飛機(jī)材料-航空材料力學(xué)基礎(chǔ) 5課件

飛機(jī)材料—

—航空材料力學(xué)基礎(chǔ)課件制作人謝偉杰2013.010飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理基礎(chǔ)系列之二飛機(jī)材料—

—航空材料力學(xué)基礎(chǔ)課件制作人謝偉杰0飛機(jī)結(jié)0三、飛機(jī)結(jié)構(gòu)常用金屬材料1.概述飛機(jī)之所以能高效、安全飛行，是因?yàn)榇罅坎捎酶弑葟?qiáng)度、高比模量的輕質(zhì)、高強(qiáng)、高模材料。從而提高飛機(jī)的結(jié)構(gòu)效率，降低飛機(jī)結(jié)構(gòu)的重量系數(shù)。1三、飛機(jī)結(jié)構(gòu)常用金屬材料1.概述11高比強(qiáng)度、高比模量的輕質(zhì)、高強(qiáng)、高模材料。樹(shù)脂基復(fù)合材料鈦合金鋁合金鋼2高比強(qiáng)度、高比模量的輕質(zhì)、高強(qiáng)、高模材料。22波音飛機(jī)結(jié)構(gòu)最常用的金屬材料是鋁合金。此外，經(jīng)常用的金屬材料還有耐蝕鋼（簡(jiǎn)稱CRES）、鈦合金和合金鋼。下圖所示是各種材料在波音737-500及其同代飛機(jī)中所占的重量比，從圖中可以看出鋁合金所占的重量比最大。3波音飛機(jī)結(jié)構(gòu)最常用的金屬材料是鋁合金。此外，經(jīng)常用的金屬3444隨著飛機(jī)設(shè)計(jì)及材料科學(xué)的發(fā)展，樹(shù)脂基復(fù)合材料和鈦合金的用量增加，傳統(tǒng)的鋁合金和鋼的用量相應(yīng)減少。

————趨勢(shì)5隨著飛機(jī)設(shè)計(jì)及材料科學(xué)的發(fā)展，樹(shù)脂基復(fù)合材料和鈦合金的用量增5以B777為例，樹(shù)脂基復(fù)合材料的用量已經(jīng)占整機(jī)結(jié)構(gòu)重量的11%，鈦合金的用量已經(jīng)占整機(jī)結(jié)構(gòu)重量的7%，而鋁合金的用量已經(jīng)下降至整機(jī)結(jié)構(gòu)重量的70%，而且大量使用改進(jìn)后的先進(jìn)鋁合金。6以B777為例，樹(shù)脂基復(fù)合材料的用量已經(jīng)占整機(jī)結(jié)構(gòu)重量的6以F22為例，樹(shù)脂基復(fù)合材料的用量已經(jīng)占整機(jī)結(jié)構(gòu)重量的24%，鈦合金的用量已經(jīng)占整機(jī)結(jié)構(gòu)重量的41%，而鋁合金的用量已經(jīng)下降至整機(jī)結(jié)構(gòu)重量的15%，鋼的用量只占整機(jī)結(jié)構(gòu)重量的5%。7以F22為例，樹(shù)脂基復(fù)合材料的用量已經(jīng)占整機(jī)結(jié)構(gòu)重量的27

所以，只能說(shuō)波音商用飛機(jī)的主要結(jié)構(gòu)材料是鋁合金。8882.使用金屬材料注意事項(xiàng)使用金屬材料尤其是進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)需注意不要損傷材料，任何小的損傷如刮傷、劃傷、毛刺等，都會(huì)影響材料的疲勞強(qiáng)度。92.使用金屬材料注意事項(xiàng)992.使用金屬材料注意事項(xiàng)裸露的鋁合金表面或機(jī)械加工、鉆孔后裸露出來(lái)的鋁合金表面應(yīng)該施加防腐層。其它金屬表面如鈦合金、CRES、鎳基合金，有時(shí)也需要施加相應(yīng)的防腐層。102.使用金屬材料注意事項(xiàng)10101.鋁合金的特點(diǎn)——為什么鋁合金是飛機(jī)主要的結(jié)構(gòu)材料？a比強(qiáng)度高。鋁合金具有高強(qiáng)度和低密度的特點(diǎn)，能有效減輕構(gòu)件的重量，因而廣泛用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)中，是飛機(jī)結(jié)構(gòu)最常用的金屬材料。

