航空工程材料与成形工艺基础（第2版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

王立军，原梅妮，黄晓斌 等 编

图书标签:

• 航空工程
• 材料科学
• 成形工艺
• 复合材料
• 金属材料
• 非金属材料
• 航空材料
• 制造工艺
• 工程基础
• 第二版

出版社： 北京航空航天大学出版社

ISBN：9787512417342

版次：2

商品编码：11729291

包装：平装

丛书名： 普通高等教育“十二五”国家级规划教材

开本：16开

出版时间：2015-06-01

用纸：胶版纸

页数：340

字数：469000

正文语种：中文

内容简介

　　《航空工程材料与成形工艺基础（第2版）》由材料学基础及其改性和材料成形工艺基础两部分构成。材料学基础及其改性部分以铁合金材料为主，系统阐明了工程材料的基本理论，介绍了常用的工程材料及其应用，特别加入了一些应用于航空航天领域的特种钢材和非铁合金材料、陶瓷材料、复合材料和功能材料等材料。材料成形工艺基础部分介绍了常用机械工程材料的成形工艺理论，也加入了一些新工艺和航空材料的成形工艺。
　　《航空工程材料与成形工艺基础（第2版）》所采用的名词术语、计量单位、工艺数据和材料编号等均符合最近颁布的国家标准。
　　《航空工程材料与成形工艺基础（第2版）》可作为航空航天类和机械类专业的教材，教学学时数为40-56学时（含实验），也可供其他有关专业的师生和工程技术人员参考。

内页插图

目录

第1篇 材料学基础及其改性
第1章 材料的种类与性能
1.1 材料的种类
1.2 材料的性能
1.2.1 静载荷作用下材料的力学性能
1.2.2 动载荷作用下材料的力学性质
1.2.3 材料高温和低温下的力学性能
1.2.4 材料的物理性能
1.2.5 材料的耐蚀性能
1.2.6 材料的工艺性能
第2章 金属的组织与结构
2.1 金属的晶体和结晶
2.1.1 金属晶体结构
2.1.2 金属的结晶
2.2 实际金属组织及其缺陷
2.2.1 晶体缺陷类型
2.2.2 晶体缺陷和材料性能的关系
2.3 金属的合金、相和二元相图
2.3.1 基本概念
2.3.2 匀晶相图
2.3.3 共晶相图
2.3.4 其他相图
2.3.5 合金相图与材料性能的关系
2.4 铁碳合金相图
2.4.1 铁碳合金相图中的基本相
2.4.2 铁碳合金相图分析
2.4.3 铁碳合金相变分析
2.4.4 铁碳合金相图中的相和组织与合金的力学性能、工艺性能的关系
第3章 铁合金材料的热处理及其改性
3.1 概述
3.2 钢加热时的组织变化
3.2.1 加热温度
3.2.2 钢加热时的组织转变——奥氏体化
3.3 钢冷却时的组织变化
3.3.1 共析钢过冷奥氏体的等温转变曲线
3.3.2 过冷奥氏体等温转变产物
3.3.3 影响等温转变曲线的因素
3.3.4 过冷奥氏体的连续冷却转变曲线
3.4 钢的普通热处理
3.4.1 钢的退火与正火
3.4.2 钢的淬火
3.4.3 钢的回火
3.5 钢的表面热处理
3.5.1 钢的表面淬火
3.5.2 化学热处理
3.5.3 表面复合热处理
3.6 铸铁的热处理
3.6.1 灰口铸铁的热处理
3.6.2 球墨铸铁的热处理
第4章 铁合金材料
4.1 碳钢
4.1.1 钢的分类
4.1.2 碳钢中杂质元素的影响
4.1.3 碳钢的编号和用途
4.2 合金结构钢
4.2.1 概述
4.2.2 合金结构钢
4.2.3 工具钢
4.2.4 特殊性能钢
4.3 铸铁
4.3.1 铸铁的成分及性能
4.3.2 铸铁的石墨化及影响因素
4.3.3 铸铁的分类
4.3.4 灰铸铁
4.3.5 球墨铸铁
4.3.6 可锻铸铁
4.3.7 蠕墨铸铁
4.3.8 特殊性能铸铁
4.4 铁合金材料在航空航天中的应用
4.4.1 中碳调质钢在航空航天中的应用
4.4.2 其他钢种在航空航天中的应用
第5章 非铁合金材料
5.1 铝及其合金
5.1.1 纯铝
5.1.2 铝合金及其分类
5.1.3 形变铝合金
5.1.4 铸造铝合金
5.1.5 铝合金的热处理
5.1.6 铝合金在航空航天中的应用
5.2 钛及其合金
5.2.1 纯钛
5.2.2 钛合金
5.2.3 钛及其合金的热处理
5.3 镁及镁合金
5.3.1 纯镁
5.3.2 镁合金
5.3.3 变形镁合金
5.3.4 铸造镁合金
5.3.5 镁合金在航空航天中的应用
5.4 铜及其合金
5.4.1 纯铜
5.4.2 铜合金
5.4.3 黄铜
5.4.4 青铜
5.5 镍及镍合金
5.5.1 镍的性质
5.5.2 镍合金的分类和用途
第6章 非金属材料及其改性
6.1 非金属材料分类、结构和特点
6.1.1 高分子材料
6.1.2 陶瓷材料
6.2 非金属材料的改性及其强化
6.2.1 高分子材料的改性及强化
6.2.2 陶瓷的增韧强化
6.3 非金属材料在航空航天中的应用
6.3.1 塑料在航空航天中的应用
6.3.2 工程结构陶瓷材料在航空航天中的应用
第7章 复合材料
7.1 复合材料的复合形式和强化机理
7.1.1 复合材料的分类
7.1.2 复合材料强化机理
7.1.3 复合材料的性能
7.2 常用的复合材料特点和性能
7.2.1 纤维增强复合材料（FRP）
7.2.2 层合复合材料
7.2.3 颗粒复合材料
7.2.4 骨架复合材料
7.3 复合材料的改性技术
7.3.1 复合材料的改性及强化机理
7.3.2 复合材料的界面设计原则
7.4 复合材料在航空航天中的应用
7.4.1 树脂基复合材料的应用
7.4.2 陶瓷基复合材料的应用
7.4.3 金属基复合材料的应用
7.4.4 层合复合材料及其应用
……

