轻量化手册 2 轻量化材料和属性PDF电子书下载

1 轻量化材料的选择 Kay Weidenmann，Alexander Wanner 1

1.1材料及其特性 1

1.2材料选择的一般问题 4

1.2.1信息来源 4

1.2.2材料特性的描述和对比 4

1.2.3产品形成过程中的材料选择 5

1.3选择策略 6

1.3.1要求特性和材料评估 6

1.3.2用于材料评估的材料指数 8

1.4通过材料指数进行材料选择 8

1.4.1轻量化结构相关的材料指数 12

1.4.2材料选择图表 13

1.5多重边界条件和相互竞争的目标 15

1.5.1多重边界条件 15

1.5.2相互竞争的目标 16

1.6部件形状的影响 19

1.6.1基本问题 19

1.6.2形状和效率 19

1.6.3形状因数 20

1.6.4选择材料时形状因数的作用 21

1.7结构空间产生的限制 22

1.7.1基本问题 22

1.7.2有限结构空间下的选择策略 22

1.7.3其他部件和荷载条件 24

1.8总结 26

1.9附加信息 26

2 钢材 Wolfgang Bleck 28

2.1钢是多用途材料 28

2.2高强度扁钢制品 29

2.2.1极薄钢板（＜0.5mm） 29

2.2.2薄钢板（0.5～3mm）用钢 31

2.2.3较厚钢板用钢 40

2.2.4冲压模具钢 45

2.3锻件用钢 48

2.4高强度钢丝用钢 51

2.5高强度钢 51

2.5.1超高强度调质钢 52

2.5.2超高强度马氏体时效钢 53

2.6钢的回收特性 53

2.7附加信息 54

3 铝材 Jurgen Hirsch，Friedrich Ostermann 55

3.1作为纯物质的铝 56

3.2铝合金 58

3.2.1分类和专有名词汇总 58

3.2.2用于结构部件的可锻合金 61

3.2.3用于结构部件的铸造合金 70

3.3铝材的处理和加工 72

3.3.1成型铸造——成型 72

3.3.2锻造铝合金材质的半成品——成型 73

3.3.3对铝制半成品的加工 76

3.3.4铝合金的分离 78

3.3.5表面处理 79

3.3.6连接 79

3.3.7维修可能性 81

3.4结构设计方面 81

3.4.1减重原则 81

3.4.2弹性材料特性和轻量化程度 81

3.4.3冲击负荷下的特性 82

3.4.4抗疲劳强度原则 84

3.5回收利用 84

3.6铝材的应用 85

3.7总结 87

3.8附加信息 88

4 镁材 Peter Kurze 90

4.1纯金属镁 91

4.2镁合金 93

4.2.1镁合金的分类和术语表 93

4.2.2合金元素的影响 94

4.3镁合金的特性 95

4.3.1机械特性 95

4.3.2物理特性 96

4.3.3化学特性 99

4.4腐蚀与腐蚀防护 100

4.4.1腐蚀 100

4.4.2腐蚀防护 101

4.5镁合金的加工和处理 104

4.5.1成型 104

4.5.2变形 105

4.5.3镁合金的连接 106

4.6镁合金的应用 109

4.6.1汽车制造 109

4.6.2电子设备 109

4.6.3机械制造 111

4.6.4航天 112

4.7结论 113

4.8详细信息 113

5 钛材 Heinz Sibum和Jurgen Kiese 116

5.1金属钛 117

5.2钛材的分类 118

5.2.1纯钛 118

5.2.2钛合金 119

5.3钛合金的特性 121

5.3.1物理和技术特性 121

5.3.2轻量化中采用合适材料且设计成本合理的效果 125

5.4钛材的加工和处理 126

5.4.1热处理 126

5.4.2连接工艺 129

5.4.3切削加工 134

5.4.4分离、冲压、钻孔及去除表面层 135

5.4.5成型 135

5.4.6表面加工 136

5.5安全性和回收利用 137

5.6半成品生产和半成品成型 138

5.7应用示例 139

5.8总结和展望 141

5.9详细信息 142

6 塑料 Axel Kauffmann 144

6.1基本情况 145

6.2热塑性塑料 149

6.2.1标准塑料 154

6.2.2工程塑料 155

6.2.3高性能聚合物 155

6.3热固性塑料 156

6.3.1树脂体系、模塑材料 158

6.3.2交联聚氨酯 159

6.4弹性体材料 160

6.4.1交联的弹性体（橡胶材料、橡胶） 160

6.4.2热塑性弹性体（TPE） 161

6.5发泡聚合物 163

6.5.1软弹性发泡材料 164

6.5.2半硬型多孔塑料 166

6.5.3硬发泡材料 167

6.6填充剂和添加剂 168

6.7详细信息 171

7 纤维增强塑料 Frank Henning与Klaus Drechsler及Lazarula Chatzigeorgiou合作编写 173

7.1复合材料原理 174

7.2作为基质的塑料 176

7.3增强纤维及其特性 178

7.3.1玻璃纤维 178

7.3.2碳纤维 180

7.3.3芳纶纤维 182

7.3.4天然纤维 185

7.4织物半成品 186

7.4.1纤维毡垫和棉网 189

7.4.2织物 189

7.4.3纤维网 190

7.4.4编织网 191

7.4.5针织物 194

7.4.6纤维补片预成型 196

7.4.7缝制技术 197

7.4.8粘接技术 201

7.5浸渍的半成品 201

7.5.1热固性塑料系统 202

7.5.2不可流动的（连续纤维增强）热固性预浸带 204

7.5.3热塑性塑料系统 206

7.6纤维增强塑料的特性 211

7.6.1基质和纤维之间的黏附 215

7.6.2对强度和刚性的影响 215

7.7应用领域 220

7.8详细信息 227

8 工业陶瓷 Walter Krenkel 231

8.1轻量化应用的结构陶瓷 232

8.1.1与其他结构材料相比的特性 232

8.1.2用于传动技术的陶瓷滚动轴承 234

8.1.3氮化硅材质轻量化陶瓷壳体 234

8.2通过纤维复合陶瓷实现的轻量化 235

8.2.1陶瓷复合材料 235

8.2.2强化纤维 237

8.2.3 CMC部件的生产工艺 238

8.2.4 CMC材料的特性 240

8.2.5航天工业中的高温轻量化 241

8.2.6陶瓷轻量化制动器 243

8.3总结和展望 244

8.4详细信息 244

9 混合复合材料 Frank Henning，Kay Weidenmann，Bernd Bader 246

9.1复合材料与材料复合 246

9.2材料混合的基本原理 247

9.3轻量化相关的混合方案 250

9.3.1塑料—金属混合技术 250

9.3.2塑料—塑料混合技术 254

9.3.3塑料—陶瓷混合技术 256

9.3.4塑料—木材混合技术 256

9.4总结 258

9.5详细信息 259