11四、鋁合金簡(jiǎn)介1.鋁合金的特點(diǎn)——為什么鋁合金是飛機(jī)主要的結(jié)構(gòu)材料？1111b良好的抗腐蝕性。鋁合金表面極易生成氧化物，這層氧化物膜具有良好的抗腐蝕性。c易于加工成型。鋁合金的機(jī)械加工性能較好，易于加工成各種形狀。12b良好的抗腐蝕性。鋁合金表面極易生成氧化物，這層氧化物膜具12d鋁合金產(chǎn)品形式多樣，供應(yīng)量充足，而且價(jià)格比較便宜。（BOEING說(shuō)的）有多種鋁合金產(chǎn)品供應(yīng)，如片材、板材、擠壓型材、鍛件、鑄件等。e可以通過(guò)合金化、熱處理等加工過(guò)程獲得不同性能。13d鋁合金產(chǎn)品形式多樣，供應(yīng)量充足，而且價(jià)格比較便宜。（BO132鋁合金的編號(hào)系統(tǒng)a鍛制鋁合金是以一個(gè)四位號(hào)碼系統(tǒng)作為鑒別，例如2024、7075等。b四位號(hào)碼的第一位表示鋁合金的組類。不同組類的鋁合金所含的主要合金元素不同，見(jiàn)表1。142鋁合金的編號(hào)系統(tǒng)141415表1不同組類的鍛制鋁合金所含的主要合金元素鋁合金的組類主要的合金元素1XXX鋁合金中鋁含量至少99%2XXX銅（Al—Cu—Mg合金）3XXX錳4XXX硅5XXX鎂6XXX鎂和硅7XXX鋅（Al—Zn—Cu—Mg合金）8XXX其它元素9XXX還沒(méi)有使用的系列15表1不同組類的鍛制鋁合金所含的主要合金元素鋁合金的組類主152鋁合金的編號(hào)系統(tǒng)c四位號(hào)碼的第二位表示鋁合金設(shè)計(jì)或改進(jìn)的次序(版本號(hào))?！?”表示初版，未經(jīng)改進(jìn)；“1”表示第一次改進(jìn)；“2”表示第二次改進(jìn)；162鋁合金的編號(hào)系統(tǒng)16162鋁合金的編號(hào)系統(tǒng)d四位號(hào)碼的第三、四位表示鋁合金的名稱。這兩位數(shù)字與合金中所含的合金元素的種類及重量比有關(guān)。172鋁合金的編號(hào)系統(tǒng)1717例子：18例子：1818例子：19例子：1919３包鋁a在一些鋁合金表面有包鋁層，這層包鋁層是一層幾乎是純鋁的鋁薄片，在高溫高壓下熔合到基體表面而形成。20３包鋁2020例子：21基體鋁合金包鋁層Fig2鋁合金的包鋁層例子：21基體鋁合金包鋁層Fig2鋁合金的包鋁層21３包鋁b包鋁層的作用： 防腐，提高鋁合金的耐腐蝕能力；提供光亮表面。22３包鋁2222３包鋁c包鋁層的材料：

2024和2524鋁合金的包鋁層材料是1230鋁合金；

7075鋁合金的包鋁層材料是7072。（純度比較高的鋁合金，不是純鋁．）23３包鋁2323３包鋁d包鋁層的厚度2024和2524鋁合金包鋁層厚度：0.063”以下的板材，每層包鋁層厚度為總厚度的5%；

0.064”以上的板材，每層包鋁層厚度為總厚度的2.5%。

24３包鋁2424３包鋁d包鋁層的厚度7075鋁合金包鋁層厚度：

0.063”以下的板材，每層包鋁層厚度為總厚度的4%；0.064”~0.187”的板材，每層包鋁層厚度為總厚度的2.5。

0.188”以上的板材，每層包鋁層厚度為總厚度的1.5%。25３包鋁2525３包鋁e包鋁層的表示方法在鋁合金名稱后面加上Clad或Alclad即可。

2024CLAD。26３包鋁2626f包鋁層的注意事項(xiàng)

有包鋁層的鋁合金一般比較光亮（這是包鋁鋁合金與非包鋁鋁合金的外觀區(qū)別），耐腐蝕性能也較好；但是，包鋁層很薄，極易受破壞，輕微劃傷、刮傷、摩擦都可能破壞包鋁層，而且包鋁層幾乎不可恢復(fù)，所以，使用包鋁鋁合金時(shí)要小心，注意保護(hù)鋁合金表面的包鋁層免受破壞。

