中国航空材料手册.第1卷.结构钢、不锈钢

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出版者:中国标准出版社
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出版时间:2002-07-01
价格:110.0
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isbn号码:9787506624848
丛书系列:
图书标签:
  • 航空材料
  • 结构钢
  • 不锈钢
  • 材料手册
  • 中国航空
  • 工程材料
  • 金属材料
  • 航空工程
  • 机械工程
  • 工业标准
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具体描述

《中国航空材料手册.第1卷.结构钢、不锈钢》内容综述 本书聚焦于航空领域中关键的金属材料——结构钢与不锈钢的理论基础、制备工艺、性能表征、应用标准及在我国航空工业中的实际应用情况。 本卷作为航空材料领域的权威参考资料,旨在为航空工程师、材料科学家、研发人员及相关专业学生提供一套系统、深入且具有高度实践指导意义的技术指南。 本书的编写严格遵循国家航空标准和行业规范,力求全面覆盖结构钢和不锈钢在航空器设计、制造与服役中的全生命周期需求。全书内容组织严谨,逻辑清晰,既有扎实的材料科学原理阐述,亦有详尽的工程应用数据支持。 --- 第一部分:航空用结构钢的基础理论与分类 本部分详细介绍了航空用结构钢的基本冶金学原理,为理解其性能奠定理论基础。 1. 结构钢的冶金基础: 合金设计原理: 阐述了航空用钢为满足高强度、高韧性、抗疲劳及抗蠕变等苛刻要求所采用的合金元素(如碳、铬、镍、钼、钒等)的添加目的及其对基体组织(铁素体、奥氏体、马氏体、贝氏体)的影响机制。 相变与热处理动力学: 深入探讨了从奥氏体化到冷却过程中的相变行为,包括碳化物析出、晶粒尺寸控制、残余奥氏体转相等关键过程。重点分析了淬火、回火、正火等基本热处理工艺对钢材最终性能的决定性作用。 缺陷的形成与控制: 讨论了冶炼、连铸过程中可能出现的夹杂物(如硫化物、氧化物)、微裂纹、偏析等宏微观缺陷的形成机理,并介绍了先进的精炼技术(如真空感应熔炼、电渣重熔、真空自耗等)在提高钢材纯净度和均匀性方面的应用。 2. 结构钢的分类与牌号体系: 按主要用途分类: 详细介绍了用于制造起落架、挂架、结构梁、紧固件等关键承力部件的各类钢材。 马氏体时效钢(Maraging Steel): 集中阐述了高强度马氏体时效钢(如18Ni系列)的独特性质。分析了其低温相变特性、通过时效强化获得的超高强度和良好的断裂韧性之间的平衡机制。 低合金高强度钢(LHS)与中高合金钢: 对常用的铬-钼-钒合金钢以及更高合金化的耐热结构钢进行了详细的牌号对比和性能指标界定。 我国航空钢材的命名与标准体系: 明确了与国际标准接轨(如ASTM, AMS)以及我国自主标准(如GJB/Z体系)中相关钢材的对应关系和技术要求。 --- 第二部分:航空用不锈钢的特性与应用 本部分将视角转向不锈钢,重点介绍其在航空航天领域中,特别是在高温、腐蚀环境下的应用。 1. 不锈钢的耐蚀机理与合金化设计: 钝化膜的形成与稳定性: 解释了铬元素在不锈钢表面形成致密、稳定的氧化铬保护膜的电化学原理,这是不锈钢耐腐蚀性的核心。 抗应力腐蚀开裂(SCC): 针对航空器服役中常见的氯离子或高氯化物环境下的SCC问题,分析了镍、钼等元素对抑制SCC的贡献,并介绍了耐点蚀性能的评估方法。 2. 航空用不锈钢的四大主要类型: 奥氏体不锈钢(Austenitic Stainless Steels): 重点介绍300系列中适用于航空领域的特定牌号,如321(钛稳定化)和347(铌稳定化),分析其在高温下的抗晶间腐蚀能力及蠕变性能。 