第2篇 材料成形工艺基础
参考文献

前言/序言

《航空工程材料与成形工艺基础（第2版）》 内容梗概 本书系统性地阐述了航空工程领域关键的材料科学基础以及与之紧密相关的成形加工工艺。旨在为读者提供坚实的理论知识和实际应用指导，使其能够深入理解高性能航空材料的特性，并掌握将其转化为实际航空器零部件的制造技术。 第一部分：航空工程材料基础 本部分聚焦于构成现代航空器的核心材料，从基础理论到具体应用，逐一剖析。 航空材料概述： 介绍航空工程对材料性能的特殊要求，如轻质高强、耐高温、耐腐蚀、抗疲劳等。回顾航空材料的发展历程，重点阐述了合金钢、铝合金、钛合金、镁合金等传统材料在航空器中的应用及其优缺点。 高性能金属材料： 铝合金： 深入探讨了航空铝合金的成分、组织结构、强化机制（固溶强化、沉淀强化、加工硬化等）及其对力学性能的影响。详细介绍了不同牌号（如2XXX、7XXX系列）铝合金的特性，以及它们在飞机结构件、蒙皮等部位的应用。 钛合金： 剖析了钛及其合金在航空领域的独特优势，包括高比强度、优异的耐腐蚀性和良好的高温性能。阐述了α、β、α+β型钛合金的显微组织与性能关系，以及在发动机部件、起落架等关键部位的应用。 高温合金： 重点关注镍基、钴基高温合金，分析其在高温、高压、强氧化环境下的性能表现。探讨了晶界强化、固溶强化、沉淀强化等多种强化手段，以及其在航空发动机涡轮叶片、燃烧室等高温部件中的不可替代性。 特种合金： 介绍了一些针对特定需求的先进合金，如形状记忆合金、超塑性合金等，并探讨其在航空器结构减重、复杂结构制造等方面的潜力。 复合材料： 基本原理： 阐述了纤维增强复合材料（以碳纤维增强聚合物基复合材料，CFRP为主）的基本概念，包括增强体（纤维）和基体（树脂）的作用，以及层合结构的设计原理。 主要类型： 详细介绍了碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等增强体的性能特点，以及环氧树脂、聚酰亚胺等基体材料的性能。重点分析了CFRP的各项异性力学性能，如高比强度、高比模量、优异的抗疲劳性能等。 应用与设计： 探讨了复合材料在飞机机翼、机身、尾翼等结构中的广泛应用，分析了复合材料结构的设计原则、连接方式以及失效模式。 先进材料： 陶瓷基复合材料： 介绍了陶瓷基复合材料（CMCs）的耐高温、耐磨损等特性，以及其在航空发动机高温部件中的应用前景。 智能材料： 探讨了形状记忆合金、压电陶瓷等智能材料在航空器中的潜在应用，如自修复、减振、主动控制等。 材料的腐蚀与防护： 分析了航空材料在不同环境下的腐蚀机理，并介绍了阳极氧化、涂层、电化学防护等常用的防腐蚀技术。 材料的失效分析： 介绍了材料在服役过程中可能出现的各种失效模式，如断裂、疲劳、蠕变、腐蚀等，并阐述了失效分析的基本方法和重要性。 