27f包鋁層的注意事項(xiàng)27274鋁合金的熱處理a鋁合金的熱處理包括加熱和冷卻等一系列過(guò)程，目的是使鋁合金獲得更好的狀況與性能。284鋁合金的熱處理2828b常用的鋁合金熱處理過(guò)程有：溶液熱處理（SolutionTreating）：將鋁合金加熱至800~900℉，保持充足的時(shí)間讓材料轉(zhuǎn)變到過(guò)飽和固溶體狀態(tài)的過(guò)程。29b常用的鋁合金熱處理過(guò)程有：2929快速冷卻(Quenching)：將過(guò)飽和固溶體狀態(tài)的鋁合金在冷卻媒質(zhì)（水、空氣、灰……）中冷卻，使合金元素固定于過(guò)飽和狀態(tài)的過(guò)程。即淬火。30快速冷卻(Quenching)：將過(guò)飽和固溶體狀態(tài)的鋁合金在30鋁合金淬火后，材料硬度？。強(qiáng)度？31鋁合金淬火后，材料硬度？。3131鋁合金淬火后，材料硬度下降，塑性增強(qiáng)。獲得短暫的可加工性。所以，在扳金加工時(shí)，為了獲得可加工性，經(jīng)常講鋁合金熱處理至“O”狀態(tài)或“W”狀態(tài)。機(jī)械加工完成后，再時(shí)效（自然時(shí)效或人工時(shí)效）至TX狀態(tài)，以獲得良好的機(jī)械性能32鋁合金淬火后，材料硬度下降，塑性增強(qiáng)。獲得短暫的可加工性。332老化（或叫時(shí)效）（Aging）：在自然條件下（自然時(shí)效）或250~350℉下（人工時(shí)效）保持一定時(shí)間，使一個(gè)或幾個(gè)合金元素從過(guò)飽和狀態(tài)下沉淀出來(lái)的過(guò)程。時(shí)效后，鋁合金的強(qiáng)度、硬度上升，塑性下降。33老化（或叫時(shí)效）（Aging）：在自然條件下（自然時(shí)效）或233時(shí)效分自然時(shí)效——2XXX鋁合金人工時(shí)效——7XXX鋁合金

34時(shí)效分3434NOTE：2XXX系列鋁合金一般采用自然老化；而7XXX系列鋁合金一般采用人工老化。7XXX鋁合金需要在較高溫度下（250~350）老化，因?yàn)槭覝叵乱?jīng)歷很長(zhǎng)時(shí)間（至少幾十年）才能達(dá)到老化效果；2XXX鋁合金在室溫下幾小時(shí)就能達(dá)到老化效果，故一般自然老化35NOTE：2XXX系列鋁合金一般采用自然老化；而7XXX系列35c熱處理過(guò)程的編號(hào)系統(tǒng)每一個(gè)熱處理狀況用一個(gè)編號(hào)表示，不同編號(hào)代表的熱處理過(guò)程不同。熱處理的編號(hào)放置于鋁合金四位名稱編號(hào)之后，二者之間用“—”連接。例如：2024—T3，7075—T6。36c熱處理過(guò)程的編號(hào)系統(tǒng)3636常用的鋁合金熱處理編號(hào)的含義見(jiàn)表2。37表2常用的鋁合金熱處理編號(hào)熱處理編號(hào)含義-O退火T3溶液熱處理+冷加工+自然時(shí)效（自然老化）T4溶液熱處理+自然時(shí)效（自然老化）T6溶液熱處理+人工時(shí)效（人工老化）T7溶液熱處理+人工過(guò)時(shí)效（人工過(guò)老化）常用的鋁合金熱處理編號(hào)的含義見(jiàn)表2。37表2常用的鋁合金熱37NOTE：對(duì)于2024鋁合金，T3和T4熱處理差別不大。38NOTE：對(duì)于2024鋁合金，T3和T4熱處理差別不大。3838NOTE：7075鋁合金T6狀態(tài)是峰值時(shí)效，T6狀態(tài)下的7075鋁合金強(qiáng)度最高；T7狀態(tài)是過(guò)時(shí)效，T7狀態(tài)下的7075鋁合金強(qiáng)度較低（下降10~15%），但抗腐蝕特別是抗應(yīng)力腐蝕能力明顯提高。39NOTE：7075鋁合金T6狀態(tài)是峰值時(shí)效，T6狀態(tài)下的7039NOTE：對(duì)于7075鋁合金T6不可以替代T7；T7可以替代T6，但強(qiáng)度要加厚。40NOTE：對(duì)于7075鋁合金T6不可以替代T7；T7可以替代405鋁合金板材的厚度規(guī)格BOEING使用的或者飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理中常用的鋁合金板材有以下幾個(gè)規(guī)格：415鋁合金板材的厚度規(guī)格414142表3常用的鋁合金板材的厚度規(guī)格（單位英寸）0.0120.0630.0160.0710.0200.0800.0250.0900.0320.1000.0360.1250.0400.1600.0450.1900.0500.2000.05642表3常用的鋁合金板材的厚度規(guī)格（單位英寸）0.0120.425鋁合金板材的厚度規(guī)格NOTE：鋁合金板材厚度是有一定規(guī)格的，并不是所有厚度的鋁合金板材都有。例如0.065、0.105厚度的板材沒(méi)有。435鋁合金板材的厚度規(guī)格43435鋁合金板材的厚度規(guī)格NOTE：結(jié)構(gòu)修理中，往往根據(jù)強(qiáng)度要求計(jì)算需要的鋁合金板材厚度，如果計(jì)算出來(lái)的厚度值不恰好是以上規(guī)格之一，則應(yīng)該取比計(jì)算值大的相鄰規(guī)格。例如：需要使用0.065英寸厚的鋁合金，則應(yīng)該選用0.071英寸的鋁合金板材。

