Acciaio inossidabile ad alta resistenza utilizzato nelle applicazioni aeronautiche

Di solito chiamiamo resistenza alla trazione superiore a 800 MPa, la resistenza allo snervamento superiore a 500 MPa è acciaio inossidabile ad alta resistenza, la resistenza allo snervamento superiore a 1380 MPa è denominata acciaio inossidabile ad altissima resistenza. Lo sviluppo dell'industria aeronautica ha dimostrato che il miglioramento delle prestazioni degli aerei e dei motori aeronautici dipende in gran parte dai materiali metallici. A causa dell'elevata resistenza, dell'elevata tenacità, dell'elevata resistenza alla corrosione da stress e della buona resistenza agli urti dell'acciaio, vengono ancora utilizzati alcuni componenti strutturali chiave degli aeromobili come carrello di atterraggio, trave, giunti ad alta sollecitazione, elementi di fissaggio e altri acciai inossidabili ad alta resistenza.

L'acciaio inossidabile ad alta resistenza comprende principalmente acciaio inossidabile indurente per precipitazione martensite e acciaio inossidabile indurente per precipitazione semi-austenite. La resistenza dell'acciaio inossidabile indurente per precipitazione martensite si ottiene mediante la trasformazione della martensite e il trattamento di indurimento per precipitazione, il vantaggio è l'elevata resistenza, allo stesso tempo a causa del basso tenore di carbonio, dell'alto cromo, dell'alto molibdeno e/o dell'alto rame, la sua resistenza alla corrosione generalmente non è acciaio inossidabile austenitico inferiore a 18Cr-8Ni; Taglio libero, buona capacità di saldatura, non è necessaria la ricottura locale dopo la saldatura, il processo di trattamento termico è relativamente semplice. Lo svantaggio principale è che anche allo stato ricotto, la sua struttura è ancora martensite a basso tenore di carbonio, quindi è difficile condurre lavorazioni a freddo a deformazione profonda. Il tipico grado di acciaio è 17-4F e PH13-8Mo, utilizzato per la produzione di componenti per cuscinetti resistenti alla corrosione ad alta resistenza, come parti di cuscinetti del motore, elementi di fissaggio, ecc. Lavorando a 400 . PH13-8Mo è ampiamente utilizzato nelle parti strutturali a media temperatura resistenti alla corrosione dei cuscinetti aeronautici.

L'acciaio inossidabile indurito per precipitazione semi-austenite può essere lavorato, deformato a freddo e saldato allo stato di austenite, quindi la trasformazione della martensite e l'indurimento per precipitazione possono essere controllati regolando l'invecchiamento per ottenere diversi punti di forza e coordinazione della tenacità. L'acciaio ha una buona resistenza alla corrosione e resistenza termica, in particolare resistenza alla corrosione da stress, ed è particolarmente adatto per la produzione di parti utilizzate al di sotto di 540 . Lo svantaggio è che il processo di trattamento termico è complesso, i requisiti di controllo della temperatura del trattamento termico sono molto precisi (±5℃); La tendenza all'incrudimento dell'acciaio è elevata e spesso sono necessari molti tempi di ricottura intermedi per la lavorazione a freddo per deformazione profonda. I gradi tipici sono 17-7F, PH15-7Mo, ecc. Questo tipo di acciaio viene utilizzato principalmente nell'industria aeronautica per lavorare a 400 sotto la struttura portante della corrosione, come tutti i tipi di tubi, giunti per tubi, molle, elementi di fissaggio, ecc.

 

Carrello di atterraggio per aerei

I materiali utilizzati per la costruzione del carrello di atterraggio degli aerei sono 30CrMnSiNi2A, 4340, 300M, Aermet100 e altri carrelli di atterraggio e dispositivi di fissaggio con requisiti più elevati sono principalmente realizzati in acciaio inossidabile indurito per precipitazione, come 17-4F per IL carrello di atterraggio dei velivoli F-15, 15-5pH per il carrello di atterraggio dei velivoli B-767. L'acciaio PH13-8mo ha il potenziale per sostituire il 17-4PH, 15-5F, 17-7PH, PH15-7Mo e altri acciai grazie alla sua migliore resistenza alla corrosione sotto sforzo rispetto all'acciaio inossidabile indurito per precipitazione dello stesso grado.

Il cuscinetto aereo

L'azienda tedesca FAG ha sviluppato l'acciaio inossidabile martensite additivato con azoto Cronidur30 (0.31% C-0.38% N-15% Cr-L% Mo), che è prodotto dal processo PESR di rifusione di elettroscorie in atmosfera di azoto ad alta pressione. È un acciaio inossidabile ad alta temperatura con alto contenuto di azoto completamente indurito, che è più resistente alla corrosione rispetto al SUS440. Non è adatto per valori DN elevati (D: diametro interno cuscinetto/mm, N: giro albero/arin) per le sue caratteristiche di tipo a tempra totale, lo stesso Cronidur30 può soddisfare il valore di tensione residua a compressione e tenacità a frattura di DN4 milioni a stesso tempo tramite tempra ad alta frequenza. Ma la temperatura di rinvenimento è inferiore a 15O℃, non può sopportare l'aumento della temperatura dei cuscinetti causato dallo shock termico dopo l'arresto del motore.

Componenti strutturali portanti per aeromobili

L'acciaio inossidabile ad alta resistenza nella struttura portante degli aerei è principalmente 15-5F, 17-4PH, PH13-8Mo, ecc., inclusi scrocco del coperchio del portello, bullone ad alta resistenza, molla e altre parti. Gli aerei civili utilizzano tale acciaio inossidabile ad alta resistenza per i longheroni alari, come l'acciaio 15-5PH per i longheroni alari Boeing 737-600; Tipo A340-300 ala SPAR PH13-8Mo acciaio. Ph13-8Mo viene utilizzato per parti che richiedono elevata resistenza e tenacità, in particolare per le prestazioni trasversali, come i telai della fusoliera. Più recentemente, Custom465 è stato testato a causa della maggiore tenacità e resistenza alla corrosione da stress. Custom465 è stato sviluppato da Carpenter sulla base di Custom450 e Custom455 per la produzione di guide per flap, guide per lamelle, trasmissioni, supporti motore, ecc. L'acciaio è attualmente incluso nelle specifiche tecniche MMPDS-02, AMS5936 e ASTM A564. L'acciaio inossidabile ad alta resistenza HSL180 (0.21C-12.5Cr-1.0Ni-15.5Co-2.0Mo) viene utilizzato per fabbricare la struttura dell'aeromobile, che ha la stessa resistenza di 1800MPa dell'acciaio bassolegato come il 4340 e la stessa resistenza alla corrosione e tenacità come acciaio inossidabile indurito per precipitazione come SUS630.

 

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