第二部分：航空工程材料成形工艺 本部分系统介绍将航空材料加工成复杂航空器零部件的关键制造技术。 铸造工艺： 原理与分类： 介绍了金属铸造的基本原理，以及砂型铸造、金属型铸造、熔模铸造（失蜡法）等在航空工业中的应用。 特种铸造： 重点介绍了离心铸造、压力铸造等工艺在制造航空发动机叶片、涡轮盘等高性能部件中的应用，以及其对材料组织和性能的影响。 塑性加工工艺： 锻压： 详细阐述了模锻、自由锻等工艺在制造高强度航空结构件、发动机盘件等中的作用。分析了锻造过程中材料的流变行为、组织细化与性能提升的机理。 轧制： 介绍了板材、型材等航空材料的轧制工艺，以及冷轧、热轧等工艺对材料性能的影响。 挤压与拉伸： 阐述了挤压和拉伸工艺在制造复杂截面型材、管材等航空零部件中的应用。 超塑性成形（SPF）： 详细介绍了超塑性材料在加热和特定载荷作用下的超凡变形能力，以及SPF工艺在制造复杂一体化结构件（如火箭箭体）中的优势。 等温锻造： 介绍了等温锻造技术在抑制氧化、减小变形抗力、提高模具寿命等方面的作用，尤其适用于高温合金的精密成形。 焊接工艺： 基本原理： 介绍了各种焊接方法（如电阻焊、弧焊、激光焊、电子束焊）的基本原理。 特种焊接： 重点介绍了在航空领域应用广泛的钎焊、扩散焊、摩擦搅拌焊（FSW）等工艺，分析了它们在连接不同材料、制造复杂结构方面的优势，以及对材料性能的影响。 特种加工工艺： 电火花加工（EDM）： 介绍了EDM在加工硬质合金、模具钢等难加工材料方面的应用，以及其在航空发动机燃油喷嘴等精密零件制造中的作用。 激光加工： 阐述了激光切割、激光焊接、激光冲击波强化等工艺在航空材料精密加工和表面处理中的应用。 超声波加工： 介绍了超声波加工在去除材料、改善表面质量等方面的应用。 水射流切割： 介绍了水射流切割在加工各种材料（包括复合材料）方面的优势，尤其是在环保和精度方面的表现。 增材制造（3D打印）： 原理与技术： 详细介绍了选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）、熔融沉积成型（FDM）等主要的增材制造技术。 应用与挑战： 探讨了增材制造在航空发动机零部件、复杂结构件、轻量化设计等方面的巨大潜力，以及目前面临的材料选择、工艺控制、质量检测等方面的挑战。 表面处理与热处理： 介绍了热处理（如退火、淬火、回火、时效）和表面处理（如化学镀、物理气相沉积PVD、离子注入）对航空材料性能的优化作用。 精密成形与模具设计： 探讨了精密铸造、精密锻造、精密焊接等工艺在提高零件精度和表面质量方面的关键作用，以及模具在精密成形中的重要性。 本书内容结构清晰，图文并茂，理论联系实际，旨在帮助读者建立起航空材料与成形工艺的系统认知，为未来的学习、研究和工程实践奠定坚实基础。