445鋁合金板材的厚度規(guī)格44446鋁合金板材的替代當(dāng)結(jié)構(gòu)修理或制作修理部件時(shí)，如果沒(méi)有所需要的鋁合金板材，允許用另一種鋁合金板材替代，替代的原則是參照SRM51-30-01。材料替代時(shí)，應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題：456鋁合金板材的替代4545a強(qiáng)度要求，替代材料的強(qiáng)度不能小于原材料，也不能太強(qiáng)度，應(yīng)于等強(qiáng)度為準(zhǔn)則。嚴(yán)格按照SRM進(jìn)行替代就可以滿足強(qiáng)度要求。b替代條件。查閱SRM時(shí)，應(yīng)同時(shí)注意標(biāo)注，材料的替代往往是有一定條件的。比如使用溫度、防腐要求。46a強(qiáng)度要求，替代材料的強(qiáng)度不能小于原材料，也不能太強(qiáng)度，應(yīng)46c間隙問(wèn)題，替代材料往往與原材料厚度不一致，這可能引起間隙不足或間隙過(guò)大的問(wèn)題。實(shí)際使用時(shí)應(yīng)該考慮。d最小彎曲半徑，如果用更厚或更硬的材料替代原材料，則彎曲半徑需要加大，零件的形狀可能會(huì)受影響。47c間隙問(wèn)題，替代材料往往與原材料厚度不一致，這可能引起間隙47e防腐蝕問(wèn)題，如果用裸鋁合金代替包鋁合金，應(yīng)該增加防腐保護(hù)，比如阿洛丁或多加一層底漆等。48e防腐蝕問(wèn)題，如果用裸鋁合金代替包鋁合金，應(yīng)該增加防腐保護(hù)4849表4鋁合金的板材替代厚度系數(shù)（單位英寸）

（737-700SRM51-30-01）替代厚度系數(shù)原材料替代材料7075T67075T6CLAD2024T32024T3CLAD2024T42024T4CLAD⑶⑶⑺⑷⑸⑷⑸⑷⑸⑷⑸7075T61.001.101.25⑹1.33⑹⑹⑹⑹⑹7075T6C1.001.001.16⑹1.23⑹⑹⑹⑹⑹2024T31.00⑴1.00⑴1.001.001.091.101.141.211.241.312024T3C1.00⑴1.00⑴1.001.001.001.001.001.001.161.292024T421.00⑴1.00⑴1.001.001.001.001.001.001.091.142024T42C1.00⑴1.00⑴1.001.001.001.001.001.001.001.0049表4鋁合金的板材替代厚度系數(shù)（單位英寸）替代49⑴：不允許在增壓區(qū)、機(jī)翼、中央油箱、48段機(jī)身、發(fā)動(dòng)機(jī)吊架結(jié)構(gòu)及損傷容限區(qū)替代；⑶：適用于所有厚度的板材和板彎件；⑷：僅適用于厚度小于0.071的板材；⑸：僅適用于厚度大于0.071的板材，以及板彎件；⑹：不允許用于更換部件時(shí)的替代；⑺：不適用于粘接結(jié)構(gòu)。

50⑴：不允許在增壓區(qū)、機(jī)翼、中央油箱、48段機(jī)身、發(fā)動(dòng)機(jī)吊架結(jié)50替代厚度系數(shù)的應(yīng)用：假如要求使用0.040的7075T6鋁合金，但沒(méi)有，想用7075T6CLAD鋁合金替代，求替代材料（7075T6CLAD鋁合金）的厚度？51替代厚度系數(shù)的應(yīng)用：5151替代厚度系數(shù)的應(yīng)用：（1）查表4（或SRM51-30-01）得，替代厚度系數(shù)為1.10；（2）替代材料要求的厚度=原材料厚度×替代厚度系數(shù)

=0.040×1.10=0.04452替代厚度系數(shù)的應(yīng)用：5252（3）因?yàn)闆](méi)有0.044厚的鋁板規(guī)格，根據(jù)如果計(jì)算出來(lái)的厚度值不恰好是以上規(guī)格之一，則應(yīng)該取比計(jì)算值大的相鄰規(guī)格這一原則，應(yīng)取厚度值為0.045。（4）所以替代材料（7075T6CLAD鋁合金）的厚度為0.045英寸。53（3）因?yàn)闆](méi)有0.044厚的鋁板規(guī)格，根據(jù)如果計(jì)算出來(lái)的厚度537鋁合金型材鋁合金型材分為板彎件和擠壓件，板彎件指用板材彎曲加工成型的型材，擠壓件指經(jīng)過(guò)擠壓加工成型的型材。板彎型材和擠壓型材可以通過(guò)外形分辨出來(lái)。547鋁合金型材54547鋁合金型材55板彎件擠壓件7鋁合金型材55板彎件擠壓件557鋁合金型材擠壓件在拐角處的橫截面面積較大，所以相同材料、相同厚度的擠壓件與板彎件相比較，強(qiáng)度較大。所以板彎件不能等厚度代替擠壓件。567鋁合金型材5656有各種規(guī)格的（各種形狀、尺寸、厚度）板彎件和擠壓件，常用的可以在結(jié)構(gòu)修理手冊(cè)（SRM）中可以找到。BOEING對(duì)板彎件和擠壓件有一定的標(biāo)準(zhǔn)，一般用“AND1XXXX—XXXX”或“BAC—XXXX-XXX”兩種代碼表示。注：XXXX代表數(shù)字。

