(zhì)，可用于有特定需要的工作中（高溫區(qū)）從顏色上可以較為容易的區(qū)分出這兩種密封劑，含硅密封劑，通常為白色、紅色或灰色，而不含硅的密封劑通常是無色的波音航材規(guī)范中對(duì)密封劑按稠稀度分類為：

A類--刷涂密封劑，用于刷涂密封，不允許用溶劑稀釋刷涂密封劑。B類--填角、貼合密封、注射、預(yù)先填充以及緊固件密封劑。相對(duì)來說較稠一些，有良好的觸變性。C類--僅用于貼合面密封的密封劑。中等稠度，以獲得良好的可延展性。D類--填孔密封劑，與B類密封劑類似，性能比較穩(wěn)定。E及F類--可噴涂密封劑。G類--可噴涂、可刷涂的密封劑，具有較長的擠出時(shí)限壽命，粘度較低。航空上使用的密封劑材料包括單組份和雙組份密封劑。單組份密封劑由生產(chǎn)廠家封裝好，直接可以拿來進(jìn)行密封使用?？梢愿鶕?jù)使用的需要用密封劑生產(chǎn)廠家指定的稀釋劑，達(dá)到所以要求的稀稠度。

雙組份密封劑中一份是密封劑的基本組份，另一份是催化劑。密封劑生產(chǎn)廠家是將這兩組份材料分別包裝，在使用前進(jìn)行混合配制。混合配制時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：雙組份密封劑的混合比例會(huì)影響混合配制后密封劑的密封質(zhì)量，任何混合比例的偏差都會(huì)使密封劑的質(zhì)量下降，達(dá)不到要求。所以必須嚴(yán)格按照生產(chǎn)廠家的比例進(jìn)行配制。雙組份密封劑的混合比例，通常是按照重量來要求的，所以在混合配制前應(yīng)按照廠家的要求對(duì)兩組份材料進(jìn)行精確的稱重，要使用平衡式的磅秤和稱重的專用砝碼。在稱重前要對(duì)密封劑的基本組分和催化劑分別進(jìn)行充分徹底的攪拌，若在催化劑中發(fā)現(xiàn)有片狀或顆粒狀的物體時(shí)，則說明該催化劑已經(jīng)失去了水分，不能在使用了。對(duì)于生產(chǎn)廠家已經(jīng)預(yù)先進(jìn)行稱重并已經(jīng)分別包裝好的兩組份密封劑在混合配制前不再需要稱重，但是兩包裝的材料必須全部進(jìn)行混合配制。配制時(shí)要將催化劑加入到密封劑的基本組份中去，并立即進(jìn)行徹底的攪拌以使兩組份材料充分的混合。不要進(jìn)行過分劇烈和過長時(shí)間的攪拌，否則會(huì)產(chǎn)生熱量，縮短密封劑的施用時(shí)間（施用期限）。另一方面也防止攪拌時(shí)將空氣裹入密封劑中。攪拌后應(yīng)在干凈的金屬或玻璃平板上涂上一小塊進(jìn)行試驗(yàn)，如果出現(xiàn)斑點(diǎn)或塊狀物就必須繼續(xù)攪拌，直到這些現(xiàn)象消失。如果通過攪拌不能消除斑點(diǎn)或塊狀物，那么這次配料就不能使用了。密封劑的施用:密封劑在混合配制好以后，應(yīng)該盡快使用或者存放在低溫處。不同的密封劑具有不同的施用期限和低溫保存的溫度、時(shí)間要求，必須要按照相應(yīng)的規(guī)定執(zhí)行。密封劑的固化處理時(shí)間隨著周圍環(huán)境溫度和濕度而變化，如果溫度低于60℉固化處理將進(jìn)行的特別慢，對(duì)于大多數(shù)密封劑來說溫度在77℉，相對(duì)濕度在50％是最理想的固化環(huán)境。為了加速密封劑的固化處理，可以采用紅外線燈照射或使用熱空氣吹的方法來進(jìn)行加熱，但是溫度不要超過120℉。用來加熱的空氣必須經(jīng)過過濾，已經(jīng)除掉了空氣中的水分和灰塵。