航空发动机金属材料要点.pdf
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1、军用手册 航空航天飞行器机构的金属材料和元件 分配表 A。允许公开发行:有限的发布量。 前言 1.这本军事手册被批准用于国防部和联邦航空管理部门。 2.对可用于完善次手册的有益的建议(推荐,增加,删除)和任何相关数据,请致信:军 事手册 5 协调委员会( 937-656-9134 留言, 937-255-4997 传真) ,AFRL/MLSC, 2179 特福斯 -史特, 122 室, 赖特 -帕特森 , AFB, OH 45433-7718, 可以通过写清自己的地址并在 第一章的结尾写上标准化文件改进建议,如果使用的是本纸质书籍可以致信给我们。 3.这本书包括金属材料强度特性和航空航天飞行器
2、元件的设计信息。这本手册中所有的信 息和数据都和空军,陆军,海军,美国联邦航空管理局相一致,和行业出版保持一致, 并且和国防部,联邦航空管理局共同努力,完善数据。 4.此手册的电子版与纸质印刷版保持技术一致;但是在格式上存在微小的差异,例如表格 或者图形的位置可能有差异。根据显示器的尺寸和分辨率设置,可能更多的数据可以不 在显示器放大下得到。这些数据被通过几种方法中的一种转换成电子格式。例如,数字 化或者重新计算的方法被用于绝大多数的像典型的应力应变图和温度影响等的工程图。 例如第一章和第九章用扫描的方法获取图形的数据信息,以及第四章和第七章中绝大多 数的 S/N 曲线合图表。 这些电子数据也
3、被用于生成纸质的数据以保持纸质书和电子书籍 的等价。在所有的情况下,电子数据都和纸质的数据相对比以确保电子数据是技术上等 同的。附录E 提供了这本手册所有图形的详细列表,并附有每个图形格式的描述。 项目编号 .1560-0187 数控代码解释 对于包含有材料特性的章节,用决策数据系统来辨别文本,表格和说明部分。此 系统由下面的例子来解释。在第一,第八和第九章中也用到了各种此类的决策系统。 A 例: 一般的材料类型(本例:钢) 基于遗传特性的基材的(本例,中间合金钢)或者对于元件特性的逻辑故障。 所有数据都相关的特种合金。如果数据是零,则此部分包含遗传特性的诠释。 如果是零, 则此部分包含对合金
4、的特殊诠释;如果是整数, 此数字是用于区分具体 的工况或者状况(热处理)。 用给定数据给出的图表数据的类型(见下面的描述) B 例 铝 2000 系列的锻造合金 2024 合金 在 T3, T351, T3510, T3511, T4, 和 T42 下的特性 以下是具体的属性: 拉伸性能(极限强度和屈服强度)1 压缩屈服和剪切极限强度2 轴承性能(极限和屈服强度)3 弹性模量和剪切模量4 失效时的伸长率,总的应变和面积缩减5 应力应变曲线和正切模量的曲线6 蠕变 7 疲劳 8 疲劳裂纹扩展 9 断裂韧性 10 第一章 1.0 概述 1.1 本书的目的,购买和使用 1.1.1 绪论 1.1.2
5、本书涉及的范围 1.1.3 设计力学性能的应用 1.2 符号,缩写和单位系统 1.2.1 符号和缩写 1.2.2 国际单位系统 1.3 常见的公式 1.3.1 概述 1.3.2 简单的单元应力 1.3.3 组合应力 1.3.4 挠度(轴向) 1.3.5 挠度(弯曲) 1.3.6 挠度(扭转) 1.3.7 双轴的弹性变形 1.3.8 基本列公式 1.4 基本原则和定义 1.4.1 概述 1.4.2 应力 1.4.3 应变 1.4.4 拉伸性能 1.4.5 压缩性能 1.4.6 剪切性能 1.4.7 轴承性能 1.4.8 温度影响 1.4.9 疲劳性能 1.4.10 冶金不稳定性 1.4.11 双
6、轴性能 1.4.12 断裂强度 1.4.13 疲劳裂纹的扩展行为 1.5 失效的类型 1.5.1 概述 1.5.2 材料的失效 1.5.3 失效的不稳定性 1.6 柱列 1.6.1 概述 1.6.2 主要的失效不稳定性 1.6.3 局部的失效不稳定性 1.6.4 柱列实验结果的修正 1.7 薄壁和加筋的薄壁部分 引用 第二章 2.0 钢 2.1 概述 2.1.1 合金指数 2.1.2 材料性能 2.1.3 环境注意事项 2.2 碳钢 2.2.0 对碳钢的评述 2.2.1 美国钢铁协会标准1025 2.3 低合金钢 (美国钢铁协会标准牌号和专有牌号) 2.3.0 对低合金钢的评述(美国钢铁协会标
7、准牌号和专有牌号) 2.3.1 具体的合金 2.4 中级合金钢 2.4.0 对中级合金钢的评述 2.4.1 5Cr-Mo-V 2.4.2 9Ni-4Co-0.20C 2.4.3 9Ni-4Co-0.30C 2.5 高合金钢 2.5.0 对高合金钢的评述 2.5.1 18 镍马氏体时效钢 2.5.2 AF1410 2.5.3 AcrMet 100 2.6 沉淀和转型硬化钢(不锈钢) 2.6.0 对沉淀和转型硬化钢(不锈钢)的评述 2.6.1 AM-350 2.6.2 AM-355 2.6.3 自定义 450 2.6.4 自定义 455 2.6.5 PH13-8Mo 2.6.6 15-5PH 2.
