材料的選擇2講解

的防腐蝕設(shè)計(jì)（之一）飛機(jī)結(jié)構(gòu)廣州民航職業(yè)技術(shù)學(xué)院邵茂敏飛機(jī)結(jié)構(gòu)防腐設(shè)計(jì)表面防腐處理排水通風(fēng)設(shè)計(jì)合理選擇材料有效的防腐劑有效的密封膠合理選擇材料表面防腐技術(shù)排水通風(fēng)設(shè)計(jì)有效的密封膠有效的防腐劑飛機(jī)結(jié)構(gòu)材料的選擇

3.1飛機(jī)用材料應(yīng)具備下列的基本條件：高的比強(qiáng)度和比剛度。(1)(2)優(yōu)良的耐高、低溫性能。(3)(4)高的斷裂韌性

優(yōu)良的耐腐蝕性能。

第一階段：1903-1919，木、布結(jié)構(gòu)16km/h1、飛機(jī)結(jié)構(gòu)材料的演變（5個(gè)階段）一、飛機(jī)結(jié)構(gòu)主要材料組成飛機(jī)結(jié)構(gòu)材料及其耐腐蝕性第二階段：1920-1949，鋁、鋼結(jié)構(gòu)600km/h（a）Me109型戰(zhàn)斗機(jī)（德國，1935年）（b）噴火式戰(zhàn)斗機(jī)（英國，1936年）SR-71“黑鳥”超音速偵察機(jī)340m/S--1200km/h美國（1966）第三階段：1950-1969年,鈦、鋁、鋼結(jié)構(gòu)

鋼材用量4%鋁合金61%，

鈦合金用量10%復(fù)合材料用量22%第四階段：1970-21世紀(jì)初,復(fù)合材料、鈦、鋁、鋼結(jié)構(gòu)（以鋁為主）鋼用量10%鋁合金用量20%鈦用量15%復(fù)合材料用量50%其它用量5%“夢想客機(jī)”波音787--2009第五階段：21世紀(jì)初～,復(fù)合材料、鋁、鈦、鋼結(jié)構(gòu)（以復(fù)合材料為主）影響飛機(jī)結(jié)構(gòu)腐蝕的因素：★材質(zhì)因素（產(chǎn)生腐蝕的內(nèi)部因素）★環(huán)境因素（產(chǎn)生腐蝕的外界條件）二、飛機(jī)用金屬材料的耐腐蝕特性飛機(jī)結(jié)構(gòu)材料及其耐腐蝕性1、鋁合金在一般大氣中耐蝕性較好，但在潮濕大氣中耐蝕性下降；原因是鈍化層保護(hù)膜發(fā)生水化作用，變成水化氧化物，保護(hù)作用下降鋁合金的主要腐蝕形態(tài)

點(diǎn)蝕晶間腐蝕剝蝕應(yīng)力腐蝕二、飛機(jī)用金屬材料的耐腐蝕特性﹠硬鋁合金等耐點(diǎn)蝕能力較差，通常在鋁合金表面包覆純鋁或進(jìn)行陽極化處理以提高抗蝕性能；A.點(diǎn)蝕：﹠點(diǎn)蝕是鋁合金最常見的腐蝕形態(tài)之一，鋁合金在大氣中產(chǎn)生點(diǎn)蝕的情況隨不同大氣的特點(diǎn)而異；﹠鋁合金在水中產(chǎn)生的點(diǎn)蝕較嚴(yán)重，甚至導(dǎo)致穿孔；﹠、

等防銹鋁合金耐點(diǎn)蝕性能較好。B.晶間腐蝕﹠、

、﹠鋁合金的晶間腐蝕與熱處理工藝密切相關(guān)；→自然時(shí)效時(shí)，晶間腐蝕傾向較低；→人工時(shí)效時(shí)，晶間腐蝕傾向很大。﹠、等防銹鋁合金一般不產(chǎn)生晶間腐蝕。﹠具有晶間腐蝕傾向的鋁合金在工業(yè)大氣和海洋大氣中都會(huì)發(fā)生