57有各種規(guī)格的（各種形狀、尺寸、厚度）板彎件和擠壓件，常用的可57BAC—（BoeingAirplaneCompanyPartStandard）,即波音飛機(jī)公司零件標(biāo)準(zhǔn)。例如：BAC1495–155（前機(jī)身桁條）

58BAC—（BoeingAirplaneCompan58例如：BAC1503–101048（后貨艙前壁扳下弦角材）

59例如：BAC1503–1010485959AND—（Army-NavyAeronauticalDesignStandard）,即陸軍-海軍航空設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。例如：AND10136-150360AND—（Army-NavyAeronautical60請(qǐng)仔細(xì)觀察，BAC和AND1兩種系列的鋁合金形狀不同。61請(qǐng)仔細(xì)觀察，BAC和AND1兩種系列的鋁合金形狀不同。661應(yīng)該說(shuō)明的是，這兩種代碼都只說(shuō)明鋁合金型材的尺寸規(guī)格，并不表示鋁合金的編號(hào)（種類）、表面涂層以及長(zhǎng)度。所以在訂購(gòu)鋁合金型材時(shí)，不但要標(biāo)出鋁合金型材的標(biāo)準(zhǔn)號(hào)，而且要注明材料、表面涂層以及長(zhǎng)度。例如：AND10136–15037075T7511，6英尺62應(yīng)該說(shuō)明的是，這兩種代碼都只說(shuō)明鋁合金型材的尺寸規(guī)格，并62待續(xù)

謝謝大家63待續(xù)謝謝大家63飛機(jī)材料—

—航空材料力學(xué)基礎(chǔ)課件制作人謝偉杰2013.0164飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理基礎(chǔ)系列之二飛機(jī)材料—

—航空材料力學(xué)基礎(chǔ)課件制作人謝偉杰0飛機(jī)結(jié)64三、飛機(jī)結(jié)構(gòu)常用金屬材料1.概述飛機(jī)之所以能高效、安全飛行，是因?yàn)榇罅坎捎酶弑葟?qiáng)度、高比模量的輕質(zhì)、高強(qiáng)、高模材料。從而提高飛機(jī)的結(jié)構(gòu)效率，降低飛機(jī)結(jié)構(gòu)的重量系數(shù)。65三、飛機(jī)結(jié)構(gòu)常用金屬材料1.概述165高比強(qiáng)度、高比模量的輕質(zhì)、高強(qiáng)、高模材料。樹(shù)脂基復(fù)合材料鈦合金鋁合金鋼66高比強(qiáng)度、高比模量的輕質(zhì)、高強(qiáng)、高模材料。266波音飛機(jī)結(jié)構(gòu)最常用的金屬材料是鋁合金。此外，經(jīng)常用的金屬材料還有耐蝕鋼（簡(jiǎn)稱CRES）、鈦合金和合金鋼。下圖所示是各種材料在波音737-500及其同代飛機(jī)中所占的重量比，從圖中可以看出鋁合金所占的重量比最大。67波音飛機(jī)結(jié)構(gòu)最常用的金屬材料是鋁合金。此外，經(jīng)常用的金屬6768468隨著飛機(jī)設(shè)計(jì)及材料科學(xué)的發(fā)展，樹(shù)脂基復(fù)合材料和鈦合金的用量增加，傳統(tǒng)的鋁合金和鋼的用量相應(yīng)減少。

————趨勢(shì)69隨著飛機(jī)設(shè)計(jì)及材料科學(xué)的發(fā)展，樹(shù)脂基復(fù)合材料和鈦合金的用量增69以B777為例，樹(shù)脂基復(fù)合材料的用量已經(jīng)占整機(jī)結(jié)構(gòu)重量的11%，鈦合金的用量已經(jīng)占整機(jī)結(jié)構(gòu)重量的7%，而鋁合金的用量已經(jīng)下降至整機(jī)結(jié)構(gòu)重量的70%，而且大量使用改進(jìn)后的先進(jìn)鋁合金。70以B777為例，樹(shù)脂基復(fù)合材料的用量已經(jīng)占整機(jī)結(jié)構(gòu)重量的70以F22為例，樹(shù)脂基復(fù)合材料的用量已經(jīng)占整機(jī)結(jié)構(gòu)重量的24%，鈦合金的用量已經(jīng)占整機(jī)結(jié)構(gòu)重量的41%，而鋁合金的用量已經(jīng)下降至整機(jī)結(jié)構(gòu)重量的15%，鋼的用量只占整機(jī)結(jié)構(gòu)重量的5%。71以F22為例，樹(shù)脂基復(fù)合材料的用量已經(jīng)占整機(jī)結(jié)構(gòu)重量的271