在搭界面上進(jìn)行涂抹密封膠安裝時(shí)，必須用永久或臨時(shí)的夾具使搭界面在密封劑固化處理過程中保持緊密接觸，并且不允許在固化過程中進(jìn)行加熱。在施加表面保護(hù)層之前，必須保證密封劑已經(jīng)完全固化處理，沒有粘結(jié)。在飛機(jī)結(jié)構(gòu)中不同型號(hào)的密封劑有不同的用途，比如PS870密封劑主要用來進(jìn)行填角密封、搭界面密封、空隙的填充等，PS890則主要用于油箱區(qū)域的密封。使用時(shí)應(yīng)根據(jù)手冊(cè)或用途選用合適型號(hào)的密封劑，否則會(huì)影響密封的質(zhì)量。粘合劑定義：凡涂敷到物體表面上，干燥之后能結(jié)成堅(jiān)韌完整的保護(hù)薄膜的物質(zhì)，稱為涂料。最早使用的涂料是以植物種子中榨取的油或漆樹中取出的漆液為主要原料加工制成的習(xí)慣上稱為油漆材料或油漆。作用：防護(hù)金屬零件的腐蝕是飛機(jī)的各種色彩，起到裝飾、偽裝和標(biāo)志的作用。是飛機(jī)增進(jìn)流線型，改善空氣動(dòng)力性能，提高反輻射能力。在飛機(jī)電器上起絕緣、絕熱作用。對(duì)飛機(jī)內(nèi)部涂層的要求是：涂膜要具有致密性和化學(xué)穩(wěn)定性，足以防止空氣和電解質(zhì)的腐蝕。涂膜要具有足夠的強(qiáng)度和硬度，能抵抗含有雜質(zhì)的氣流的侵蝕。涂膜能緊密地與金屬粘結(jié)，并有足夠的彈性，以便在飛機(jī)振動(dòng)時(shí)不產(chǎn)生剝落和龜裂。涂膜要光滑。有足夠的耐溫性和耐寒性。涂層重量要輕。涂刷方便。干燥快。價(jià)格低。涂料的基本組成目前使用的涂料大都是以植物油或樹脂為主要成膜物質(zhì)，以低分子有機(jī)物為溶劑，并根據(jù)需要加入增塑劑、干燥劑、顏料和填料等組成的。主要成膜物質(zhì)主要成膜物質(zhì)是涂料的最重要的成分，它的作用是使涂料很好地和底層材料粘附并形成一層保護(hù)膜，同時(shí)作為其它組成成分的粘合劑。常用的主要成膜物質(zhì)有植物油、天然樹脂及合成樹脂三類。植物油：植物油是涂料中使用最早的主要成膜物質(zhì)，是制造油基涂料的主要原料．根據(jù)結(jié)膜情況不同，可把植物油分為三類：能干燥結(jié)成硬膜加稱為干性油（如桐油、亞麻油等）；干燥結(jié)膜很慢的稱為半干性油（如豆油、棉籽油等）；不能干燥結(jié)膜的稱為不干性油（如蓖麻油、橄欖油等）。作涂料主要成膜物質(zhì)的主要是干性油。在干性油中，桐油干燥得較快，形成的膜堅(jiān)硬，抗水性較好。天然樹脂：樹脂硬度較大，粘附性和防水性較好，且涂層表面光滑。常用的天然樹脂有松香、蟲膠和瀝青等。合成樹脂：目前涂料中合成樹脂應(yīng)用最廣，品種也最多，航空工業(yè)常用的有醇酸樹脂、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、氨基樹脂、硝化纖維、過氯乙烯樹脂、丙烯酸樹脂、聚酪樹脂等。溶劑：用來溶解成膜物質(zhì)，使涂料具有適當(dāng)?shù)恼扯?，便于使用。涂料成膜后，溶劑?yīng)全部揮發(fā)掉。使用較多的有以下兩種：油基涂料溶劑：常用的有松節(jié)油、松香水、二甲苯等。樹脂涂料溶劑：常用的有酯、酮、醇、苯、醚等。也用的樹脂涂料使用油基涂料的溶劑。一般溶劑都容易揮發(fā)，容易燃燒，大部分溶劑對(duì)人體都有毒。增塑劑增塑劑的作用是提高涂層的韌性和彈性。