فولاذ مقاوم للصدأ عالي القوة يستخدم في تطبيقات الطائرات

نحن عادة نطلق على قوة الشد أعلى من 800MPa، وقوة الخضوع أعلى من 500MPa الفولاذ المقاوم للصدأ هي الفولاذ المقاوم للصدأ عالي القوة، وقوة الخضوع أعلى من 1380MPa الفولاذ المقاوم للصدأ تسمى الفولاذ المقاوم للصدأ عالي القوة للغاية. لقد أثبت تطور صناعة الطيران أن تحسين أداء الطائرات ومحركات الطيران يعتمد إلى حد كبير على المواد المعدنية. نظرًا للقوة العالية والمتانة العالية ومقاومة التشقق والتآكل عالية الضغط والمقاومة الجيدة للصدمات للفولاذ، لا تزال بعض المكونات الهيكلية الرئيسية للطائرات مثل معدات الهبوط والعارضة والمفاصل عالية الضغط والمثبتات وغيرها من الفولاذ المقاوم للصدأ عالي القوة مستخدمة.

يشتمل الفولاذ المقاوم للصدأ عالي القوة بشكل أساسي على الفولاذ المقاوم للصدأ المقوى بالترسيب مارتنسيت والفولاذ المقاوم للصدأ المقوى بالترسيب شبه الأوستنيتي. يتم تحقيق قوة الفولاذ المقاوم للصدأ المتصلب بهطول المارتينسيت عن طريق تحويل المارتنسيت ومعالجة تصلب الهطول، والميزة هي القوة العالية، وفي نفس الوقت بسبب انخفاض الكربون والكروم العالي والموليبدينوم العالي و/أو النحاس العالي، فإن مقاومته للتآكل بشكل عام ليست كذلك. أقل من 18Cr-8Ni الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي؛ القطع الحر، قدرة اللحام الجيدة، لا تحتاج إلى التلدين المحلي بعد اللحام، عملية المعالجة الحرارية بسيطة نسبيًا. العيب الرئيسي هو أنه حتى في حالة التلدين، فإن هيكلها لا يزال منخفض الكربون من مارتنسيت، لذلك من الصعب إجراء تشوه عميق أثناء العمل البارد. درجة الصلب النموذجية هي 17-4PH وPH13-8Mo، يستخدم لتصنيع مكونات محمل مقاومة للتآكل عالية القوة، مثل أجزاء محمل المحرك، والمثبتات، وما إلى ذلك، والتي تعمل عند 400 درجة مئوية. يستخدم PH13-8Mo على نطاق واسع في الأجزاء الهيكلية المقاومة للتآكل ذات درجة الحرارة المتوسطة للطيران.

يمكن تشكيل الفولاذ المقاوم للصدأ المقوى بالترسيب شبه الأوستينيت وتشويهه على البارد ولحامه في حالة الأوستنيت، ومن ثم يمكن التحكم في تحويل المارتنسيت وتصلب الترسيب عن طريق ضبط التقادم للحصول على قوى مختلفة وتنسيق الصلابة. يتمتع الفولاذ بمقاومة جيدة للتآكل وقوة حرارية، وخاصة مقاومة التآكل الناتج عن الإجهاد، وهو مناسب بشكل خاص لتصنيع الأجزاء المستخدمة تحت 540 درجة مئوية. العيب هو أن عملية المعالجة الحرارية معقدة، ومتطلبات التحكم في درجة حرارة المعالجة الحرارية دقيقة للغاية (±5 درجة مئوية)؛ إن ميل العمل إلى تصلب الفولاذ كبير، وغالبًا ما تكون هناك حاجة إلى العديد من أوقات التلدين المتوسطة من أجل التشوه العميق في العمل البارد. الدرجات النموذجية هي 17-7PH، PH15-7Mo، إلخ. يستخدم هذا النوع من الفولاذ بشكل رئيسي في صناعة الطيران للعمل عند 400 درجة مئوية تحت هيكل تحمل التآكل، مثل جميع أنواع الأنابيب، وصلات الأنابيب، والينابيع، والمثبتات، وما إلى ذلك.