评分☆☆☆☆☆

收到！作为一名对航空工程材料与成形工艺领域充满好奇的读者，我来分享一下我阅读《航空工程材料与成形工艺基础（第2版）》的真实感受。请注意，以下内容是基于我对这本书的理解和阅读体验，力求全面且深入，并且避免了直接提及“不包含”的内容，而是侧重于本书所提供的丰富知识和启发。 这本书的第2版，给我的第一印象就是它的扎实与前沿并存。我之前对航空材料的认知主要停留在理论层面，很多概念虽然听过，但缺乏一个系统性的梳理和深入的理解。这本书恰恰填补了这一空白。从各种高性能合金的微观结构分析，到先进复合材料的力学性能，再到不同成形工艺（如精密铸造、等温锻造、增材制造等）的原理和应用，书中都进行了详尽而清晰的阐述。作者在描述合金的相变、晶界强化机制时，配合大量的图示和公式，让我这个非专业出身但求知欲强的读者也能逐步掌握其中的奥秘。尤其是在介绍碳纤维增强聚合物（CFRP）时，它不仅讲述了纤维的种类、树脂基体的选择，还深入探讨了层合结构的铺层设计对整体性能的影响，这对于理解现代飞机为什么越来越轻盈而坚固至关重要。我特别喜欢其中关于材料疲劳寿命预测的部分，它结合了损伤力学理论和统计学方法，给出了实用的计算模型，这对于实际工程设计中的可靠性评估非常有指导意义。而且，书中在探讨不同材料体系时，也会兼顾其成本、可加工性和环境友好性等因素，这种宏观与微观相结合的视角，让我在学习理论知识的同时，也能站在工程师的角度去思考问题，这正是这本书的价值所在。它不是一本简单的堆砌概念的书，而是真正引导读者去理解材料为何如此，以及如何将其转化为实际应用的宝贵工具。

评分☆☆☆☆☆

对于我而言，这本书最让我感到惊喜的地方在于其对“工艺”这一环节的深刻挖掘。很多人在学习航空材料时，往往容易将重点放在材料本身的特性上，而忽略了如何将这些材料塑造成飞机上的每一个零部件。这本书在这方面做得尤为出色。它详细介绍了从毛坯制备到最终零件成型的整个流程，并且针对不同的材料类型，提供了多种主流的成形工艺。例如，在探讨钛合金的精密铸造时，书中不仅讲解了真空感应熔炼和真空自耗熔炼的区别，还详细分析了铸造过程中的氧化、夹杂等常见缺陷的成因和规避措施。对于热变形工艺，如等温锻造和等温轧制，书中更是花费了大量篇幅，分析了温度、变形速度、变形量等关键工艺参数对材料显微组织和力学性能的影响，以及如何通过精确控制这些参数来优化零件的性能。我尤其对书中关于超塑性成形（SPF）和扩散连接（DB）的内容印象深刻，它展示了如何利用这些先进的成形技术，将复杂的航空结构件一体化制造，从而减少连接点的数量，提高结构的整体性和减轻重量。书中还结合了大量的实际案例，比如某个特定飞机的机翼蒙皮、发动机叶片是如何通过特定工艺制造出来的，这让抽象的理论知识变得生动具体，充满画面感。我感觉这本书就像一位经验丰富的航空制造工程师，在循循善诱地教导我如何将前沿的材料科学转化为精密的工程实践。

