Vysoce pevná nerezová ocel používaná v leteckých aplikacích

Obvykle nazýváme pevnost v tahu vyšší než 800MPa, mez kluzu vyšší než 500MPa nerezová ocel je vysoce pevná nerezová ocel, mez kluzu vyšší než 1380MPa se nazývá nerezová ocel s ultra vysokou pevností. Rozvoj leteckého průmyslu prokázal, že zlepšování výkonu letadel a leteckých motorů do značné míry závisí na kovových materiálech. Vzhledem k vysoké pevnosti, vysoké houževnatosti, vysoké odolnosti proti praskání v důsledku koroze a dobré odolnosti oceli proti nárazu se stále používají některé klíčové konstrukční součásti letadel, jako je podvozek, nosník, vysoce namáhané spoje, spojovací prvky a další vysoce pevná nerezová ocel.

Vysoce pevná nerezová ocel zahrnuje především martenzitovou precipitačně kalenou nerezovou ocel a poloaustenitovou precipitačně kalenou nerezovou ocel. Pevnosti martenzitické precipitační kalené nerezové oceli je dosaženo martenzitovou transformací a precipitačním kalením, výhodou je vysoká pevnost, zároveň díky nízkému obsahu uhlíku, vysokému obsahu chrómu, vysokému obsahu molybdenu a/nebo vysokému obsahu mědi její korozní odolnost obecně není austenitická nerezová ocel méně než 18Cr-8Ni; Volné řezání, dobrá svařovací schopnost, nepotřebují místní žíhání po svařování, proces tepelného zpracování je relativně jednoduchý. Hlavní nevýhodou je, že i v žíhaném stavu je jeho struktura stále nízkouhlíkový martenzit, takže je obtížné provádět hluboké deformace za studena. Typická třída oceli je 17-4PH a PH13-8Mo, používané pro výrobu vysoce pevných součástí ložisek odolných proti korozi, jako jsou součásti ložisek motoru, upevňovací prvky atd. pracujících při 400 ℃. PH13-8Mo je široce používán v konstrukčních částech leteckých ložisek odolných proti korozi při střední teplotě.

Poloaustenitovou precipitací kalenou nerezovou ocel lze obrábět, za studena deformovat a svařovat v austenitovém stavu, a poté lze transformaci martenzitu a precipitační kalení řídit úpravou stárnutí pro získání různých pevností a koordinace houževnatosti. Ocel má dobrou odolnost proti korozi a tepelnou pevnost, zejména odolnost proti korozi pod napětím, a je zvláště vhodná pro výrobu dílů používaných pod 540 ℃. Nevýhodou je, že proces tepelného zpracování je složitý, požadavky na řízení teploty tepelného zpracování jsou velmi přesné (±5 ℃); Tendence oceli k mechanickému zpevnění je velká a pro hluboké deformační tváření za studena je často zapotřebí mnoho mezidobí žíhání. Typické stupně jsou 17-7 PH, PH15-7Mo atd. Tento druh oceli se používá hlavně v leteckém průmyslu k práci při 400 ℃ pod nosnou konstrukcí koroze, jako jsou všechny druhy trubek, potrubní spoje, pružiny, spojovací prvky atd.

 

Podvozek letadla

Materiály používané pro konstrukci leteckých podvozků jsou 30CrMnSiNi2A, 4340, 300M, Aermet100 a další letecké podvozky a upevňovací prvky s vyššími požadavky jsou většinou vyrobeny z precipitačně tvrzené nerezové oceli, jako je např. 17-4PH pro podvozek letounu F-15, 15-5pH pro podvozek letounu B-767. Ocel PH13-8mo má potenciál nahradit 17-4PH, 15-5 PH, 17-7PH, PH15-7Mo a další oceli díky své lepší odolnosti proti korozi za napětí než precipitačně kalená nerezová ocel stejné jakosti.

Rovinné ložisko

Německá společnost FAG vyvinula martenzitovou nerezovou ocel Cronidur30 s přídavkem dusíku (0,31%C-0,38%N-15% Cr-L %Mo), která se vyrábí PESR procesem elektrostruskového přetavování pod vysokotlakou dusíkovou atmosférou. Jedná se o vysokoteplotní nerezovou ocel s vysokým obsahem dusíku zcela kalenou, která je odolnější vůči korozi než SUS440. Není vhodný pro vysokou hodnotu DN (D: vnitřní průměr ložiska/mm, N: otáčky hřídele/arin), protože má vlastnosti typu plného vytvrzení, stejný Cronidur30 může uspokojit zbytkové tlakové napětí a hodnotu lomové houževnatosti DN4 milionů při současně vysokofrekvenčním zhášením. Ale teplota temperování je nižší než 15O℃, nemůže odolat zvýšení teploty ložiska způsobenému tepelným šokem po vypnutí motoru.

Konstrukční součásti letadla

Vysokopevnostní nerezová ocel v nosné konstrukci letadla je hlavně 15-5 PH, 17-4PH, PH13-8Mo atd., včetně západky krytu poklopu, vysokopevnostního šroubu, pružiny a dalších dílů. Civilní letadla používají takovou vysokopevnostní nerezovou ocel pro nosníky křídel, jako je ocel 15-5PH pro nosníky křídel Boeing 737-600; Typ A340-300 křídlo SPAR PH13-8Mo ocel. Ph13-8Mo se používá pro díly vyžadující vysokou pevnost a houževnatost, zejména pro příčné výkony, jako jsou rámy trupu. V nedávné době byl Custom465 testován kvůli zvýšené houževnatosti a odolnosti vůči korozi za napětí. Custom465 byl vyvinut společností Carpenter na základě Custom450 a Custom455 pro výrobu vedení klapek letadel, vedení lamel, převodovek, uložení motoru atd. Ocel je v současné době zahrnuta v technických specifikacích MMPDS-02, AMS5936 a ASTM A564. K výrobě konstrukce letadla se používá vysoce pevná nerezová ocel HSL180 (0.21C-12.5Cr-1.0Ni-15.5Co-2.0Mo), která má stejnou pevnost 1800 MPa jako nízkolegovaná ocel, jako je 4340, a stejnou odolnost proti korozi a houževnatost jako precipitačně kalená nerezová ocel, jako je SUS630.