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材料是制造飛機(包括)、發(fā)動機及其附件、儀表及塌設(shè)備等所用材料的灼,通常包括金屬材料(結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼、高溫合金、有色金屬及合金等)、有機高分子材料(橡膠、塑料、材料、涂料等)和復(fù)合材料。
早期的飛機結(jié)構(gòu)簡單,所用的材料主要是木材、布和繩索等;20世紀(jì)30年代,飛機逐漸發(fā)展成為全金屬結(jié)構(gòu),動力裝置則為式發(fā)動機,所用的材料也只有鋼鐵、鋁合金和鎂合金等。
由于迫切需要飛機的飛行速度,噴氣式發(fā)動機應(yīng)運而生。盡管噴氣式發(fā)動機的原理早為人們所知,但這種發(fā)動機的制造成功,還是在耐熱合金出現(xiàn)以后。
噴氣式發(fā)動機完成了技術(shù)的一次飛躍——突破了“聲障”。但隨即又出現(xiàn)了“熱障”問題!盁嵴稀笔钱(dāng)飛機超聲速飛行時,飛機蒙皮表面附面層空氣因而生成大量的熱,使飛機蒙皮的溫度急劇升高,當(dāng)溫度超過250°c時,鋁合金就不能用了。這樣直到20世紀(jì)40年代末,出現(xiàn)鈦合金以后,技術(shù)才又一次出現(xiàn)飛躍——突破了“熱障”。
在科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的,飛機正朝著速、巨型、、智能的方向發(fā)展,對材料提出了越來越高的要求;同時,材料也隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而逐漸發(fā)展,新材料新工藝不斷涌現(xiàn),為事業(yè)的發(fā)展提供了保障。
近幾十年來,新型材料及工藝發(fā)展很快,如度鋁合金、鈦合金、高溫合金、超度鋼、復(fù)合材料、材料及定向凝固葉片技術(shù)、定向共晶葉片技術(shù)、粉末高溫合金屬制造技術(shù)等,為、飛機的發(fā)展提供了保障。發(fā)展史證明,材料的每次重大突破,都會促進(jìn)技術(shù)產(chǎn)生飛的發(fā)展;材料不僅是事業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ),也是事業(yè)發(fā)展的技術(shù)支撐。
成分和性能
鐵基高溫合金中的鎳是形成和奧氏體的主要元素,并在時效處理中形成ni3(ti、al)沉淀強化相。鉻主要用來燃?xì)飧g性。鉬、鎢用來強化固溶體。鋁、鈦、鈮用于沉淀強化。碳、硼、等元素則用于強化晶界。鐵基高溫合金按制造工藝可分為變形高溫合金和鑄造高溫合金,按強化可分為加工硬化型、固溶強化型和沉淀強化型高溫合金。一些典型的鐵基高溫合金的成分和性能見表。組織 鐵基高溫合金的基體為奧氏體,主要的沉淀強化相有γni3(ti、al)和γ(ni3nb)相兩類。此外,還有微量碳化物、硼化物、les(如fe2mo)相和δ相等。與鎳基高溫合金組織相比,鐵基合金中相組織較復(fù)雜,性較差,容易析出η(如ni3ti)、σ(如fexcry)、g(如fe6ni16si7)、μ(如fe7mo6)和les等有害相。幾種典型合金的組織見
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