所以，只能說(shuō)波音商用飛機(jī)的主要結(jié)構(gòu)材料是鋁合金。728722.使用金屬材料注意事項(xiàng)使用金屬材料尤其是進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)需注意不要損傷材料，任何小的損傷如刮傷、劃傷、毛刺等，都會(huì)影響材料的疲勞強(qiáng)度。732.使用金屬材料注意事項(xiàng)9732.使用金屬材料注意事項(xiàng)裸露的鋁合金表面或機(jī)械加工、鉆孔后裸露出來(lái)的鋁合金表面應(yīng)該施加防腐層。其它金屬表面如鈦合金、CRES、鎳基合金，有時(shí)也需要施加相應(yīng)的防腐層。742.使用金屬材料注意事項(xiàng)10741.鋁合金的特點(diǎn)——為什么鋁合金是飛機(jī)主要的結(jié)構(gòu)材料？a比強(qiáng)度高。鋁合金具有高強(qiáng)度和低密度的特點(diǎn)，能有效減輕構(gòu)件的重量，因而廣泛用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)中，是飛機(jī)結(jié)構(gòu)最常用的金屬材料。

75四、鋁合金簡(jiǎn)介1.鋁合金的特點(diǎn)——為什么鋁合金是飛機(jī)主要的結(jié)構(gòu)材料？1175b良好的抗腐蝕性。鋁合金表面極易生成氧化物，這層氧化物膜具有良好的抗腐蝕性。c易于加工成型。鋁合金的機(jī)械加工性能較好，易于加工成各種形狀。76b良好的抗腐蝕性。鋁合金表面極易生成氧化物，這層氧化物膜具76d鋁合金產(chǎn)品形式多樣，供應(yīng)量充足，而且價(jià)格比較便宜。（BOEING說(shuō)的）有多種鋁合金產(chǎn)品供應(yīng)，如片材、板材、擠壓型材、鍛件、鑄件等。e可以通過(guò)合金化、熱處理等加工過(guò)程獲得不同性能。77d鋁合金產(chǎn)品形式多樣，供應(yīng)量充足，而且價(jià)格比較便宜。（BO772鋁合金的編號(hào)系統(tǒng)a鍛制鋁合金是以一個(gè)四位號(hào)碼系統(tǒng)作為鑒別，例如2024、7075等。b四位號(hào)碼的第一位表示鋁合金的組類。不同組類的鋁合金所含的主要合金元素不同，見(jiàn)表1。782鋁合金的編號(hào)系統(tǒng)147879表1不同組類的鍛制鋁合金所含的主要合金元素鋁合金的組類主要的合金元素1XXX鋁合金中鋁含量至少99%2XXX銅（Al—Cu—Mg合金）3XXX錳4XXX硅5XXX鎂6XXX鎂和硅7XXX鋅（Al—Zn—Cu—Mg合金）8XXX其它元素9XXX還沒(méi)有使用的系列15表1不同組類的鍛制鋁合金所含的主要合金元素鋁合金的組類主792鋁合金的編號(hào)系統(tǒng)c四位號(hào)碼的第二位表示鋁合金設(shè)計(jì)或改進(jìn)的次序(版本號(hào))?！?”表示初版，未經(jīng)改進(jìn)；“1”表示第一次改進(jìn)；“2”表示第二次改進(jìn)；802鋁合金的編號(hào)系統(tǒng)16802鋁合金的編號(hào)系統(tǒng)d四位號(hào)碼的第三、四位表示鋁合金的名稱。這兩位數(shù)字與合金中所含的合金元素的種類及重量比有關(guān)。812鋁合金的編號(hào)系統(tǒng)1781例子：82例子：1882例子：83例子：1983３包鋁a在一些鋁合金表面有包鋁層，這層包鋁層是一層幾乎是純鋁的鋁薄片，在高溫高壓下熔合到基體表面而形成。84３包鋁2084例子：85基體鋁合金包鋁層Fig2鋁合金的包鋁層例子：21基體鋁合金包鋁層Fig2鋁合金的包鋁層85３包鋁b包鋁層的作用： 防腐，提高鋁合金的耐腐蝕能力；提供光亮表面。86３包鋁2286３包鋁c包鋁層的材料：

2024和2524鋁合金的包鋁層材料是1230鋁合金；

7075鋁合金的包鋁層材料是7072。（純度比較高的鋁合金，不是純鋁．）87３包鋁2387３包鋁d包鋁層的厚度2024和2524鋁合金包鋁層厚度：0.063”以下的板材，每層包鋁層厚度為總厚度的5%；