8、6.7 PH15-7Mo 2.6.8 17-4PH 2.6.9 17-7PH 2.7 奥氏体不锈钢 2.7.0 对奥氏体不锈钢的评述 2.7.1 美国钢铁协会标准301 2.8 单元特性 2.8.1 梁 2.8.2 柱 2.8.3 扭转 第三章 3.0 铝 3.1 概述 3.1.1 铝合金的指数 3.1.2 材料的特性 3.1.3 生产注意事项 3.2 2000 系列锻造合金 3.2.1 2014 合金 3.2.2 2017 合金 3.2.3 2024 合金 3.2.4 2025 合金 3.2.5 2090 合金 3.2.6 2124 合金 3.2.7 2219 合金 3.2.8 2519 合
9、金 3.2.9 2524 合金 3.2.10 2618 合金 3.3 3000 系列锻造合金 3.4 4000 系列锻造合金 3.5 5000 系列锻造合金 3.5.1 5052 合金 3.5.2 5083 合金 3.5.3 5086 合金 3.5.4 5454 合金 3.5.5 5456 合金 3.6 6000 系列锻造合金 3.6.1 6013 合金 3.6.2 6061 合金 3.6.3 6151 合金 3.7 7000 系列锻造合金 3.7.1 7010 合金 3.7.2 7049/7149 合金 3.7.3 7050 合金 3.7.4 7075 合金 3.7.5 7150 合金 3.
10、7.6 7175 合金 3.7.7 7249 合金 3.7.8 7475 合金 3.8 200.0 系列铸造合金 3.8.1 A201.0 合金 3.9 300.0 系列铸造合金 3.9.1 354.0 合金 3.9.2 355.0 合金 3.9.3 C355.0 合金 3.9.4 356.0 合金 3.9.5 A357.0 合金 3.9.6 A357.0 合金 3.9.7 D357.0 合金 3.9.8 359.0 合金 3.11 单元特性 3.11.1 梁 3.11.2 柱 3.11.3 扭矩 引用 第四章 4.0 镁合金 4.1 概述 4.1.1 合金指数 4.1.2 材料特性 4.1.
11、3 物理特性 4.1.4 环境注意事项 4.1.5 合金和回火设计 4.1.6 连接方法 4.2 锻造镁合金 4.2.1 AZ31B 4.2.2 AZ61A 4.2.3 ZK60K 4.3 铸造镁合金 4.3.1 AM100A 4.3.2 AZ91C/AZ91E 4.3.3 AZ92A 4.3.4 EZ33A 4.3.5 QE22A 4.3.6 ZE41A 4.4 单元特性 4.4.1 梁 4.4.2 柱 4.4.3 扭矩 引用 第五章 5.0 钛 5.1 概述 5.1.1 钛的指数 5.1.2 材料特性 5.1.3 生产中的注意事项 5.1.4 环境中的注意事项 5.2 纯钛 5.2.1 纯
12、钛的商业用途 5.3 和近似 钛合金 5.3.1 Ti-5Al-2.5Sn 5.3.2 Ti-8Al-1Mo-1V 5.3.3Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo 5.4 -钛合金 5.4.1 Ti-6Al-4V 5.4.2 Ti-6Al-6V-2Sn 5.5 ,近似 合金和亚合金 5.5.1 Ti-13V-11Cr-3Al 5.5.2 Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al (Ti-15-3) 5.5.3 Ti-10V-2Fe-3Al (Ti-10-2-3) 5.6 单元特性 5.6.1 梁 引用 第六章 6.0 耐热合金 6.1 概述 6.1.1 材料特性 6.2 铁 - 铬 - 镍基合金
