第1章 绪论 1
1.1 航空及航空材料 1
1.1.1 航空和航空材料概念 1
1.1.2 航空材料分类 1
1.1.3 航空材料性能 5
1.1.4 航空材料特殊性 6
1.2 航空材料发展与应用 7
1.2.1 飞机结构材料演变 7
1.2.2 航空发动机材料演变 9
1.2.3 航空材料发展特点及关键技术 10
1.2.4 国内航空材料发展现状 11
1.2.5 航空材料发展方向 12
习题与思考题 13
第2章 航空材料结构、组织和性能 14
2.1 金属材料 14
2.1.1 金属晶体结构 14
2.1.2 金属组织和缺陷 16
2.1.3 金属结晶 18
2.1.4 合金结构和结晶 20
2.2 高分子材料 22
2.2.1 高分子材料基本概念 22
2.2.2 高分子化合物结构 23
2.2.3 高分子化合物的力学状态 24
2.2.4 高分子材料力学、物化性能特点 25
2.3 陶瓷材料 26
2.3.1 陶瓷材料概念与分类 26
2.3.2 陶瓷材料结构 27
2.3.3 陶瓷材料力学、物化性能特点 28
2.3.4 陶瓷材料研究和应用 29
2.4 航空材料机械性能 29
2.4.1 静载荷下材料力学性能 30
2.4.2 动载荷下材料力学性能 33
2.4.3 高温下材料力学性能 34
2.5 航空材料工艺性能 35
2.5.1 铸造性能 35
2.5.2 锻压性能 37
2.5.3 焊接性能 43
2.5.4 热处理性能 43
习题与思考题 45
第3章 轻合金及超高强度钢 46
3.1 铝及铝合金 46
3.1.1 纯铝 46
3.1.2 铝合金 47
3.1.3 国内外常用航空铝合金 50
3.1.4 铝合金热处理 53
3.2 钛及钛合金 54
3.2.1 纯钛 54
3.2.2 钛合金 55
3.2.3 钛合金热处理工艺 56
3.2.4 钛合金在航空领域的应用 57
3.3 镁及镁合金 58
3.3.1 纯镁 58
3.3.2 镁合金 59
3.3.3 国内外常用的航空镁合金 64
3.3.4 镁合金热处理工艺 66
3.4 铜及铜合金 67
3.4.1 纯铜 67
3.4.2 铜合金 67
3.4.3 黄铜、青铜及白铜 68
3.4.4 铜合金应用 72
3.5 超高强度钢 73
3.5.1 超高强度钢的概念、特点和分类 73
3.5.2 超高强度钢力学性能 75
3.5.3 超高强度钢在航空航天中应用 77
3.5.4 超高强度钢设计及发展前景 79
习题与思考题 80
第4章 高温结构金属材料 81
4.1 高温钛合金 81
4.1.1 高温钛合金工作条件和成分 81
4.1.2 铸造热强钛合金和阻燃钛合金 83
4.1.3 高温钛合金在航空中应用 85
4.1.4 新型航空高温钛合金发展思路和关键技术 85
4.2 镍基高温合金 87
4.2.1 镍基高温合金成分 87
4.2.2 镍基高温合金分类 88
4.2.3 镍基高温合金的航空应用 89
4.2.4 镍基高温合金制备技术 90
4.3 金属间化合物 91
4.3.1 金属间化合物结构 92
4.3.2 常用航空金属间化合物 92
4.3.3 航空金属间化合物先进制备技术 94
4.4 难熔金属及其合金 96
4.4.1 难熔金属的性质 96
4.4.2 航空工业常用难熔金属及其合金 97
4.4.3 难熔金属强化方法 100
习题与思考题 101
第5章 非金属材料及功能材料 102
5.1 塑料 102
5.1.1 塑料组成和分类 102
5.1.2 常用塑料 106
5.1.3 航空塑料选材原则及应用 107
5.2 橡胶和合成纤维 107
5.2.1 橡胶组成和分类 107
5.2.2 橡胶性能特点 109
5.2.3 航空工业常用橡胶材料 110
5.2.4 合成纤维特点和分类 111
5.2.5 合成纤维在航空工业中应用 112
5.3 胶黏剂及涂料 112
5.3.1 胶黏剂组成和特点 113
5.3.2 航空工业常用胶黏剂 114
5.3.3 涂料组成和作用 115
5.3.4 航空工业常用涂料 117
5.4 功能材料 118
5.4.1 功能材料概述 118
5.4.2 航空微电子材料 119
5.4.3 航空光电子材料 121
5.4.4 航空功能陶瓷 122
5.4.5 航空隐身材料 123
习题与思考题 125
第6章 复合材料 126
6.1 复合材料简介 126
6.1.1 复合材料发展演化 126
6.1.2 复合材料概念和分类 127
6.1.3 复合材料性能和特点 131
6.1.4 复合材料强化机理 132
6.2 金属基复合材料 133
6.2.1 金属基复合材料概念、分类 133
6.2.2 金属基复合材料特点 134
6.2.3 金属基复合材料微观结构 135
6.2.4 常用的航空金属基复合材料 136
6.3 树脂基复合材料 138
6.3.1 树脂基复合材料概念、分类和特点 138
6.3.2 树脂基复合材料性能 139