0.064”以上的板材，每層包鋁層厚度為總厚度的2.5%。

88３包鋁2488３包鋁d包鋁層的厚度7075鋁合金包鋁層厚度：

0.063”以下的板材，每層包鋁層厚度為總厚度的4%；0.064”~0.187”的板材，每層包鋁層厚度為總厚度的2.5。

0.188”以上的板材，每層包鋁層厚度為總厚度的1.5%。89３包鋁2589３包鋁e包鋁層的表示方法在鋁合金名稱后面加上Clad或Alclad即可。

2024CLAD。90３包鋁2690f包鋁層的注意事項(xiàng)

有包鋁層的鋁合金一般比較光亮（這是包鋁鋁合金與非包鋁鋁合金的外觀區(qū)別），耐腐蝕性能也較好；但是，包鋁層很薄，極易受破壞，輕微劃傷、刮傷、摩擦都可能破壞包鋁層，而且包鋁層幾乎不可恢復(fù)，所以，使用包鋁鋁合金時(shí)要小心，注意保護(hù)鋁合金表面的包鋁層免受破壞。

91f包鋁層的注意事項(xiàng)27914鋁合金的熱處理a鋁合金的熱處理包括加熱和冷卻等一系列過(guò)程，目的是使鋁合金獲得更好的狀況與性能。924鋁合金的熱處理2892b常用的鋁合金熱處理過(guò)程有：溶液熱處理（SolutionTreating）：將鋁合金加熱至800~900℉，保持充足的時(shí)間讓材料轉(zhuǎn)變到過(guò)飽和固溶體狀態(tài)的過(guò)程。93b常用的鋁合金熱處理過(guò)程有：2993快速冷卻(Quenching)：將過(guò)飽和固溶體狀態(tài)的鋁合金在冷卻媒質(zhì)（水、空氣、灰……）中冷卻，使合金元素固定于過(guò)飽和狀態(tài)的過(guò)程。即淬火。94快速冷卻(Quenching)：將過(guò)飽和固溶體狀態(tài)的鋁合金在94鋁合金淬火后，材料硬度？。強(qiáng)度？95鋁合金淬火后，材料硬度？。3195鋁合金淬火后，材料硬度下降，塑性增強(qiáng)。獲得短暫的可加工性。所以，在扳金加工時(shí)，為了獲得可加工性，經(jīng)常講鋁合金熱處理至“O”狀態(tài)或“W”狀態(tài)。機(jī)械加工完成后，再時(shí)效（自然時(shí)效或人工時(shí)效）至TX狀態(tài)，以獲得良好的機(jī)械性能96鋁合金淬火后，材料硬度下降，塑性增強(qiáng)。獲得短暫的可加工性。396老化（或叫時(shí)效）（Aging）：在自然條件下（自然時(shí)效）或250~350℉下（人工時(shí)效）保持一定時(shí)間，使一個(gè)或幾個(gè)合金元素從過(guò)飽和狀態(tài)下沉淀出來(lái)的過(guò)程。時(shí)效后，鋁合金的強(qiáng)度、硬度上升，塑性下降。97老化（或叫時(shí)效）（Aging）：在自然條件下（自然時(shí)效）或297時(shí)效分自然時(shí)效——2XXX鋁合金人工時(shí)效——7XXX鋁合金

98時(shí)效分3498NOTE：2XXX系列鋁合金一般采用自然老化；而7XXX系列鋁合金一般采用人工老化。7XXX鋁合金需要在較高溫度下（250~350）老化，因?yàn)槭覝叵乱?jīng)歷很長(zhǎng)時(shí)間（至少幾十年）才能達(dá)到老化效果；2XXX鋁合金在室溫下幾小時(shí)就能達(dá)到老化效果，故一般自然老化99NOTE：2XXX系列鋁合金一般采用自然老化；而7XXX系列99c熱處理過(guò)程的編號(hào)系統(tǒng)每一個(gè)熱處理狀況用一個(gè)編號(hào)表示，不同編號(hào)代表的熱處理過(guò)程不同。熱處理的編號(hào)放置于鋁合金四位名稱編號(hào)之后，二者之間用“—”連接。例如：2024—T3，7075—T6。100c熱處理過(guò)程的編號(hào)系統(tǒng)36100常用的鋁合金熱處理編號(hào)的含義見(jiàn)表2。101表2常用的鋁合金熱處理編號(hào)熱處理編號(hào)含義-O退火T3溶液熱處理+冷加工+自然時(shí)效（自然老化）T4溶液熱處理+自然時(shí)效（自然老化）T6溶液熱處理+人工時(shí)效（人工老化）T7溶液熱處理+人工過(guò)時(shí)效（人工過(guò)老化）常用的鋁合金熱處理編號(hào)的含義見(jiàn)表2。37表2常用的鋁合金熱101NOTE：對(duì)于2024鋁合金，T3和T4熱處理差別不大。102NOTE：對(duì)于2024鋁合金，T3和T4熱處理差別不大。38102NOTE：7075鋁合金T6狀態(tài)是峰值時(shí)效，T6狀態(tài)下的7075鋁合金強(qiáng)度最高；T7狀態(tài)是過(guò)時(shí)效，T7狀態(tài)下的7075鋁合金強(qiáng)度較低（下降10~15%），但抗腐蝕特別是抗應(yīng)力腐蝕能力明顯提高。103NOTE：7075鋁合金T6狀態(tài)是峰值時(shí)效，T6狀態(tài)下的70103NOTE：對(duì)于7075鋁合金T6不可以替代T7；T7可以替代T6，但強(qiáng)度要加厚。104NOTE：對(duì)于7075鋁合金T6不可以替代T7；T7可以替代1045鋁合金板材的厚度規(guī)格BOEING使用的或者飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理中常用的鋁合金板材有以下幾個(gè)規(guī)格：1055鋁合金板材的厚度規(guī)格41105106表3常用的鋁合金板材的厚度規(guī)格（單位英寸）0.0120.0630.0160.0710.0200.0800.0250.0900.0320.1000.0360.1250.0400.1600.0450.1900.0500.2000.05642表3常用的鋁合金板材的厚度規(guī)格（單位英寸）0.0120.1065鋁合金板材的厚度規(guī)格NOTE：鋁合金板材厚度是有一定規(guī)格的，并不是所有厚度的鋁合金板材都有。例如0.065、0.105厚度的板材沒(méi)有。1075鋁合金板材的厚度規(guī)格431075鋁合金板材的厚度規(guī)格NOTE：結(jié)構(gòu)修理中，往往根據(jù)強(qiáng)度要求計(jì)算需要的鋁合金板材厚度，如果計(jì)算出來(lái)的厚度值不恰好是以上規(guī)格之一，則應(yīng)該取比計(jì)算值大的相鄰規(guī)格。例如：需要使用0.065英寸厚的鋁合金，則應(yīng)該選用0.071英寸的鋁合金板材。