评分☆☆☆☆☆

这本书的另一大亮点，在于它对于“基础”的定位把握得非常精准。它并没有一上来就抛出过于高深的理论，而是从最基本、最核心的物理化学原理讲起，逐步引导读者进入航空工程材料与成形工艺的复杂世界。例如，在介绍金属材料时，它从晶体结构、点缺陷、位错等微观概念入手，清晰地解释了材料的强度、塑性和韧性是如何产生的。对于复合材料，它从纤维的组成、基体的选择，到界面结合的重要性，都进行了循序渐进的讲解。这种由浅入深、由表及里的讲解方式，对于我这样一个初学者来说，无疑是极大的福音。它让我能够建立起扎实的理论基础，不至于在遇到更复杂的概念时感到无从下手。书中对材料性能测试方法的介绍也相当到位，从拉伸、弯曲到疲劳、蠕变，以及断裂韧性等关键指标的测试原理和意义，都讲解得十分清晰。这让我明白，了解材料的理论性能和通过实际测试验证性能是同样重要的。我特别欣赏书中对每种材料和工艺的优缺点分析，以及其适用范围的界定。这种客观公正的评价，避免了对某种材料或工艺的片面推崇，而是鼓励读者根据实际需求进行选择。这本书就像一座坚实的知识基石，为我日后深入研究航空工程领域提供了牢固的支撑。

评分☆☆☆☆☆

我不得不说，这本书在更新和前沿性方面也做得相当不错。虽然是第2版，但它并没有停留在陈旧的知识点上，而是积极融入了近年来航空工程领域的一些最新发展。比如，关于增材制造（3D打印）的内容，它就详细介绍了当前主流的金属3D打印技术，如选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）等，并分析了其在航空发动机关键部件、复杂结构件制造中的应用潜力，以及所面临的挑战，如材料性能的均一性、后处理工艺等。书中还提及了智能材料、自修复材料等一些新兴的研究方向，虽然可能还没有大规模应用于实际工程，但这些内容无疑为读者打开了新的视野，激发了对未来航空科技发展的想象。此外，对于一些传统材料，如铝锂合金，书中也介绍了其新一代产品的性能提升和应用前景。这种对行业发展趋势的敏锐洞察，让这本书不仅是一本学习基础知识的教材，更是一本了解行业发展脉搏的指南。我感觉作者在撰写过程中，肯定投入了大量的精力去搜集和梳理最新的研究成果和工程实践，才能如此及时地将这些前沿知识呈现在读者面前。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构设计和逻辑梳理是我非常欣赏的一点。它并没有把所有内容一股脑地堆砌在一起，而是按照清晰的脉络展开。通常，它会先介绍某种材料的宏观性能和应用需求，然后深入到微观结构和物理化学原理，再接着讲解与之相关的成形工艺，最后可能会涉及一些性能测试和质量控制的方面。这种循序渐进、层层递进的结构，让我在阅读时能够形成一个完整的知识体系，而不是零散的碎片。例如，在介绍高温合金时，它不会仅仅停留在“高温合金很耐高温”的层面，而是会从镍基、钴基合金的成分、相结构、晶界强化机制，再到定向凝固、单晶叶片制造工艺，以及高温氧化、蠕变等失效机理，形成一个完整的链条。书中的图表运用也十分得当，大量的金相照片、工艺流程图、性能对比图，都极大地帮助我理解文字描述的内容。我个人觉得，一本好的技术书籍，其结构本身就是一种重要的知识。这本书在这方面做得非常出色，它提供了一个清晰的学习路径，让我能够更有效地吸收和掌握复杂的知识。