铁素体不锈钢(Ferritic Stainless Steels): 探讨了在需要特定磁性能或成本控制要求下的应用,以及其在高温抗氧化方面的潜力。 马氏体不锈钢(Martensitic Stainless Steels): 介绍其通过热处理可获得高强度和适度耐蚀性的特点,常用于次级结构件或特殊环境下的紧固件。 沉淀硬化不锈钢(PH Stainless Steels): 详细阐述了如17-4PH等沉淀硬化钢的制造工艺(固溶处理+时效处理),及其在保持良好加工性的前提下实现高强度的优势,是航空结构件的常用材料之一。 3. 焊接工艺对不锈钢性能的影响: 讨论了航空结构件中不锈钢焊接的特殊性,如焊接热影响区(HAZ)的晶粒粗大化、敏化(析出碳化物导致耐腐蚀性下降)等问题,并提出了相应的焊接方法控制(如脉冲TIG焊、电子束焊)及焊后处理技术(如恢复退火)。 --- 第三部分:材料的性能测试、评价与标准 本部分是连接材料科学与工程应用的桥梁,详细规定了对航空用钢材和不锈钢进行质量控制和性能验证的手段。 1. 机械性能的全面表征: 静态力学性能: 规定了抗拉强度、屈服强度、延伸率和断面收缩率的测试方法和验收标准。 断裂韧性与抗疲劳性能: 强调了航空材料对裂纹扩展的抵抗能力。详细介绍了KIC(平面应变断裂韧性)、CTOD(裂纹尖端张开位移)的测试流程,以及高周疲劳(HCF)和低周疲劳(LCF)的S-N曲线绘制与寿命评估方法。 冲击韧性: 阐述了夏比(Charpy)V型缺口冲击试验在评估材料抗脆性断裂能力中的重要性,特别是对不同温度敏感性的分析。 2. 物理性能与服役环境评估: 蠕变与松弛性能: 针对高温部件(如发动机附件或涡轮后机匣),分析了材料在长期恒定应力下的形变趋势,以及阿伦尼乌斯(Arrhenius)方程在寿命预测中的应用。 密度与比强度分析: 讨论了如何在满足特定强度要求下,通过优化合金体系和热处理工艺来最小化材料密度,以实现结构轻量化。 耐腐蚀性测试规程: 依据GJB标准,详细列出了盐雾试验、湿热循环试验以及特定介质(如航空燃油、液压油)浸泡测试的方法和合格标准。 3. 无损检测(NDT)技术在质量控制中的应用: 系统介绍了超声波探伤、射线探伤(X射线/γ射线)、磁粉探伤和涡流探伤在检测结构钢和不锈钢内部及表面的微小缺陷(如内部气孔、夹杂、表面裂纹)中的具体操作规范和判读标准。 --- 第四部分:加工、成型与应用实例 本部分将理论知识转化为实际的工程操作指南,涵盖材料的制造、成型以及在具体航空产品中的应用案例。 1. 材料的制备与加工工艺: 锻造与轧制工艺控制: 强调了航空级材料对变形工艺的严格要求,特别是对终锻温度、镦拔比和循环变形次数的控制,以确保晶粒流线方向与主要应力方向一致,最大化材料性能。 精密加工与表面完整性: 讨论了高速切削、磨削过程中可能引起的表面残余应力、热损伤层(SCL)和微观冶金变化,以及如何通过精磨或表面强化技术(如喷丸处理)来提高疲劳寿命。 连接技术: 涉及高强度钢的机械连接(铆接、螺栓连接)和压力焊技术在航空结构装配中的具体应用规范。 2. 典型结构部件的材料选型与分析: 起落架系统: 深入分析了对超高强度和高韧性有极高要求的起落架主承力轴、减震支柱等部件所选用的特定超高强度马氏体时效钢或高合金调质钢的选型依据和服役经验总结。 发动机紧固件与轴系: 阐述了在高温高应力下,如何利用沉淀硬化不锈钢或特殊合金钢来保证螺栓、螺母和传动轴的可靠性。 机身结构件: 讨论了在需要局部耐腐蚀或耐磨损区域应用特定奥氏体或PH不锈钢的案例。 本书的最终目标是成为我国航空制造领域一套可靠、全面且可追溯的材料技术基石,为保证我国航空产品的安全性和先进性提供坚实的材料保障。

