Hochfester Edelstahl für Flugzeuganwendungen

Wir nennen normalerweise Zugfestigkeit höher als 800MPa, Streckgrenze höher als 500MPa Edelstahl ist hochfester Edelstahl, Streckgrenze höher als 1380MPa Edelstahl wird als ultrahochfester Edelstahl bezeichnet. Die Entwicklung der Luftfahrtindustrie hat bewiesen, dass die Verbesserung der Leistung von Flugzeugen und Triebwerken weitgehend von metallischen Werkstoffen abhängt. Aufgrund der hohen Festigkeit, der hohen Zähigkeit, der hohen Spannungsrisskorrosionsbeständigkeit und der guten Schlagzähigkeit von Stahl werden einige wichtige Strukturkomponenten von Flugzeugen wie Fahrwerk, Träger, hochbeanspruchte Gelenke, Befestigungselemente und andere hochfeste rostfreie Stähle immer noch verwendet.

Hochfester Edelstahl umfasst hauptsächlich martensitischen ausscheidungshärtenden Edelstahl und halbaustenitischen ausscheidungshärtenden Edelstahl. Die Festigkeit des martensitischen ausscheidungshärtenden Edelstahls wird durch Martensitumwandlung und Ausscheidungshärtungsbehandlung erreicht, der Vorteil ist eine hohe Festigkeit, gleichzeitig aufgrund von niedrigem Kohlenstoff, hohem Chrom, hohem Molybdän und / oder hohem Kupfergehalt ist seine Korrosionsbeständigkeit im Allgemeinen nicht weniger als 18Cr-8Ni austenitischer Edelstahl; Freischneiden, gute Schweißbarkeit, kein lokales Glühen nach dem Schweißen erforderlich, Wärmebehandlungsprozess ist relativ einfach. Der Hauptnachteil besteht darin, dass seine Struktur selbst im geglühten Zustand immer noch kohlenstoffarmer Martensit ist, so dass es schwierig ist, eine Kaltverformung mit tiefer Verformung durchzuführen. Die typische Stahlsorte ist 17-4 Uhr und PH13-8Mo, verwendet für die Herstellung von hochfesten korrosionsbeständigen Lagerkomponenten wie Motorlagerteilen, Befestigungselementen usw., die bei 400 ° C arbeiten. PH13-8Mo wird häufig in korrosionsbeständigen Bauteilen für mittlere Temperaturen in der Luftfahrt verwendet.

Der halbaustenitische ausscheidungsgehärtete Edelstahl kann im austenitischen Zustand bearbeitet, kalt verformt und geschweißt werden, und dann können die Martensit-Umwandlung und die Ausscheidungshärtung durch Einstellen der Alterung gesteuert werden, um unterschiedliche Festigkeits- und Zähigkeitskoordinationen zu erhalten. Der Stahl hat eine gute Korrosionsbeständigkeit und thermische Festigkeit, insbesondere Spannungskorrosionsbeständigkeit, und ist besonders geeignet für die Herstellung von Teilen, die unter 540 verwendet werden. Der Nachteil besteht darin, dass der Wärmebehandlungsprozess komplex ist, die Anforderungen an die Temperaturregelung der Wärmebehandlung sind sehr genau (±5℃); Die Kaltverfestigungstendenz von Stahl ist groß, und für die Tiefverformung der Kaltumformung werden oft viele Zwischenglühzeiten benötigt. Typische Noten sind 17-7 Uhr, PH15-7Mo usw. Diese Art von Stahl wird hauptsächlich in der Luftfahrtindustrie verwendet, um bei 400 ° C unter der korrosionstragenden Struktur zu arbeiten, wie z. B. alle Arten von Rohren, Rohrverbindungen, Federn, Befestigungselementen usw.

 

Flugzeugfahrwerk

Die für den Bau von Flugzeugfahrwerken verwendeten Materialien sind 30CrMnSiNi2A, 4340, 300M, Aermet100 und andere Flugzeugfahrwerke und Verbindungselemente mit höheren Anforderungen bestehen meist aus ausscheidungsgehärtetem Edelstahl, wie z 17-4 Uhr für DAS Fahrwerk von F-15 Flugzeugen, 15-5pH für das Fahrwerk von B-767 Flugzeugen. PH13-8mo-Stahl hat das Potenzial, 17-4PH zu ersetzen, 15-5 Uhr, 17-7PH, PH15-7Mo und andere Stähle aufgrund seiner besseren Spannungskorrosionsbeständigkeit als ausscheidungsgehärteter Edelstahl gleicher Güte.

Das Planlager

Das deutsche FAG-Unternehmen hat den mit Stickstoff versetzten Martensit-Edelstahl Cronidur30 (0.31 % C-0.38 % N-15 % Cr-L % Mo) entwickelt, der im PESR-Verfahren des Elektroschlacke-Umschmelzens unter Hochdruck-Stickstoffatmosphäre hergestellt wird. Es ist ein Hochtemperatur-Edelstahl mit hohem Stickstoffgehalt, der vollständig gehärtet ist und korrosionsbeständiger ist als SUS440. Es ist nicht für hohe DN-Werte (D: Innendurchmesser des Lagers/mm, N: Wellenumdrehung/arin) geeignet, da das gleiche Cronidur30 aufgrund seiner Eigenschaften des Vollhärtetyps den Druckeigenspannungs- und Bruchzähigkeitswert von DN4 Millionen at erfüllt gleichzeitig durch Hochfrequenzlöschung. Aber die Anlasstemperatur ist niedriger als 15O℃, sie kann dem Anstieg der Lagertemperatur durch Thermoschock nach dem Abschalten des Motors nicht standhalten.

Flugzeug tragende Strukturbauteile

Hochfester Edelstahl in der Flugzeugtragstruktur ist hauptsächlich 15-5 Uhr, 17-4PH, PH13-8Mo usw., einschließlich Lukendeckelverriegelung, hochfester Schraube, Feder und anderen Teilen. Zivilflugzeuge verwenden einen solchen hochfesten Edelstahl für Flügelholme, wie beispielsweise 15-5PH-Stahl für Boeing 737-600 Flügelholme; Typ A340-300 Flügel SPAR PH13-8Mo Stahl. Ph13-8Mo wird für Teile verwendet, die eine hohe Festigkeit und Zähigkeit erfordern, insbesondere für die Querleistung, wie beispielsweise Rumpfspanten. In jüngerer Zeit wurde Custom465 aufgrund erhöhter Zähigkeit und Spannungskorrosionsbeständigkeit getestet. Custom465 wurde von Carpenter auf Basis von Custom450 und Custom455 für die Herstellung von Flugzeugklappenführungen, Vorflügelführungen, Getrieben, Motorhalterungen usw. entwickelt. Der Stahl ist derzeit in den technischen Spezifikationen MMPDS-02, AMS5936 und ASTM A564 enthalten. Zur Herstellung der Flugzeugstruktur wird hochfester Edelstahl HSL180 (0.21C-12.5Cr-1.0Ni-15.5Co-2.0Mo) verwendet, der die gleiche Festigkeit von 1800 MPa wie niedriglegierter Stahl wie 4340 und die gleiche Korrosionsbeständigkeit und Zähigkeit aufweist als ausscheidungsgehärteter Edelstahl wie SUS630.