الفولاذ المقاوم للصدأ عالي القوة المستخدم في تطبيقات الطائرات

نحن عادة نسمي قوة الشد أعلى من 800MPa ، قوة الخضوع أعلى من 500MPa الفولاذ المقاوم للصدأ هو الفولاذ المقاوم للصدأ عالي القوة ، قوة الخضوع أعلى من 1380MPa الفولاذ المقاوم للصدأ يسمى الفولاذ المقاوم للصدأ عالي القوة. لقد أثبت تطور صناعة الطيران أن تحسين أداء الطائرات والمحركات الهوائية يعتمد إلى حد كبير على المواد المعدنية. نظرًا للقوة العالية والصلابة العالية ومقاومة التآكل عالية الضغط ومقاومة الصدمات الجيدة للصلب ، لا تزال تستخدم بعض المكونات الهيكلية الرئيسية للطائرة مثل معدات الهبوط والعارضة والمفاصل عالية الضغط والمثبتات وغيرها من الفولاذ المقاوم للصدأ عالي القوة.

يشمل الفولاذ المقاوم للصدأ عالي القوة بشكل أساسي الفولاذ المقاوم للصدأ المصلب بالترسيب Martensite والفولاذ المقاوم للصدأ شبه الأوستنيتي المتصلب بالترسيب. يتم تحقيق قوة الفولاذ المقاوم للصدأ الذي يصلب المارتينسيت من خلال تحويل مارتينسيت ومعالجة تصلب الترسيب ، والميزة هي قوة عالية ، في نفس الوقت بسبب الكربون المنخفض ، والكروم العالي ، والموليبدينوم العالي و / أو النحاس العالي ، ومقاومته للتآكل ليست بشكل عام أقل من 18Cr-8Ni الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي ؛ قطع مجاني ، قدرة لحام جيدة ، لا تحتاج إلى تلدين محلي بعد اللحام ، عملية المعالجة الحرارية بسيطة نسبيًا. العيب الرئيسي هو أنه حتى في الحالة الملدنة ، لا يزال هيكلها منخفض الكربون ، لذلك من الصعب إجراء تشوه عميق في العمل البارد. درجة الصلب النموذجية هي 17-4ph و PH13-8Mo ، تستخدم لتصنيع مكونات محمل مقاومة للتآكل عالية القوة ، مثل أجزاء محمل المحرك ، والمثبتات ، وما إلى ذلك التي تعمل عند 400. PH13-8Mo يستخدم على نطاق واسع في الأجزاء الهيكلية ذات درجة الحرارة المتوسطة المقاومة للتآكل.

يمكن تشكيل الفولاذ المقاوم للصدأ المقوى بالترسيب شبه الأوستينيت ، وتشويهه على البارد ولحامه في حالة الأوستينيت ، ومن ثم يمكن التحكم في تحويل مارتينسيت وتصلب الترسيب عن طريق ضبط الشيخوخة للحصول على قوى مختلفة وتنسيق المتانة. يتمتع الفولاذ بمقاومة جيدة للتآكل وقوة حرارية ، وخاصة مقاومة التآكل الإجهادي ، وهو مناسب بشكل خاص لتصنيع الأجزاء المستخدمة أقل من 540 ℃. العيب هو أن عملية المعالجة الحرارية معقدة ، ومتطلبات التحكم في درجة حرارة المعالجة الحرارية دقيقة للغاية (± 5 ℃) ؛ اتجاه تصلب العمل للصلب كبير ، وغالبًا ما تكون هناك حاجة إلى العديد من أوقات التلدين الوسيطة للتشوه العميق للعمل البارد. الدرجات النموذجية هي 17-7ph، PH15-7Mo ، إلخ. هذا النوع من الفولاذ يستخدم بشكل أساسي في صناعة الطيران للعمل عند 400 تحت هيكل محمل التآكل ، مثل جميع أنواع الأنابيب ، وصلات الأنابيب ، الزنبركات ، المثبتات ، إلخ.

 

معدات هبوط الطائرات

المواد المستخدمة في بناء 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 للطائرة F-15 ، 15-5pH لمعدات الهبوط للطائرة B-767. يتمتع فولاذ PH13-8mo بإمكانية استبدال 17-4PH ، 15-5ph، 17-7PH ، PH15-7Mo وأنواع الفولاذ الأخرى نظرًا لمقاومتها للتآكل الإجهادي الأفضل من الفولاذ المقاوم للصدأ المقوى بالترسيب من نفس الدرجة.

تحمل الطائرة

طورت شركة FAG الألمانية الفولاذ المقاوم للصدأ المارتنسيت المضاف إليه النيتروجين Cronidur30 (0.31٪ C-0.38٪ N-15٪ Cr-L٪ Mo) ، والذي يتم إنتاجه بواسطة عملية PESR لإعادة الصهر الكهربائي تحت ضغط عالي من النيتروجين. إنه فولاذ مقاوم للصدأ بدرجة حرارة عالية مع نسبة نيتروجين عالية تصلب تمامًا ، وهو أكثر مقاومة للتآكل من SUS440. إنه غير مناسب لقيمة DN العالية (D: القطر الداخلي للمحمل / مم ، N: دوران العمود / أرين) نظرًا لخصائصه من نوع التصلب الكامل ، يمكن أن يفي نفس Cronidur30 بضغط الضغط المتبقي وقيمة صلابة الكسر البالغة 4 مليون DN في في نفس الوقت من خلال التبريد عالي التردد. لكن درجة حرارة التهدئة أقل من 15 درجة مئوية ، ولا يمكنها تحمل ارتفاع درجة حرارة المحمل الناجم عن الصدمة الحرارية بعد إيقاف تشغيل المحرك.

مكونات هيكلية الطائرات

الفولاذ المقاوم للصدأ عالي القوة في هيكل تحمل الطائرة بشكل أساسي 15-5ph، 17-4PH ، PH13-8Mo ، إلخ ، بما في ذلك قفل غطاء الفتحة ، الترباس عالي القوة ، الزنبرك وأجزاء أخرى. تستخدم الطائرات المدنية مثل الفولاذ المقاوم للصدأ عالي القوة لشراري الأجنحة ، مثل الفولاذ 15-5PH لقمار الجناح Boeing 737-600 ؛ اكتب A340-300 الجناح SPAR PH13-8Mo الصلب. يستخدم Ph13-8Mo للأجزاء التي تتطلب قوة وصلابة عالية ، خاصة للأداء المستعرض ، مثل إطارات جسم الطائرة. في الآونة الأخيرة ، تم اختبار Custom465 بسبب زيادة المتانة ومقاومة التآكل الإجهادي. تم تطوير Custom465 بواسطة Carpenter على أساس Custom450 و Custom455 لتصنيع أدلة رفرف الطائرات ، وموجهات الشرائح ، وناقلات الحركة ، وحوامل المحرك ، وما إلى ذلك ، ويتم تضمين الفولاذ حاليًا في المواصفات الفنية MMPDS-02 و AMS5936 و ASTM A564. HSL180 فولاذ مقاوم للصدأ عالي القوة (0.21C-12.5Cr-1.0Ni-15.5Co-2.0Mo) يستخدم لتصنيع هيكل الطائرة ، الذي يتمتع بنفس قوة 1800 ميجا باسكال مثل الفولاذ منخفض السبائك مثل 4340 ونفس مقاومة التآكل والمتانة مثل الفولاذ المقاوم للصدأ تصلب هطول الأمطار مثل SUS630.