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作为一名材料工程的学生,我在寻找一本真正能深入浅出讲解工程应用的书籍,而不是晦涩难懂的理论堆砌。这本书的定位似乎很明确——“手册”,这暗示了它应该具有很强的实用性和参考价值。我特别关注那些在实际制造和维护过程中会遇到的问题,比如焊接性如何?不同热处理工艺对性能的影响有多大?尤其对于结构钢,其疲劳性能和断裂韧性数据是否详尽?而不锈钢部分,我更想知道针对航空环境(如盐雾、高低温交变)的抗腐蚀性能测试数据和防护措施。如果这本书能提供清晰的图表、规范的流程图和标准化的性能曲线,那无疑是对我日常学习和未来工作极大的助力。我希望它能像一个经验丰富的老工程师坐在我身边,随时指导我查阅正确的材料规格和处理参数,而不是仅仅停留在基础的材料学介绍层面。

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我是一个需要快速定位信息的工程师,对那种长篇大论的叙述方式非常不耐烦。我希望这本“手册”的排版和结构能够极其高效和便捷。这意味着每个材料牌号都应该有固定的信息模板:化学成分范围、标准规范引用、关键力学性能(屈服、拉伸、冲击、疲劳)、典型应用部位举例,以及相关的工艺窗口指导。如果能有一个强大的索引系统,能让我通过材料牌号快速定位到其所有相关信息,那就太完美了。我希望它能摆脱传统教科书的窠臼,真正服务于一线工作者。我不需要读到关于铁碳相图的冗长介绍,我需要的是**“如果我要用这个钢种做A部件,我的热处理温度应该是多少,以及预期的最低抗拉强度是多少”**这类直接的、可操作的指导信息。

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我对航空材料的了解更多偏向于结构设计层面,但深知材料的可靠性是设计成功的前提。因此,我非常关注手册中关于“质量保证”和“失效分析”的部分。这本书是否有关于这些结构钢和不锈钢在服役过程中可能遇到的典型失效模式(如氢脆、应力腐蚀开裂、蠕变)的案例分析?它是否提供了中国行业内对于这些材料在使用寿命评估和残余寿命预测的方法论?如果书中能够结合实际工程案例,深入剖析某一特定材料在特定载荷条件下的行为表现,并给出相应的材料选择和设计许用应力的建议,那这本书的价值就不仅仅是停留在介绍材料本身,更是上升到了工程决策层面。这种深层次的结合,是我作为设计人员最看重的部分。

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这套书的标题让我眼前一亮,**《中国航空材料手册.第1卷.结构钢、不锈钢》**,听起来就充满了硬核的专业气息。我一直对航空航天领域抱有浓厚的兴趣,尤其是材料科学这个基石。我希望能在这本书里找到关于这些关键金属材料的全面、深入的解析。我期望它能详细介绍中国在航空结构钢和不锈钢领域所采用和研发的最新材料体系,比如那些用于关键承力部件的高强度低合金钢,或者是在极端温度下仍能保持优异性能的特种不锈钢。理想情况下,书中应该会涵盖从微观组织、力学性能、腐蚀特性到加工工艺和无损检测的全过程。如果能看到具体的牌号标准、应用案例对比,甚至是对未来材料发展趋势的预测,那就更棒了。毕竟,航空材料是保证飞行器安全和性能的生命线,任何一个细节的缺失都可能带来巨大的风险。我非常期待这本书能成为我查阅和学习中国航空材料技术细节的权威参考。

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说实话,市面上很多声称是“手册”的专业书籍,内容往往过于陈旧,或者仅仅是各国旧标准的简单汇编,缺乏本土化和前瞻性。我迫切希望这套《中国航空材料手册》能够展现出中国航空工业在材料方面最新的、具有自主知识产权的成果。我期待书中能详细介绍那些为了突破西方技术封锁而研制的“国产替代”材料的具体性能突破点。比如,在超高强度钢方面,中国是否已经达到了国际先进水平?在特定高温应用中的特种不锈钢,其成分设计和性能优化是如何实现的?我尤其关注那些对性能提升起到决定性作用的“黑科技”——例如,通过微量元素调控或先进凝固技术实现的材料性能飞跃。这本书如果能做到这一点,它就不仅仅是一本参考书,更是一部展示中国航空材料科技实力的白皮书。

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