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          高強度不銹鋼在國產大飛機中的應用和發展
          發布者:上海萌日金屬制品有限公司 發布時間:2019/3/31 閱讀:342

              所謂大飛機,是指起飛總重量超過100噸的運輸類飛機,包括軍用和民用大型運輸機,也包括150座以上的干線客機。它是民航使用最廣泛的主力機型。 

              2007年3月,國家正式確立了國產大飛機項目,總投資約2000億元。中國的大飛機很多零部件也將面向國內外招標,而作為國家戰略,國產大飛機將會優先采購國產配件。這將會帶動我國多個相關產業的發展,其中就包括新材料行業,不銹鋼在飛機上應用相當廣泛,而且有很多是異于常規不銹鋼的,它必須具備高強度、耐疲勞等特殊性能。本文就高強度不銹鋼在大飛機上的應用發展作一個闡述。
           
              高強度不銹鋼
              航空科技的發展一再證明飛機及航空發動機性能的改進大部分要依靠材料性能的提高來實現。盡管在飛機制造中鋼的比重不斷下降,但由于鋼的高強度、高韌性、高耐應力腐蝕開裂以及良好的抗沖擊性能,飛機的一些關鍵承力結構件如起落架、大梁、大應力接頭、高應力緊固件等仍在繼續使用高強度鋼。飛機向長壽命、高可靠性方向的發展,對材料耐腐蝕性能的要求越來越高,采用高強度不銹鋼制作某些重要零部件已成為主要發展趨勢,這使得高強度不銹鋼材料成為航空產品達到高性能、長壽命與高可靠性的重要物質與技術基礎。
              通常把抗拉強度高于800MPa,屈服強度高于500MPa的不銹鋼稱為高強度不銹鋼,把屈服強度高于1380MPa的不銹鋼稱為超高強度不銹鋼。自1958年起,鋼鐵研究總院等科研院所與各特殊鋼廠先后開展了沉淀硬化不銹鋼的研究,上世紀60年代開始了馬氏體時效不銹鋼的研究,80年代又開始了鐵素體時效不銹鋼的研究,近幾年又在超級馬氏體時效不銹鋼領域進行了研究,所研制的系列鋼種基本滿足了我國國防建設和國民經濟各方面的需要。
              1、 沉淀硬化不銹鋼
              1.1 半奧氏體沉淀硬化不銹鋼
              這類鋼的特點是可以在奧氏體狀態進行切削加工、冷變形和焊接,隨后通過調整處理及時效處理控制馬氏體轉變與析出硬化,獲得不同的強韌性配合;耐腐蝕性能良好,特別是抗應力腐蝕性能優越。因此該類鋼特別適用于制造不同要求的耐蝕承力結構件。在540℃,特別是480℃以下使用,熱強性能良好。其主要缺點是對鋼的化學成分區間要求十分嚴格,熱處理工藝復雜,對熱處理溫度的控制要求十分精確(±5℃);鋼的加工硬化趨向性大,進行深變形冷加工時常需進行多次中間退火。
              該類鋼的典型代表是0CT17Ni7Al(17-7PH)、OCr15Ni7Mo2Al(PH15-7Mo)、0Cr12Mn5Ni4Mo3Al等。該類鋼主要用于航空工業中在400℃以下工作的耐蝕承力結構件,如各種管道、管接頭、彈簧、緊固件等。產品有板、管、帶、絲、棒、鑄件、鍛件等。
              1.2 馬氏體沉淀硬化不銹鋼
              鋼的強度是通過馬氏體相變和沉淀硬化處理來實現的,優點是強度較高,同時由于低碳、高鉻、高鉬和/或高銅,其耐蝕性一般不會低于18Cr-8Ni奧氏體不銹鋼;易切削,易焊接,焊后一般不需局部退火,熱處理工藝也比較簡單。缺點主要是即使在退火態其組織仍然是低碳馬氏體,因此難以進行深變形冷加工。該類鋼的代表鋼種是0Crl7Ni4Cu4Nb(17-4PH)與0Cr13Ni8Mo2Al(PH13-8Mo),用于制造在400℃以下工作的高強耐蝕承力構件,如發動機承力件、緊固件等。后者在航空承力耐蝕中溫結構件方面應用十分廣泛。
              1.3 奧氏體沉淀硬化不銹鋼
              該類鋼實際上屬于Fe-Ni基高溫合金,在高強度不銹鋼中具有600~700℃范圍內最高的高溫強度,650℃下的屈服強度與室溫的相差不多;超低溫韌性極好,基本沒有低溫脆性;沉淀強化作用顯著,制作大斷面部件時力學性能均勻;冷變形和耐蝕性能十分優越。缺點主要是室溫及中溫強度較低,可焊性差。代表鋼種0Crl5Ni25Ti2Mo1VA1,用于制造噴氣發動機渦輪、葉片、機身、緊固件、高強彈簧等。
           

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