6.3.3 树脂基复合材料制备技术 141
6.3.4 常用的航空树脂基复合材料 143
6.4 陶瓷基复合材料 144
6.4.1 陶瓷基复合材料概念、分类 144
6.4.2 陶瓷基复合材料微观结构和性能 147
6.4.3 陶瓷基复合材料增韧机理 148
6.4.4 常用航空陶瓷基复合材料 149
习题与思考题 150
第7章 航空新材料 151
7.1 超塑性合金 151
7.1.1 超塑性合金概念、特点 151
7.1.2 常用航空超塑性合金 153
7.1.3 航空超塑性合金应用价值及前景 154
7.2 快速凝固合金 155
7.2.1 快速凝固技术 155
7.2.2 快速凝固合金组织特征 156
7.2.3 快速凝固合金方法 156
7.2.4 航空工业常用的快速凝固合金 157
7.3 非晶合金 158
7.3.1 非晶态和晶态材料 158
7.3.2 非晶合金结构、性能及形成机制 160
7.3.3 非晶合金结构弛豫和晶化现象 161
7.3.4 非晶合金和纳晶合金材料 162
7.3.5 非晶合金制备及应用 163
7.4 纳米材料 164
7.4.1 纳米材料特性及制备技术 164
7.4.2 纳米复合材料结构和特点 166
7.4.3 纳米复合涂层在航空航天工业中应用 169
7.4.4 纳米技术在航空航天工业中应用 169
7.5 空心微球 170
7.5.1 空心微球特性 170
7.5.2 空心微球制备技术 172
7.5.3 空心微球在航空和宇航材料中应用 173
习题与思考题 175
第8章 航空材料特种加工技术 176
8.1 航空钣金零件成型方法 176
8.1.1 航空钣金零件分类 176
8.1.2 航空钣金零件成型方法 177
8.1.3 航空钣金零件成型计算机模拟 181
8.1.4 航空钣金成型中的毛料展开 183
8.2 航空材料电火花加工和电解加工 184
8.2.1 电火花加工特点、原理及分类 184
8.2.2 电火花加工技术在航空制造中应用和发展 185
8.2.3 电解加工特点和工艺 186
8.2.4 电解加工在航空制造中应用和发展 188
8.3 航空材料超声波加工 189
8.3.1 超声波加工技术、特点及加工原理 189
8.3.2 超声波加工工艺及设备 191
8.3.3 微细超声波加工及超精密加工制约因素 193
8.3.4 超声加工技术在航空工业中应用 194
8.4 航空材料电子束加工 194
8.4.1 电子束加工原理、特点与分类 194
8.4.2 电子束加工装置 195
8.4.3 电子束焊接、刻蚀、打孔及熔炼 196
8.4.4 电子束加工技术在航空中应用 197
习题与思考题 198
第9章 失效分析基础知识 199
9.1 失效与失效分析 199
9.1.1 失效 199
9.1.2 失效分析 203
9.1.3 失效分析工作内容 204
9.2 失效分析思想方法和程序 206
9.2.1 失效分析思路 206
9.2.2 失效分析实施步骤和程序 208
9.2.3 常用失效分析思路 209
9.3 断口分析技术 210
9.3.1 断口及断口分析 210
9.3.2 断口处理方法及分析依据 211
9.3.3 断口宏观分析 212
9.3.4 断口微观分析 216
9.4 裂纹分析技术 221
9.4.1 裂纹分析思路 221
9.4.2 裂纹综合诊断 224
9.4.3 裂纹的无损检测技术 225
习题与思考题 225
第10章 断裂失效分析 226
10.1 断裂 226
10.1.1 断裂与断裂失效 226
10.1.2 金属材料断裂类型和特征 226
10.1.3 材料韧性、冲击韧性和应力强度因子 228
10.2 静载荷断裂失效 230
10.2.1 过载断裂定义 230
10.2.2 过载失效断口特征 231
10.2.3 影响静载荷断裂失效的因素 232
10.2.4 扭转和弯曲过载断口特征 234
10.3 疲劳断裂 235
10.3.1 交变应力和疲劳断裂失效 235
10.3.2 疲劳断裂失效基本形式和特征 236
10.3.3 疲劳断口形貌 238
10.3.4 疲劳断裂失效类型与鉴别 241
10.4 应力腐蚀断裂 243
10.4.1 应力腐蚀定义和条件 244
10.4.2 应力腐蚀机理、形貌及特征 246
10.5 磨损与腐蚀 247
10.5.1 磨损与磨损失效 247
10.5.2 磨损失效类型 247
10.5.3 腐蚀 248
10.5.4 腐蚀失效基本类型 248
习题与思考题 250
第11章 航空飞行器失效分析 251
11.1 航空飞行器 251
11.1.1 航空飞行器概念与分类 251
11.1.2 航空飞行器构造 252
11.2 航空飞行器失效类型与机理 254
11.2.1 航空飞行器常见失效形式与影响因素 254
11.2.2 航空飞行器失效模式 258
11.2.3 飞机结构失效分析案例 259
习题与思考题 261
参考文献 262