航空上常用的金属材料论文题目大全

铝及铝合金是目前应用最广泛之飞机制造材料铝及铝合金优点重量轻，差不多是同体积热处理铝合金如施以适当热处理其内部结构发生一种相变化，产生细致析出物，藉此种析出物，强化材料这种现象叫析出硬化还有诸如-钛，复合材料-碳纤维复合材料

航空工业中常用的铝合金主要集中在Al-Cu和Al-Zn两类合金。Al-Cu铸造合金是应用最早的一种铸造合金，其最大的特点是耐热性高，是所有铸流铝合金中耐热性最高的一类合金。其高温强度随着铜含量的增加而提高。但铜含量增加，合金的密度增加，脆性增大，耐蚀性降低。该合金具有高的热处理效果和热稳定性，适于铸造高温铸件。但这种合金的线收缩和热裂倾向大，铸造性能差，易产生热裂纹。为了提高合金液的流动性，改善其铸造性能，减少铸后热裂倾向，常加入适量的硅以形成一定量的三元共晶组织（α+Si+CuAl2）；但硅的加入同时会损害合金的室温性能及高温性能。相关信息铝合金是制造飞机用的主要材料。铝合金与制造汽车用的软钢比较起来，价格贵、密度小，相对密度为8，与软钢相对密度8比较，约轻三分之一，尽管强度相差不多，但对飞机来说，材料轻是最主要的，而且耐腐蚀性较强，加工也方便，故铝合金是制造飞机最理想的材料。硬铝根据其合金元素含量不同可分别制造铆钉、飞机的螺旋桨及飞机上的高强度零件；超硬铝是含有锌的硬铝，其硬度、强度均比硬铝高，不同品种的超硬铝用于制造各种结构零件、高载荷零件，是航空工业的重要材料之一。

航空上常用的金属材料论文题目

利用国内资源，开发我国航空材料新中国建国初期，冶炼高温合金的镍、铬奇缺，又受到国际严密封锁。所以1957年中国科学院金属研究所高温合金组工作一开始，便提出我国应开展以铁基代镍基高温合金及稀土金属在高温合金中的作用两个研究课题，并分析了当时镍基高温合金用量最大的是ЭИ437Б（GH33），于是与抚顺钢厂合作设计出808合金（GH135），并轧成棒材，模锻出涡轮叶片，但在试车过程中发生了共振而告失败。随后，北京钢研院和上海钢研所分别开发出可代ЭИ617作为涡轮叶片的红星13（GH130）及JF43（GH302），虽然都通过了长期试车，但没有真正代替ЭИ617作为叶片用于发动机，却广泛用做增压器等部件材料。由于20世纪60年代初我国最常用的ЭИ481（GH36）涡轮盘经常出现故障，困惑着从事高温合金研究的科技人员，于是用于叶片失败的808合金又转向涡轮盘；在北京钢铁学院主持下又开发出美国常用的两个涡轮盘牌号A286（GH132）及V57（GH136），为了解决引进斯贝发动机的需求，又组织全国力量试制了Incoloy901（GH109）。根据《中国高温合金40年》的统计，我国开发了30多种铁基高温合金，其中18种为独创。GH135（808）作为棒、盘材料起到开路先锋作用，而GH140（GR2）作为板材在我国开发的所有铁基高温合金中最富成效。GH140（GR2）是航空材料研究所于1958年开始研究的我国第一个板材铁基高温合金。它是以ЭИ703合金为基础，利用我国富有的钨、钼、铝、钛元素对合金进行综合强化，经过多项试验研究，突破冶炼和变形两个难关，确定了合金的基础成分后，与抚顺钢厂、鞍山钢铁公司、沈阳发动机厂合作，进行半工业性扩大试验，制成涡喷6发动机火焰筒，经二次长期试车考验。1962年在抚顺钢厂进行工业性扩大试验，克服了“重皮”和晶粒度偏大的问题。1966年生产定型，并逐步扩大在10多种发动机和飞机上使用，材料品种有薄板、中板、棒材、热轧管、冷拔管、丝材、环形件、锻件等。目前几乎所有特钢厂都能生产这种合金，成为我国航空工业使用最广，生产量最大的高温合金牌号之一。截止到1977年，各钢厂累计生产7000余吨，节镍3000多吨。

GH2302(GH302)沉淀硬化型变形高温合金GH2302是Fe-Ni-Cr基沉淀硬化型变形高温合金，合金可在700℃以下长期使用，850℃短时使用。合金的组织与性能稳定，具有良好的冷热加工成形性能。主要产品有棒材和板材。合金已用于制造涡轮喷气发动机加力燃烧室等，以及工业燃气轮机叶片等。合金在700℃和850℃元缺口敏感；在7500℃*10000h时效后，晶内普遍析出竹叶状Laves；该合金在固溶状态氩弧焊裂纹倾向性小，焊后再时效。板材进行接触焊接困难，应注意采用合适的焊接工艺。元素 C Cr Ni W Mo Al Ti Fe B Zr S P Si Mn小 0 0 5 5 8 3 Bal 大 08 0 0 5 2 3 8 01 05 01 02 6 6热处理制度热轧棒材：固溶1180℃保温2小时，水冷，时效处理800℃保温16小时，空冷热轧板材、冷轧板材：固溶1100℃-1130℃，空冷，时效处理800℃保温16小时，空冷密度：09

