全国服务热线:400-803-1688
不锈钢管资讯

国产大飞机中的高强度不锈钢应用

文章出处:www.fsyinze.com责任编辑:作者:吴生人气:-发表时间:2017-11-02 10:21

虽然在大飞机制造中不锈钢用料占比不断下降,但因为不锈钢的高强度、高韧性、高耐应力腐蚀开裂和优良的抗冲击性能,飞机的一些关键承力结构件如起落架、大梁、大应力接头、高应力紧固件等仍在继续使用高强度不锈钢。

2007年,国家正式确立了国产大飞机项目,总投资约2000亿元。中国的大飞机很多零部件也将面向国内外招标,而作为国家战略,国产大飞机将会优先采购国产配件。这带动了国内很多相关产业的发展,新材料行业就在其中,不锈钢在飞机上的应用非常广泛,并且也有很多是和常规不锈钢不同的,其一定要有强度高、耐疲劳等特殊性能。

高强度不锈钢

虽然在飞机制造中不锈钢的用料占比不断下降,但因为不锈钢的高强度、高韧性、高耐应力腐蚀开裂和优良的抗冲击性能,飞机的一些关键承力结构件如起落架、大梁、大应力接头、高应力紧固件等仍在继续使用高强度不锈钢。飞机向寿命长、可靠性好的方向发展,对应用材料的耐腐蚀性能要求也越来越高,采用高强度不锈钢制作某些重要零部件已成为主要发展趋势,这使得高强度不锈钢材料成为航空产品达到高性能、长寿命与高可靠性的重要物质与技术基础。

一般把抗拉强度高于800MPa,屈服强度高于500MPa的不锈钢称为高强度不锈钢,把屈服强度高于1380MPa的不锈钢叫做超高强度不锈钢。国内先后研发出了沉淀硬化不锈钢、马氏体时效不锈钢,铁素体时效不锈钢,现在超级马氏体时效不锈钢也可以应用,基本满足了国防建设和国民经济各方面的需要。

高强度不锈钢在飞机上的应用

以上讲的不锈钢各类有些已广泛应用到了飞机上,下面就来简单介绍下。

飞机起降装置上的不锈钢应用

用于制造飞机起落架的不锈钢结构材料为30CrMnSiNi2A4340300MAermet100等。常在海洋性气候下使用的飞机起落架、紧固件等大多采用沉淀硬化不锈钢制造,如17-4PH用于F-15飞机的起落架,其改进型15-5PH用于B-767飞机的起落架,PH13-8Mo钢由于抗应力腐蚀性能比同级别沉淀硬化不锈钢好而有望代替17-4PH15-5PH以及17-7PHPH15-7Mo等钢种。

在飞机轴承上的不锈钢应用

德国的FAG公司开发了添加氮的马氏体不锈钢Cronidur300.31%C-0.38%N-15%Cr-l%Mo)。其耐腐蚀性比SUS440更佳,是通过高压氮气气氛下进行电渣重熔的PESR工艺生产的高氮完全硬化型高温不锈钢。但因其是完全硬化型的,不适于高DN值(D:轴承内径/mmN:轴转数/arin),然而用同样的Cronidur30通过高频淬火,就可以DN400万的值同时满足残余压缩应力以及断裂韧性值。但是回火温度低于15O℃,就不能承受引擎关闭后热冲击造成的轴承温度上升。

在飞机承力结构件上的不锈钢应用

飞机承力结构件中的高强不锈钢通常是15-5PH17-4PHPH13-8Mo等,并在军用飞机上应用以替代传统的30CrMnSiA等高强度合金钢。其零件形式有舱盖锁闩、高强度螺栓、弹簧等各类零配件。民用飞机将此类高强度不锈钢用于机翼梁上,如波音737-600型机翼梁用15-5PH钢;A340-300型机翼梁用PH13-8Mo钢。

在要求高强度和高韧性,特别对横向性能有特殊要求的部位,如机身框架,使用了PH13-8Mo。近由于要求提高韧性和耐应力腐蚀性,试用了Custom465等。Custom465carpenter公司在Custom450Custom455的基础上发展起来的,用于制造飞机的襟翼导轨、缝翼导轨、传动装置、引擎支架等。该钢目前已纳入MMPDS-02AMS5936ASTMA564技术规范中。使用HSL180高强度不锈钢(0.21C-12.5Cr-1.0Ni-15.5Co-2.0Mo)制造飞机结构体,该钢兼有与4340等低合金钢相当的1800MPa的强度,与SUS630等沉淀硬化不锈钢同等的耐腐蚀性和韧性。

在飞机零件上的不锈钢应用

部分加工变形量大的零件,比如飞机襟翼整流包皮,以前通常是采用1Crl8Ni9Ti不锈钢,但其强度太低,在使用中,经常发生铆钉孔处拉坏现象。对此在新型号的设计中,对座舱锁钩、齿垫、发动机吊杆螺栓、液压系统导管弯管接头(锻件)、无扩口管接头、襟翼整流包皮等部位的零件都使用了国内自行研制的半奥氏体沉淀硬化型不锈钢替代传统不锈钢材料。另外有些高强度螺栓,一般都是高强度结构钢加工而成,表面镀铬进行防护。但在新型号设计中,这类零件均已采用0Crl2Mn5Ni4Mo3A1不锈钢进行制造。

国产大飞机用高强度不锈钢的未来

国内高强度不锈钢在钢种类型、品种规格、生产加工工艺、强度级别等领域进步都非常大,发展和应用广阔,系列高强度不锈钢已经可逐渐很好的应用在大飞机上了。

相关资讯