《航天工程材料》系统介绍了航天机械工程中常用的金属和非金属材料的基础理论,以及航天工程材料的应用和新进展。全书共分16章,主要内容有:绪论、机械工程材料的性能、纯金属与合金的晶体结构、纯金属与合金的结晶、金属的塑性变形与再结晶、铁碳合金相图与非合金钢、钢的热处理、低合金钢与合金钢、超高强度钢、有色金属、高温金属结构材料、非金属材料与复合材料、工程材料的选用、先进金属基及无机非金属基复合材料、先进聚合物基复合材料、先进功能材料等。
《航天工程材料》注重基本理论和基本概念的阐述,力求理论准确、概念清晰,同时又注重可读性和实用性。该书既可作为高职高专院校航天、飞行器类各专业教学用书,也可作为相关专业工程技术人员的参考用书。
航天工程材料是航天高技术发展的重要物质基础。许多先进材料及材料科学技术都是由航天高技术领域的需求而推动并发展起来的,例如先进复合材料、高温结构材料、先进功能材料等。“航天工程材料”是高职高专院校航天、飞行器类各专业的基础课程,它可为学生后续课程的学习和今后的工作打下必要的基础。
本书根据航天、飞行器类专业人才培养的需求,按照高职高专教育改革的培养目标,系统地介绍了航天工程材料。本书以金属材料的成分、结构、组织与性能的关系及其变化规律为主线,进行了原理性的论述和分析;对于非金属材料、复合材料和功能材料,由于其在航天工程领域中应用广泛,故进行了详细的介绍。作者采用从“一般”机械工程材料到“特殊”航天工程材料的思路,既关注机械工程材料普适性知识及应用的阐释,又注重航天材料的特殊要求的介绍。全书信息量丰富,图文并茂,将材料科学论述与航天工程应用紧密结合,以期激发读者的学习兴趣。通过本书的学习,读者能够正确、合理地选用工程材料,具有确定金属材料热处理工艺和妥善安排工艺路线的初步能力,并对航天工程材料的应用和综合发展趋势有一定的了解。
为更好地服务于我国高等职业技术教育的培养目标,本教材内容侧重于应用理论、应用技术和材料的选用;强调理论联系实际,强调对学生的实践训练;以应用为目的,以掌握概念、强化应用为教学重点,以必需、够用为原则。
本课程的教学课时数为50~60学时。使用本书时,各校可根据专业特点、教学时数等情况,对其内容进行调整和增删。书中标题带“※”的部分属于自学或选学的内容。全书由16章组成,分别是绪论、机械工程材料的性能、纯金属与合金的晶体结构、纯金属与合金的结晶、金属的塑性变形与再结晶、铁碳合金相图与非合金钢、钢的热处理、低合金钢与合金钢、超高强度钢、有色金属、高温金属结构材料、非金属材料与复合材料、工程材料的选用、先进金属基及无机非金属基复合材料、先进聚合物基复合材料、先进功能材料。
本书由四川航天职业技术学院杨林老师编写。在此,对在本书编写过程中给予帮助的相关人士一并致谢!由于作者水平有限,不足之处敬请读者批评指正。
第0章 绪论
0.1 航天高技术产业概况
0.2 航天高技术产业的特点
0.3 航天材料的重要作用与发展方向
0.4 航天材料概述
0.4.1 火箭与导弹的结构材料
0.4.2 火箭发动机材料
0.4.3 宇宙飞船和航天飞机材料
0.4.4 人造卫星和空间站材料
第1章 机械工程材料的性能
1.1 工程材料的类型及主要特征
1.1.1 机械工程材料的类型
1.1.2 各类材料的特征
1.2 机械工程对材料性能的要求
1.3 工程构件与机械零件所受各种负荷概述
1.3.1 力学负荷
1.3.2 热负荷
1.3.3 环境介质的作用
1.4 工程设计与加工工艺所需要的材料性能
1.4.1 整机性能、零部件性能以及金属材料性能
1.4.2 静态力学性能
1.4.3 动态力学性能
1.4.4 高、低温性能*
1.4.5 磨损性能
1.4.6 物理性能、化学性能
1.4.7 工艺性能
思考题与作业题
第2章 纯金属与合金的晶体结构
2.1 金属键、金属晶体和金属特性
2.2 晶体结构的基本知识
2.2.1 晶体结构基本概念
2.2.2 常见的晶格类型
2.2.3 纯金属的实际晶体结构
2.3 合金的晶体结构
2.3.1 合金的基本概念
2.3.2 合金的相结构
思考题与作业题
第3章 纯金属与合金的结晶
3.1 纯金属的结晶
3.1.1 冷却曲线与过冷度
3.1.2 纯金属的结晶过程
3.1.3 金属晶粒的大小与控制
3.1.4 铸锭的组织
3.2 合金的结晶
3.2.1 二元合金相图
3.2.2 二元合金相图的基本类型
3.3 合金性能与相图的关系
3.3.1 合金力学性能与相图的关系
3.3.2 合金铸造性能与相图的关系
思考题与作业题
第4章 金属的塑性变形与再结晶
4.1 金属的塑性变形
4.1.1 单晶体的塑性变形
4.1.2 多晶体的塑性变形
4.2 冷塑性变形对金属组织和性能的影响
4.2.1 形成纤维组织,性能趋于各向异性
4.2.2 产生冷变形强化(加工硬化)
4.2.3 形成形变织构(或择优取向)
4.2.4 产生残留应力
4.3 冷塑性变形后的金属在加热时组织和性能的变化
4.3.1 回复(或称恢复)
4.3.2 再结晶
4.3.3 再结晶后的晶粒大小
4.3.4 晶粒长大
4.4 金属的热变形加工
4.4.1 热变形加工的概念
4.4.2 热变形加工对金属组织和性能的影响
4.5 金属的强化
……
第5章 铁碳合金相图与非合金钢
第6章 钢的热处理
第7章 低合金钢与合金钢
第8章 超高强度钢*
第9章 有色金属
第10章 高温金属结构材料*
第11章 非金属材料与复合材料
第12章 材料的选用
第13章 先进金属基及无机非金属基复合材料*
第14章 先进聚合物基复合材料*
第15章 先进功能材料
附录
参考文献