常用的有蓖麻油、苯二甲酸二丁醋、磷酸三甲酚酯及某些合成樹脂。催干劑催干劑的作用時(shí)加速涂層的干燥過程。常用的有鉛、錳、鉆、鐵、鋅、鈣等金屬得氧化物或鹽類。顏料（染料）顏料（染料）是瓷漆的重要組成部分，它除了給涂料必要的色彩之外，還能增加涂料的防護(hù)性能、耐熱性能及延長涂膜的壽命。填料填料可以改進(jìn)涂層的物理、化學(xué)和光學(xué)性能，以滿足某些特殊性能的要求（如消光、打磨性能），并可降低涂料的成本。用的較多的填料有石膏粉、高嶺土、滑石粉等。涂料的分類涂料通常是以主要成膜物質(zhì)為基礎(chǔ)進(jìn)行分類的。如果主要成膜物質(zhì)為混合樹脂，則按在涂料中起決定作用的一種樹脂為基礎(chǔ)來分類。我國將涂料劃分為十八大類：輔助材料按用途不同可劃分為五類：各大類涂料中的每一類又可根據(jù)用途分為清漆、瓷漆、底漆和膩?zhàn)?。清漆：清漆是由主要成膜物質(zhì)和溶劑配制而成的，常常還加一定量的催干劑和增塑劑。清漆中不含填料和顏料。清漆涂在構(gòu)件表面上能轉(zhuǎn)變成堅(jiān)固、有彈性的薄膜，具有一定的保護(hù)物體表面不受大氣影響的性能。但是它的保護(hù)作用較差，因而一般只用在包又純鋁的硬鋁蒙皮表面和飛機(jī)木質(zhì)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面等防腐要求較低的地方。在一般情況下，清漆是制造瓷漆、底漆和膩?zhàn)拥闹饕牧稀４善幔捍善嵊址Q色漆，使在清漆中加入顏料、填料研磨配制而成的。瓷漆有一定的顏色；保護(hù)作用也較強(qiáng)，適于涂在物體的最外面。底漆：底漆是直接涂在材料表面上的色漆，它是在清漆中加入對(duì)金屬和木材沒有腐蝕性的顏料制成的。底漆的主要用途是使材料表面產(chǎn)生具有高度黏附性的底層，以便使材料與其隨后涂上的涂料能很好的粘合，并保護(hù)金屬不被腐蝕，保護(hù)木材結(jié)構(gòu)件不腐朽。膩?zhàn)樱耗佔(zhàn)邮窃谇迤嶂屑尤氪罅刻盍虾皖伭辖?jīng)研磨配制而成的。它專門用來填平涂有底漆的金屬及木制件表面的凹坑、細(xì)孔、縫隙等粗糙不平的地方。由于膩?zhàn)又屑尤氪罅康奶盍虾皖伭?，因此彈性較差，特別是涂得較厚時(shí)，不僅會(huì)增加漆層的重量，而且容易使漆層震裂。在使用膩?zhàn)訒r(shí)每次厚度以不超過0.5毫米為宜。目前噴氣式飛機(jī)的蒙皮一般都不使用膩?zhàn)印Ｍ苛系男吞?hào)表示方法：涂料的型號(hào)由一個(gè)漢語拼音照字母和幾個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字組成。字母標(biāo)示涂料的種類；第一、二位數(shù)字表示涂料的產(chǎn)品的基本名稱；第三、四位數(shù)字表示序號(hào)，用以區(qū)別同一類型的不同品種。輔助材料輔助材料型號(hào)由一個(gè)漢語拼音字母和1～2位阿拉伯?dāng)?shù)字組成。字母和數(shù)字之間有一短線。字母表示輔助材料類別，數(shù)字為序號(hào)，用以區(qū)別同一類型的不同品種。航空工業(yè)上常用的涂料主要有酚醛樹脂漆類、醇酸樹脂漆類、硝基漆類和過氯乙烯漆類。酚醛樹脂漆類：酚醛樹脂漆類是以酚醛樹脂和干性油為主要成膜物質(zhì)的一類涂料。根據(jù)它的組成和功用不同又可分為”酚醛清漆、酚醛瓷漆和酚醛底漆。酚醛清漆：酚醛清漆是以酚醛樹脂與桐油熬煉后，加入適當(dāng)?shù)拇吒蓜?