1085鋁合金板材的厚度規(guī)格441086鋁合金板材的替代當(dāng)結(jié)構(gòu)修理或制作修理部件時(shí)，如果沒(méi)有所需要的鋁合金板材，允許用另一種鋁合金板材替代，替代的原則是參照SRM51-30-01。材料替代時(shí)，應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題：1096鋁合金板材的替代45109a強(qiáng)度要求，替代材料的強(qiáng)度不能小于原材料，也不能太強(qiáng)度，應(yīng)于等強(qiáng)度為準(zhǔn)則。嚴(yán)格按照SRM進(jìn)行替代就可以滿足強(qiáng)度要求。b替代條件。查閱SRM時(shí)，應(yīng)同時(shí)注意標(biāo)注，材料的替代往往是有一定條件的。比如使用溫度、防腐要求。110a強(qiáng)度要求，替代材料的強(qiáng)度不能小于原材料，也不能太強(qiáng)度，應(yīng)110c間隙問(wèn)題，替代材料往往與原材料厚度不一致，這可能引起間隙不足或間隙過(guò)大的問(wèn)題。實(shí)際使用時(shí)應(yīng)該考慮。d最小彎曲半徑，如果用更厚或更硬的材料替代原材料，則彎曲半徑需要加大，零件的形狀可能會(huì)受影響。111c間隙問(wèn)題，替代材料往往與原材料厚度不一致，這可能引起間隙111e防腐蝕問(wèn)題，如果用裸鋁合金代替包鋁合金，應(yīng)該增加防腐保護(hù)，比如阿洛丁或多加一層底漆等。112e防腐蝕問(wèn)題，如果用裸鋁合金代替包鋁合金，應(yīng)該增加防腐保護(hù)112113表4鋁合金的板材替代厚度系數(shù)（單位英寸）

（737-700SRM51-30-01）替代厚度系數(shù)原材料替代材料7075T67075T6CLAD2024T32024T3CLAD2024T42024T4CLAD⑶⑶⑺⑷⑸⑷⑸⑷⑸⑷⑸7075T61.001.101.25⑹1.33⑹⑹⑹⑹⑹7075T6C1.001.001.16⑹1.23⑹⑹⑹⑹⑹2024T31.00⑴1.00⑴1.001.001.091.101.141.211.241.312024T3C1.00⑴1.00⑴1.001.001.001.001.001.001.161.292024T421.00⑴1.00⑴1.001.001.001.001.001.001.091.142024T42C1.00⑴1.00⑴1.001.001.001.001.001.001.001.0049表4鋁合金的板材替代厚度系數(shù)（單位英寸）替代113⑴：不允許在增壓區(qū)、機(jī)翼、中央油箱、48段機(jī)身、發(fā)動(dòng)機(jī)吊架結(jié)構(gòu)及損傷容限區(qū)替代；⑶：適用于所有厚度的板材和板彎件；⑷：僅適用于厚度小于0.071的板材；⑸：僅適用于厚度大于0.071的板材，以及板彎件；⑹：不允許用于更換部件時(shí)的替代；⑺：不適用于粘接結(jié)構(gòu)。

114⑴：不允許在增壓區(qū)、機(jī)翼、中央油箱、48段機(jī)身、發(fā)動(dòng)機(jī)吊架