【正文】 從中確定最佳方案。 – 外部質(zhì)量： 零件的形狀和尺寸，包括零件的加工精度、表面粗糙度和外觀缺陷狀況等 – 內(nèi)部質(zhì)量：材料的化學(xué)成分和金屬組織及由它們所決定的材料的物理、化學(xué)和力學(xué)性能，以及內(nèi)部缺陷狀況等 TSINGHUA UNIVERSITY ?經(jīng)濟性原則 ： 在滿足產(chǎn)品使用要求的前提下，以最少的人力物力投入，生產(chǎn)最多的產(chǎn)品，或按時完成預(yù)期的某項生產(chǎn)任務(wù)。④ 簡化工藝 (以小拼大 ,制造重型 .復(fù)雜零部件 ,簡化鑄造 .鍛造 .切削加工工藝 . 其它連接方法 TSINGHUA UNIVERSITY ? 焊接不足之處 – ① 焊接構(gòu)件不可拆卸 ,不便更換修理部分零部件 . – ② 焊接接頭的性能與軋制的母材金屬相比會有不同程度的降低 . – ③ 會產(chǎn)生一定的焊接殘余應(yīng)力和焊接變形 . – ④ 焊接接頭可能產(chǎn)生裂紋 .未焊透 .夾渣 .氣孔等缺陷 ,引起應(yīng)力集中 ,降低承載能力 . TSINGHUA UNIVERSITY ? 焊接方法的分類 – 熔焊 將待焊處的母材金屬加熱熔化 ,以形成焊縫的焊接方法 , 常以熱源的種類命名， ? 氣焊（氣體火焰為熱源） ? 電弧焊（電弧為熱源） ? 電渣焊（熔渣電阻熱為熱源） ? 激光焊（激光束為熱源） ? 電子束焊（電子束為熱源） ? 等離子弧焊（壓縮電弧為熱源）。 成本低 。② 省工 密封性 ② 與 其它連接方法 (如螺栓連接 –固態(tài)成形，制件形狀受限制。 –鋼鐵工業(yè)， 20世紀增長了 28倍； 21世紀，仍將有很大的發(fā)展。 ? 面向 21世紀信息時代，鍛造仍將是制造金屬零件的基本方式之一。 工 （ 模 ） 具一般作直線運動 。對坯料施加外力 ， 使其產(chǎn)生塑性變形 ， 改變尺寸 、 形狀 ， 改善性能 ， 用以制造機械零件 、 工件或毛坯的成形加工方法 ?？s松 TSINGHUA UNIVERSITY ? 鑄造的特點 –優(yōu)點： ? 可鑄出內(nèi)腔 TSINGHUA UNIVERSITY TSINGHUA UNIVERSITY TSINGHUA UNIVERSITY TSINGHUA UNIVERSITY TSINGHUA UNIVERSITY TSINGHUA UNIVERSITY ? 從設(shè)計上對制造航空燃氣渦輪發(fā)動機渦輪葉片用的材料，提出的要求： – 高的抗氧化能力，即高的熱穩(wěn)定性； – 足夠的熱強性，即能在更高的溫度下具有抗蠕變和斷裂的能力； – 滿意的塑性和韌性； – 更高的抗熱疲勞性能，即對能引起熱應(yīng)力的熱交換的敏感性要低； – 足夠高的低循環(huán)疲勞強度； – 良好的抗腐蝕能力，以保持葉片的空氣動力性能； – 高的導(dǎo)熱性和低的熱膨脹系數(shù)； – 良好的焊接性能、鍛造性能，對于鑄件材料還應(yīng)具有優(yōu)良的鑄造性能、易于澆鑄成形等等。 TSINGHUA UNIVERSITY ? 高溫復(fù)合材料： – 高溫金屬基與金屬化合物基復(fù)合材料 具有較原基體更高的高溫強度 、 抗蠕變性 、 抗沖擊 、 耐熱疲勞等優(yōu)良的高溫性能 。 TSINGHUA UNIVERSITY TSINGHUA UNIVERSITY ? 金屬間化合物 ： – TiAl、 NiAl及難熔金屬硅化合物等金屬間化合物 ， 由于晶體中金屬鍵與共價鍵共存 ， 使其有可能同時兼有 金屬的韌性和陶瓷的高溫性能 。 – 目前 ， 鎳基高溫合金在發(fā)動機材料中所占比重約為40%。 – 不斷地提高鈦合金的工作溫度和強度 ， 以代替較重的鎳基高溫合金 ， 增加發(fā)動機的推重比 ，應(yīng)是新型鈦合金研究的重點 。 TSINGHUA UNIVERSITY TSINGHUA UNIVERSITY 發(fā)動機用的典型高溫材料系列 ? 高溫鈦合金： – 鈦合金與合金鋼相比具有比重小 、 強度高 、 耐高溫 、 抗腐蝕等優(yōu)點 。 ? 選擇材料基本性能要求：可承受的最高溫度、高溫比強度與比壽命、高濕抗菌化能力、韌性、導(dǎo)熱性和加工性。 – 在新一代軍用戰(zhàn)斗機 、 民用客機和軍用直升機上的用量比例已分別達到機身結(jié)構(gòu)重量的 24%、11%和 54%。 – 含鋰的鋁合金 較常規(guī)鋁合金有高的比強 、 比模和低密度 TSINGHUA UNIVERSITY TSINGHUA UNIVERSITY ? 