晶間腐蝕；產(chǎn)生晶間腐蝕傾向很大C.剝蝕﹠在飛機(jī)結(jié)構(gòu)中，

合金產(chǎn)生剝蝕的幾率最大﹠剝蝕多見于擠壓型材二、飛機(jī)用金屬材料的耐腐蝕特性D.應(yīng)力腐蝕最敏感的材料是：Al-Zn-Mg-Cu系合金。最常見的材料是7075鋁合金，通常在T6狀態(tài)下使用。具有極高的強(qiáng)度，但是，耐蝕性能(應(yīng)力腐蝕)較差，為了增強(qiáng)其耐蝕性能，可對其進(jìn)行過時(shí)效處理，常見的處理為T73，經(jīng)處理后強(qiáng)度稍有下降，耐蝕性大為增強(qiáng)。二、飛機(jī)用金屬材料的耐腐蝕特性2.1超高強(qiáng)度合金鋼常指拉伸強(qiáng)度1400MPa以上的高強(qiáng)度鋼，其主要特點(diǎn)是具有很高的強(qiáng)度和足夠的韌性。常用于制造承受很高應(yīng)力的重要構(gòu)件，如飛機(jī)起落架。

高的應(yīng)力腐蝕敏感性。對氫脆、鎘脆也較為敏感。

、2、結(jié)構(gòu)鋼二、飛機(jī)用金屬材料的耐腐蝕特性2.2碳鋼：20世紀(jì)30年代后常用來制造機(jī)翼后梁、主起落架樞軸、翼根連接件等，應(yīng)用廣泛的當(dāng)屬馬氏體鋼。耐蝕性能：

各種環(huán)境中的耐蝕性較低。需進(jìn)行有效的表面處理。、2、結(jié)構(gòu)鋼二、飛機(jī)用金屬材料的耐腐蝕特性2.3不銹鋼：易鈍合金；通常情況下具有極高的耐蝕性能(點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕除外)。缺點(diǎn)：一旦發(fā)生腐蝕，如果在腐蝕發(fā)生部位氧氣不足時(shí)，點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)較高。、2、結(jié)構(gòu)鋼二、飛機(jī)用金屬材料的耐腐蝕特性3、鎂合金★鎂合金電極電位低，與鋼、鈦等金屬接觸時(shí)，會(huì)受到嚴(yán)重的電偶腐蝕，即使經(jīng)過保護(hù)處理，其耐蝕能力不高；★鎂合金在大多數(shù)介質(zhì)中都不抗腐蝕，在純水與農(nóng)村大氣中也會(huì)腐蝕，在海洋大氣中更容易腐蝕。飛機(jī)座椅骨架變形易、可承受較大沖擊載荷二、飛機(jī)用金屬材料的耐腐蝕特性鎂合金在軍用飛機(jī)上的應(yīng)用情況3、鎂合金二、飛機(jī)用金屬材料的耐腐蝕特性4、鈦合金★鈦合金與氧有很高的親和力，容易生成氧化物的保護(hù)膜，因此在很多高活性介質(zhì)中(如海水中)具有較高的耐腐蝕性能；

國內(nèi)用鈦合金制造的水上飛機(jī)主起落架經(jīng)常直接與海水相互接觸，受海洋大氣及海水的共同作用，使用差不多20年后仍能保持其原有金屬光澤。二、飛機(jī)用金屬材料的耐腐蝕特性4、鈦合金★優(yōu)點(diǎn)：與碳纖維復(fù)合材料的相容性好。

新型民用客機(jī)在大量使用碳纖維復(fù)合材料后，鈦合金的使用比例越來越突出。如A380客機(jī)結(jié)構(gòu)中，鈦合金用量達(dá)10%，僅起落架和掛架兩個(gè)部件，鈦合金的用量就增加了2%?！锶秉c(diǎn)：對氫脆，鎘脆的敏感性高。二、飛機(jī)用金屬材料的耐腐蝕特性按照材料耐蝕性的高低，把材料分為四組：鎘、鋅、鋁及其合金IVIIIIII鎂合金鐵、鋼、錫及其合金黃銅、青銅、鉻、鎳、不銹鋼、鈦合金三、復(fù)合材料及其耐腐蝕性1、復(fù)合材料的概念和性能特點(diǎn)碳纖維織布碳纖維/樹脂疊層復(fù)合材料復(fù)合材料定義——由兩種或兩種以上組分、具有明顯界面和

特殊性能的人工合成多相固體新型材料。波音787機(jī)體結(jié)構(gòu)材料波音787復(fù)合材料整體機(jī)身段優(yōu)點(diǎn)密度小、比剛度和比強(qiáng)度高（碳纖維復(fù)合材料扭力桿，承