13、6.2.0 总评 6.2.1 A-286 6.2.2 N-155 6.3 镍基合金 6.3.0 总评 6.3.1 哈氏合金 X 6.3.2 铬镍铁合金600 6.3.3 铬镍铁合金625 6.3.4 铬镍铁合金706 6.3.5 铬镍铁合金718 6.3.6 铬镍铁合金X-750 6.3.7 Rene41 6.3.8 Waspaloy 6.4 钴基合金 6.4.0 总评 6.4.1 L-605 6.4.2 HS 188 引用 第七章 7.0 其他合金和杂化材料 7.1 概述 7.2 铍 7.2.1 铍的标准牌号 7.3 铜和铜合金 7.3.0 概述 7.3.1 锰青铜 7.3.2 铜铍 7.4
14、 多向合金 7.4.0 概述 7.4.1 MP35N 合金 7.4.2 MP159 合金 7.5 铝合金板层压板 7.5.0 概述 7.5.1 2024-T3 芳纶纤维增强层合板 引用 第八章 8.0 结构的连接 8.1 机械固定接头 8.1.1 紧固件简介和索引 8.1.2 实心铆钉 8.1.3 盲紧固件 8.1.4 旋锻领 /翻转针紧固件 8.1.5 螺纹紧固件 8.1.6 特种紧固件 8.2 冶金接头 8.2.1 简介和定义 8.2.2 焊接接头 8.2.3 铜焊 8.3 轴承,滑轮和钢丝绳 引用 第九章 9.0 总结 9.1 概述 9.1.1 简介 9.1.2 适用性 9.1.3 批准
15、程序 9.1.4 文件要求 9.1.5 符号和定义 9.1.6 向 MIL-HDBK-5注册新产品的数据要求 9.1.7 用于力学性能数据的提交程序 9.2 室温设计特性 9.2.1 简介 9.2.2 名称和符号 9.2.3 计算程序,概述 9.2.4 指定人口 9.2.5 直接和间接计算的决策 9.2.6 确定适当的计算程序 9.2.7 正态分布的直接计算 9.2.8 威布尔分布的直接计算 9.2.9 未知分布的直接计算 9.2.10 派生属性的计算 9.2.11 确定许用回归分析的设计 9.2.12 计算程序的例子 9.2.13 弹性模量和泊松比 9.2.14 物理特性 9.2.15 室温
16、设计特性的介绍 9.3 图形化的力学性能数据 9.3.1 高温曲线 9.3.2 典型的应力应变,压缩切线弹性模量和全域的应力应变曲线 9.3.3 双轴应力应变行为 9.3.4 疲劳数据分析 9.3.5 疲劳裂纹扩展数据 9.3.6 蠕变和蠕变断裂数据 9.4 接头和结构的属性 9.4.1 机械紧固接头 9.4.2 熔焊接头 9.5 其他属性 9.5.1 断裂韧性 9.6 统计程序和表格 9.6.1 拟合优度测试 9.6.2 显着性检验 9.6.3 数据回归技术 9.6.4 表格 9.6.5 威布尔分布的估算程序 引用 附录 A.0 词汇表 B.0 合金指引 C.0 规格指引 D.0 主题指引
17、E.0 图表指引 A.0 词汇表 a -振幅;裂纹或缺陷尺寸;缺陷尺寸测量,英寸 ac -临界裂纹长度的一半 ao -初始裂纹长度的一半 A -截面的面积,平方英寸,交变应力和平均应力的比值,“轴向”的下表,一个 基础的机械属性值, (见 1.4.1.1 或者 9.2.2.1) , “A”载荷与平均载荷的比值;或者 是面积 Ac -“A”应变的比值,应变的幅度与平均应变的比 A1 -模型参数 AD -Anderson Darling 检验统计量,在正常或weibullness 拟合优度检验的计算 AISI 美国钢铁研究所 AMS 航空材料规范(由汽车工程师协会出版) Ann 退火 AN 空军海
18、军航空标准 ASTM 美国材料与实验协会 b -截面宽度,弯曲的下标 br 轴承的下标 B -双轴曲率(见1.3.2.8 方程),B 基础的机械属性值(见1.4.1.1 或者 9.2.2.1 部 分) Btu -英制热度单位(s) BUS 个别或者典型的轴承极限强度 BYS 个别或者典型的轴承屈服强度 c -的固定系数,压缩的下标 cpm 每分钟的转速 C -比热,摄氏,不变 CEM - 自耗电极熔化 CRES-抗腐蚀钢材(不锈钢) C(T)-紧凑拉伸 CYS 个别的或者典型的抗压屈服强度 d -微分的数学表示符号 D 或者 d -直径或德宾沃森统计;孔或紧固件直径,凹洞 df -自由度 e
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