金家族之一：铝合金航空用铝合金密度低、耐腐蚀性能好，且具有较高的比强度、比刚度，容易加工成型，有足够的使用经验，这些优点使其成为飞机结构的理想材料。从诞生以来，铝合金随着飞机设计的要求而不断发展，其性能也日益强大。例如，1954年，英国的3架“彗星”飞机先后坠毁，事故分析表明，坠机的主要原因是材料疲劳以及部分 7075-T6铝合金构件被严重腐蚀。经过探索，研究人员突破了过时效热处理问题，研制出第二代耐腐蚀铝合金，有效提升了飞机的安全水平。如今，航空铝合金的发展已经进入第六阶段。2005年 4月 27日，世界上最大的宽体客机空客A380在图卢兹机场成功首飞。A380能够取得成功，先进材料的应用立下了汗马功劳。其中，加拿大铝业公司和美国铝业公司就为 A380开发了新型铝合金材料。根据 A380各部件的特点，加拿大铝业公司开发出了7040-T7651、7449、2027-T3511等一系列铝合金。每种合金都具有不同的性能和特点。在A380项目中，用7085锻件制造的应急舱门，零件数量从 147个减至 40个，紧固件由 1400个减至 450个，重量减轻了 20%，成本降低了 20%〜25%，承载能力和疲劳寿命也得到了显著提高。合金家族之二：钛合金钛及钛合金材料密度低、比强度高（目前金属材料中最高）、耐腐蚀、耐高温、无磁、组织性能和稳定性好，可以与复合材料结构直接连接，而且两者之间的热膨胀系数相近，不易产生电化学腐蚀，具有优良的综合性能。因此，钛合金在航空领域得到越来越广泛的应用。洛克希德公司的“黑鸟”高空高速战略侦察机 SR-71，飞行速度超过 3马赫，在高速飞行时，机体表面温度将超过常规铝合金蒙皮的极限，如果用钢制造，飞机重量会大大增加，影响飞行速度和升限等性能。因此，SR-71的机身大量采用了钛合金，总重达 30多吨，占飞机结构重量的 93%。随着人们对飞机性能要求的不断提高，民用飞机的钛合金用量也在逐渐增加。早期波音 707上的钛合金部件用量仅占结构总重量的 2%，到最新的波音 787，占比高达 15%。此外，钛合金也是制造航空发动机的主要材料。早期美国 F-4战斗机使用的 J79发动机，钛合金的用量只有50千克，不到总重量的2%。而现在大多数航空发动机的钛用量已经达到发动机总重量的25%〜30%。如波音 747、767的发动机 JT9D，其用钛量为总重量的 25%；空客A320的V2500发动机，其用钛量为总重量的 31%。钛合金的另一大用途是作为螺栓、铆钉等紧固件材料。这些紧固件虽小，但用量却很大，使用钛合金紧固件可以大大减轻重量。据估算，C-5大型运输机有 70%的紧固件为钛合金紧固件，飞机因此而减重 1吨左右。现在钛合金 3D打印技术已用于飞机制造。钛合金3D打印技术由于摆脱了传统的模具制造这一显著延长研发时间的环节，可以制造高精度、高性能、高柔性和快速制造结构十分复杂的金属零件，因而为先进飞机结构的快速研发提供了有力的技术手段。合金家族之三：超高强度钢超高强度钢在强度、刚性、韧性以及价格等方面具有很多优势，且拥有在承受极高载荷条件下保持高寿命和高可靠性的特点，在航空领域得到广泛使用。例如，飞机的起落架要承受冲击等复杂载荷，而且载荷巨大，同时还要求起落架舱容积尽可能小，超高强度钢绝对强度大、稳定性好，因此成为起落架的首选材料。20世纪 60年代，美国成功开发了 300M超高强度钢。300M钢的抗拉强度高，达到 1860MPa以上。它的横向塑性高，断裂韧性好，与同强度低合金超高强度钢相比，300M钢的抗疲劳性能更好，在介质中的裂纹扩展速率低。这些特点使得 300M钢成为大型飞机起落架的主要材料。1992年，美国又开发了 AreMet100。AreMet100与 300M的强度级别相同，但耐腐蚀性能和耐应力腐蚀性能较 300M钢有较大提高，是目前综合性能最好的超高强度钢。F-22、F/A-18E/F就使用了AreMet100作为飞机起落架的主要材料。

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由于钛强度大，重量较轻，抗腐蚀，既耐低温又耐高温，因而成了制造火箭、人造卫星、航天飞机、宇宙飞船理想的“空间金属”材料。钛在地壳中的含量为64%，仅次于铝、铁、镁，而占第4位，比铜、铅、锌、锡等常用的有色金属元素含量的总和还要多好几倍。在已勘探的800种矿石中含钛的就有784种。所以说，自然界中不含钛元素的矿石是很少的。提炼钛的主要工业矿物原料是金红石、钛铁矿、钙钛矿、钛磁铁矿和锐钛矿。拥有400多个座位的波音747巨型喷气式客机，F-14型战斗机和米格-31型高速战斗机都用钛制造。一艘核潜艇，要用几千吨钛。

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