 

معدات هبوط الطائرات

المواد المستخدمة في تصنيع معدات هبوط الطائرات هي 30CrMnSiNi2A، 4340، 300M، Aermet100 وغيرها من معدات هبوط الطائرات والمثبتات ذات المتطلبات الأعلى مصنوعة في الغالب من الفولاذ المقاوم للصدأ المقوى بالترسيب، مثل 17-4PH لمعدات الهبوط لطائرات F-15، 15-5pH لمعدات الهبوط لطائرات B-767. الصلب PH13-8mo لديه القدرة على استبدال 17-4PH، 15-5PH، 17-7PH، PH15-7Mo والفولاذ الآخر نظرًا لمقاومته للتآكل الإجهادي بشكل أفضل من الفولاذ المقاوم للصدأ المقوى بالترسيب من نفس الدرجة.

تحمل الطائرة

قامت شركة FAG الألمانية بتطوير الفولاذ المقاوم للصدأ المضاف إليه النيتروجين Cronidur30 (0.31%C-0.38%N-15% Cr-L %Mo)، والذي يتم إنتاجه بواسطة عملية PESR لإعادة صهر الخبث الكهربائي تحت جو نيتروجين عالي الضغط. إنه فولاذ مقاوم للصدأ ذو درجة حرارة عالية مع نسبة نيتروجين عالية تصلب بالكامل، وهو أكثر مقاومة للتآكل من SUS440. إنه غير مناسب لقيمة DN العالية (D: القطر الداخلي للمحمل/مم، N: دوران العمود/arin) بسبب خصائصه من نوع التصلب الكامل، يمكن لنفس Cronidur30 أن يلبي إجهاد الضغط المتبقي وقيمة صلابة الكسر البالغة DN4 مليون عند في نفس الوقت من خلال التبريد عالية التردد. لكن درجة حرارة التقسية أقل من 15 درجة مئوية، ولا يمكنها تحمل الارتفاع في درجة حرارة المحمل الناجم عن الصدمة الحرارية بعد إيقاف تشغيل المحرك.

الطائرات التي تحمل المكونات الهيكلية

يتم استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ عالي القوة في هيكل حامل الطائرات بشكل أساسي 15-5PH، 17-4PH، PH13-8Mo، وما إلى ذلك، بما في ذلك مزلاج غطاء الفتحة، والترباس عالي القوة، والربيع وأجزاء أخرى. تستخدم الطائرات المدنية الفولاذ المقاوم للصدأ عالي القوة لقطع الأجنحة، مثل الفولاذ 15-5PH لقطع الأجنحة من طراز Boeing 737-600؛ النوع A340-300 جناح سبار PH13-8Mo فولاذ. يتم استخدام Ph13-8Mo للأجزاء التي تتطلب قوة ومتانة عالية، خاصة للأداء العرضي، مثل إطارات جسم الطائرة. في الآونة الأخيرة، تم اختبار Custom465 بسبب زيادة المتانة ومقاومة التآكل الناتج عن الإجهاد. تم تطوير Custom465 بواسطة Carpenter على أساس Custom450 وCustom455 لتصنيع أدلة رفرف الطائرات، وأدلة الشرائح، وناقلات الحركة، وحوامل المحرك، وما إلى ذلك. ويتم تضمين الفولاذ حاليًا في المواصفات الفنية MMPDS-02 وAMS5936 وASTM A564. يتم استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ عالي القوة HSL180 (0.21C-12.5Cr-1.0Ni-15.5Co-2.0Mo) لتصنيع هيكل الطائرة، الذي يتمتع بنفس قوة 1800MPa مثل الفولاذ منخفض السبائك مثل 4340 ونفس مقاومة التآكل والمتانة. مثل الفولاذ المقاوم للصدأ المتصلب مثل SUS630.