Acier inoxydable à haute résistance utilisé dans les applications aéronautiques
Nous appelons généralement une résistance à la traction supérieure à 800MPa, une limite d'élasticité supérieure à 500MPa en acier inoxydable est un acier inoxydable à haute résistance, une limite d'élasticité supérieure à 1380MPa en acier inoxydable est appelée acier inoxydable à ultra haute résistance. Le développement de l'industrie aéronautique a prouvé que l'amélioration des performances des avions et des moteurs d'avion dépend en grande partie des matériaux métalliques. En raison de la résistance élevée, de la ténacité élevée, de la résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte élevée et de la bonne résistance aux chocs de l'acier, certains composants structurels clés des avions tels que le train d'atterrissage, la poutre, les joints à haute contrainte, les attaches et autres aciers inoxydables à haute résistance sont toujours utilisés.
L'acier inoxydable à haute résistance comprend principalement l'acier inoxydable à durcissement par précipitation martensitique et l'acier inoxydable à durcissement par précipitation semi-austénite. La résistance de l'acier inoxydable à durcissement par précipitation de martensite est obtenue par transformation de la martensite et traitement de durcissement par précipitation, l'avantage est une résistance élevée, en même temps en raison de la faible teneur en carbone, du chrome élevé, du molybdène et/ou du cuivre élevé, sa résistance à la corrosion n'est généralement pas moins de 18Cr-8Ni en acier inoxydable austénitique ; Découpe libre, bonne capacité de soudage, ne nécessite pas de recuit local après soudage, le processus de traitement thermique est relativement simple. Le principal inconvénient est que même à l'état recuit, sa structure est toujours en martensite à faible teneur en carbone, il est donc difficile d'effectuer un travail à froid en déformation profonde. La nuance d'acier typique est 17-4PH et PH13-8Mo, utilisé pour la fabrication de composants de roulement résistants à la corrosion à haute résistance, tels que les pièces de roulement de moteur, les attaches, etc. fonctionnant à 400℃. Le PH13-8Mo est largement utilisé dans les pièces structurelles à moyenne température résistantes à la corrosion des roulements aéronautiques.
L'acier inoxydable semi-austénite durci par précipitation peut être usiné, déformé à froid et soudé à l'état d'austénite, puis la transformation de la martensite et le durcissement par précipitation peuvent être contrôlés en ajustant le vieillissement pour obtenir différentes résistances et coordination de la ténacité. L'acier a une bonne résistance à la corrosion et une bonne résistance thermique, en particulier une résistance à la corrosion sous contrainte, et est particulièrement adapté à la fabrication de pièces utilisées en dessous de 540℃. L'inconvénient est que le processus de traitement thermique est complexe, les exigences de contrôle de la température du traitement thermique sont très précises (±5℃); La tendance à l'écrouissage de l'acier est importante et de nombreux temps de recuit intermédiaires sont souvent nécessaires pour le travail à froid en déformation profonde. Les notes typiques sont 17-7PH, PH15-7Mo, etc. Ce type d'acier est principalement utilisé dans l'industrie aéronautique pour travailler à 400℃ sous la structure porteuse de corrosion, comme toutes sortes de tuyaux, joints de tuyaux, ressorts, attaches, etc.
Train d'atterrissage d'avion
Les matériaux utilisés pour la construction du train d'atterrissage d'avion sont 30CrMnSiNi2A, 4340, 300M, Aermet100 et d'autres trains d'atterrissage d'avion et les attaches avec des exigences plus élevées sont principalement en acier inoxydable durci par précipitation, tels que 17-4PH pour LE train d'atterrissage des avions F-15, 15-5pH pour le train d'atterrissage des avions B-767. L'acier PH13-8mo a le potentiel de remplacer le 17-4PH, 15-5PH, 17-7PH, PH15-7Mo et d'autres aciers en raison de sa meilleure résistance à la corrosion sous contrainte que l'acier inoxydable durci par précipitation de la même nuance.
Le palier d'avion
La société allemande FAG a développé l'acier inoxydable martensite à azote ajouté Cronidur30 (0.31 % C-0.38 % N-15 % Cr-L % Mo), qui est produit par le procédé PESR de refusion sous laitier électrique sous atmosphère d'azote à haute pression. Il s'agit d'un acier inoxydable haute température à haute teneur en azote complètement durci, qui est plus résistant à la corrosion que le SUS440. Il ne convient pas à une valeur DN élevée (D : diamètre intérieur du roulement/mm, N : révolution de l'arbre/arin) en raison de ses caractéristiques de type à durcissement complet, le même Cronidur30 peut satisfaire la contrainte de compression résiduelle et la valeur de ténacité à la rupture de 4 millions de DN à en même temps par trempe à haute fréquence. Mais la température de revenu est inférieure à 15O℃, elle ne peut pas supporter la montée en température des paliers provoquée par le choc thermique après l'arrêt du moteur.
Composants structurels porteurs d'aéronefs
L'acier inoxydable à haute résistance dans la structure portante des avions est principalement 15-5PH, 17-4PH, PH13-8Mo, etc., y compris le loquet du couvercle d'écoutille, le boulon à haute résistance, le ressort et d'autres pièces. Les avions civils utilisent un tel acier inoxydable à haute résistance pour les longerons d'aile, tel que l'acier 15-5PH pour les longerons d'aile de Boeing 737-600 ; Aile type A340-300 SPAR en acier PH13-8Mo. Ph13-8Mo est utilisé pour les pièces nécessitant une résistance et une ténacité élevées, en particulier pour les performances transversales, telles que les cadres de fuselage. Plus récemment, Custom465 a été testé en raison de sa ténacité accrue et de sa résistance à la corrosion sous contrainte. Custom465 a été développé par Carpenter sur la base de Custom450 et Custom455 pour la fabrication de guides de volets d'avion, de guides de lamelles, de transmissions, de supports de moteur, etc. L'acier est actuellement inclus dans les spécifications techniques MMPDS-02, AMS5936 et ASTM A564. L'acier inoxydable à haute résistance HSL180 (0.21C-12.5Cr-1.0Ni-15.5Co-2.0Mo) est utilisé pour fabriquer la structure de l'avion, qui a la même résistance de 1800MPa que l'acier faiblement allié tel que 4340 et la même résistance à la corrosion et la même ténacité comme acier inoxydable durci par précipitation tel que SUS630.