，溶于有機(jī)溶劑中而成為一種透明的液體。酚醛樹脂在清漆中的功用是：增加漆膜的硬度；改善漆膜的光澤：改善漆膜的耐水性和耐化學(xué)性；提高漆膜的耐久性；縮短干燥時(shí)間。酚醛清漆在飛機(jī)上主要用于涂飾木器表面，因清漆透明，故可顯示木器的底色和花紋，也可用作各種油性瓷漆表面罩光。酚醛瓷漆：酚醛瓷漆是以酚醛樹脂和干性油組成的油漆料，加入顏料和少量體質(zhì)顏料（填充料）經(jīng)研磨而制成的。由于使用顏料的色別不同，而分成各色瓷漆。它主要用于金屬表面和木質(zhì)表面的涂飾，以達(dá)到裝飾和保護(hù)的目的。酚醛底漆：酚醛底漆主要由酚醛樹脂、干性油、溶劑和顏料組成，其主要作用是防止金屬構(gòu)件銹蝕，具有防銹、耐熱、防潮、附著力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。醇酸樹脂漆醇酸樹脂漆是以醇酸樹脂為主要成膜物質(zhì)的一類涂料。其品種很多，按外觀可分為醉酸清漆、醇酸瓷漆、醇酸無光漆和醉酸半無光漆。按配套涂層可分為底漆和面漆。其中無光漆由于不反射光，可用一于儀表板的噴涂。硝基漆類硝基漆是以硝化棉為主要成膜物質(zhì)的一類涂料。由于一般用噴涂施工，所以俗稱噴漆。這類油漆干燥迅速；漆膜光澤較好；堅(jiān)硬耐磨：可以擦蠟打光，便于整飾；而且調(diào)整組分比例，就能制出多種規(guī)格的品種，適應(yīng)金屬、木材及皮革、織物等各種物件的需要，因此獲得了廣泛應(yīng)用。它的缺點(diǎn)是漆膜耐水性、耐久性、耐化學(xué)藥品性及耐溶劑性較差。油漆中固體成分含量很低，因此成膜很薄，必須噴涂多次；要消耗大量溶劑，不經(jīng)濟(jì)，而且大部分溶劑有毒性，有礙人員健康。過氯乙烯漆類過氯乙烯漆是以過氯乙烯樹脂為主要成膜物質(zhì)的一類涂料。這類油漆施工方便，干燥快，有良好的大氣穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性、耐水性、抗菌性和耐寒性；具有不延燃的性能，在火源撤離后能迅速熄滅。它的缺點(diǎn)是附著力較??；耐熱性較差；油漆中固體成分含量低，成膜薄，需要噴涂多層才能得到一定厚度的漆膜。常用的有G52一2過氯乙烯防腐清漆，用在要求防火、防霉、耐酸堿等的零件上；G04一2各色過氯乙烯瓷漆，用于金屬、木材及織物表面；G06一4過氯乙稀底漆，用于鋼鐵或木質(zhì)表面打底；G98一1過氯乙烯膠液，用于織物與木材或金屬材料的粘合。在外界因素作用下漆膜性能的變化大氣溫度變化時(shí)，漆膜會(huì)膨脹收縮。這樣，天長日久，漆膜就可能產(chǎn)生裂紋，甚至脫落。同時(shí)溫度變化時(shí)，凝結(jié)在漆膜表面的水分，還會(huì)滲入內(nèi)部使漆膜與零件表面脫離。因此，工作中應(yīng)及時(shí)把凝結(jié)在漆膜上的水分擦拭干凈。日光中的紫外線能使漆膜的強(qiáng)度和彈性降低幾應(yīng)盡量避免漆膜在日光F暴曬。礦物油、酒精、丙酮等溶劑均能使漆膜溶脹變軟而易于剝落。工作中應(yīng)注意防止這些溶劑沾在漆膜上。如不慎沾上，應(yīng)及時(shí)消除干凈。由于各種油漆膜硬度較低，因此操作過程中應(yīng)注意人為的機(jī)械劃傷。噴涂時(shí)，廠房要求空氣清潔、新鮮、干燥，其溫度在700F以上，相對(duì)濕度要在60％以下。涂料貯存，長期貯存時(shí)，溫度不應(yīng)超過600F，貯存時(shí)間直到4個(gè)月時(shí)，溫度必須不超