鈦合金 ： – 鈦合金的發(fā)展是當今航空金屬結(jié)構(gòu)材料中最活躍的研究領(lǐng)域之一 ， – 其 比強度超過鋼和鋁合金 ， 允許的工作溫度高 ，有優(yōu)異的抗腐蝕性能 ， – 軍用戰(zhàn)斗機上被廣泛采用 ， 其占結(jié)構(gòu)重量的比例已由 F/A18E/F的 15%增加到 F22的 41%。 ? 飛機結(jié)構(gòu)用材將形成 “ 鋁合金為主，鋼用量明顯減少，鈦合金用量顯著增加，樹脂基復(fù)合材料在主承力結(jié)構(gòu)上全面應(yīng)用 ” 的新格局。 TSINGHUA UNIVERSITY ? 飛機設(shè)計已進入 損傷容限設(shè)計 時代 (損傷容限系指結(jié)構(gòu)在規(guī)定的使用周期內(nèi) ,抵抗由缺陷或損傷而導(dǎo)致破壞的能力 )，對產(chǎn)品的高可靠性和耐久性提出了很高的要求。 TSINGHUA UNIVERSITY 飛機 TSINGHUA UNIVERSITY 飛機的結(jié)構(gòu) TSINGHUA UNIVERSITY ? 飛機制造材料的發(fā)展 – 早期：木材、蒙皮、金屬絲、鋼索等， – 20世紀 30年代：金屬承力蒙皮 – 30~40年代：鎂合金，不銹鋼 – 40~50年代： 50年代中期才開始有 鈦合金 ，并被用于飛機的高溫部件。 TSINGHUA UNIVERSITY ? 航空航天飛行器的工作條件十分復(fù)雜和苛刻，而且彼此之間有很大的差異。 – 不但要求強度高，剛度好，而且要求重量輕。 – 必然要求構(gòu)成零部件的材料必須具有近于絕對的可靠性。TSINGHUA UNIVERSITY 航空材料及加工成形技術(shù)概論 ? 航空航天材料的服役環(huán)境及其要求 ? 毛坯選擇及其成形工藝 ? 輕合金材料加工成形技術(shù)的發(fā)展動向 TSINGHUA UNIVERSITY 一 .航空航天材料的服役環(huán)境及其要求 TSINGHUA UNIVERSITY ? 近乎絕對的可靠性 ： – 服役的環(huán)境大大區(qū)別于一般機械或地面及水面的運載工具， 航空航天材料最大的特點就是在空中運行。 – 在航空航天飛行中，任何一個零部件的可靠性都提高到非常重要的地位。 TSINGHUA UNIVERSITY ? 輕量化 ： – 空中或空間飛行器與一般機械差異的另一個重要特點是要千方百計減輕重量。 ? 航空航天工業(yè)中最為獨特的一句口號是 “ 為減輕每一克重量而奮斗 ” ， ? “ 比強度 ” 和 “ 比剛度 ” ：即單位重量的強度和剛度。 ? 對航空材料的主要要求是 耐高溫、高比強度、高比剛度、抗疲勞、耐腐蝕、長壽命和低成本。 – 60年代末期：大量使用 樹脂基復(fù)合材料 ， – 以后：又出現(xiàn)了 金屬基及碳、硼等纖維增強的各類復(fù)合材料。 ? 構(gòu)成飛機的主要的金屬結(jié)構(gòu)材料有 鋁合金、鎂合金、鈦合金、結(jié)構(gòu)鋼、高溫合金及各類復(fù)合材料等。 TSINGHUA UNIVERSITY TSINGHUA UNIVERSITY ? 鋁合金 ： – 高比強度 、 低成本 、 性能不斷改進和應(yīng)用技術(shù)相對成熟使鋁合金仍然是 飛機機體結(jié)構(gòu)的主要材料 – 提高耐久性和實現(xiàn)結(jié)構(gòu)減重等方面的需求始終牽引鋁合金向高強 、 高韌和耐蝕 （ 抗剝蝕和抗應(yīng)力腐蝕 ） 方向發(fā)展 。 TSINGHUA UNIVERSITY TSINGHUA UNIVERSITY ? 樹脂基復(fù)合材料 ： – 先進樹脂基復(fù)合材料具有比強度高 、 比剛度高 ，可設(shè)計性強 ， 抗疲勞裂紋 、 耐腐蝕和結(jié)構(gòu)尺寸穩(wěn)定性好 ， 便于 復(fù)雜結(jié)構(gòu)的大面積整體成形 ，易于實現(xiàn)結(jié)構(gòu)承載和隱形功能一體化等突出優(yōu)點 。 TSINGHUA UNIVERSITY TSINGHUA UNIVERSITY TSINGHUA UNIVERSITY 航空發(fā)動機 TSINGHUA UNIVERSITY ? 發(fā)動機材料的選擇、研究、開發(fā)及使用應(yīng)當建立在充分認識發(fā)動機材料使用的基本環(huán)境與要求的基礎(chǔ)上 ? 使用環(huán)境的基本特點是： 高溫，高載荷，高氧化腐蝕，而要求高性能重量比、高可靠性與長壽命 。 ? 當代高推比、低油耗發(fā)動機的關(guān)鍵是高溫結(jié)構(gòu)材料。 – 目前在 F100和 TF39發(fā)動機上的用量