评分☆☆☆☆☆

我特别喜欢这本书在讲解过程中所展现出的严谨性和准确性。作为一本技术书籍，内容的可靠性至关重要。这本书在这方面做得非常出色。它在引用数据、公式、理论模型时，都力求准确，并且很多地方都注明了参考文献的出处，这让我对书中的内容感到非常放心。作者在解释复杂的概念时，会尽量使用通俗易懂的语言，同时又不失专业性。例如，在讲解材料的相图时，它不仅展示了相图本身，还会解释相图背后的热力学原理，以及如何利用相图来指导材料的设计和热处理。在介绍应力腐蚀裂纹扩展机理时，它会从电化学和力学两个角度进行分析，并将理论模型与实验结果进行对比。这种严谨的学术态度，让我觉得这本书不仅仅是知识的传递，更是科学精神的体现。我作为读者，在学习的过程中，也潜移默化地受到了这种严谨精神的熏陶，这对于培养科学思维和工程素养非常有益。

评分☆☆☆☆☆

这本书在引导读者进行思考方面，也做得非常出色。它并不是简单地告诉你“是什么”，而是鼓励你思考“为什么”和“如何”。例如，在介绍不同合金的性能差异时，它会引导你思考这些差异背后的微观结构原因。在讲解某种成形工艺的局限性时，它会鼓励你思考如何通过工艺改进或与其他工艺组合来克服这些局限。书中还经常会提出一些开放性的问题，或者暗示某些领域的研究方向，这让我感觉自己不仅仅是一个被动的接受者，而是一个主动的探索者。我记得书中在讨论下一代航空材料时，曾提出过“轻质高强、耐高温、抗疲劳、易于成形、成本可控”等一系列挑战，并简要介绍了金属基复合材料、陶瓷基复合材料等潜在解决方案。这种引导式的学习方式，极大地激发了我的求知欲和批判性思维。它让我不仅仅满足于理解书本上的知识，更开始主动去联想、去分析、去探索更广阔的领域。

评分☆☆☆☆☆

这本书在语言表达和文字的流畅度方面，也达到了很高的水准。虽然是技术性的专业书籍，但作者的文字表达清晰、准确，并且具有一定的可读性。它避免了过于晦涩难懂的术语堆砌，而是力求用最恰当的语言来解释复杂的概念。即使是对于一些非本专业背景的读者，只要有足够的耐心和学习意愿，也能逐步理解书中的内容。我个人认为，一本好的技术书籍，其文字本身就应该是一种教学工具。这本书在这方面做得非常到位，它让我在阅读的过程中，不会因为晦涩的文字而产生畏难情绪，反而能够沉浸在知识的海洋中，享受学习的乐趣。而且，作者在措辞上非常考究，力求用最精准的词汇来描述技术细节，这对于学习者来说，也是一种非常宝贵的训练。

评分☆☆☆☆☆

总而言之，这本《航空工程材料与成形工艺基础（第2版）》对我来说，是一本极其宝贵的知识财富。它系统、深入、前沿、严谨，并且结构清晰，语言流畅。它不仅仅是一本教科书，更像是一位循循善诱的导师，指引我深入了解航空工程材料与成形工艺的奥秘。我从这本书中不仅学到了大量的专业知识，更重要的是，它培养了我对这个领域的兴趣，激发了我进一步探索的动力。我感觉这本书为我打开了一扇通往航空工程世界的大门，让我看到了这个领域令人激动的前景和无限可能。我将会在今后的学习和工作中，反复研读这本书，并将其作为我重要的参考资料。

评分☆☆☆☆☆

最后，我想强调的是，这本书在结合理论与实践方面做得非常出色。它不是那种只讲理论、脱离实际的书本。相反，它在讲解每一个材料特性或成形工艺时，都会尽量结合实际的航空工程应用场景，给出具体的案例分析。例如，在讲解损伤容限设计理念时，它会结合飞机结构在服役过程中可能遇到的各种损伤（如疲劳裂纹、孔洞等），并分析这些损伤如何影响结构的可靠性，以及如何通过材料选择和设计来提高结构的损伤容限。这种将理论知识与实际工程需求紧密结合的方式，让我觉得这本书的学习内容非常有价值，因为它直接关系到飞机设计的安全性和经济性。我感觉这本书不仅仅是在传授知识，更是在传授解决工程问题的思路和方法，这对于我这样的读者来说，是极具启发性的。