We noemen meestal een treksterkte hoger dan 800 MPa; roestvrij staal met een treksterkte hoger dan 500 MPa wordt een roestvrij staal met hoge sterkte; roestvrij staal met een treksterkte hoger dan 1380 MPa wordt een ultra-hoogsterkte roestvrij staal genoemd. De ontwikkeling van de luchtvaartindustrie heeft aangetoond dat de verbetering van de prestaties van vliegtuigen en vliegtuigmotoren grotendeels afhankelijk is van metalen materialen. Dankzij de hoge sterkte, de hoge taaiheid, de hoge krasbestendigheid tegen corrosie bij hoge spanning en de goede slagvastheid van staal worden sommige belangrijke structurele componenten van vliegtuigen, zoals landingsgestel, brugdeel, hoogspanningsverbindingen, bevestigingsmiddelen en andere roestvrij staalsoorten met hoge sterkte nog steeds gebruikt.
Roestvrij staal met hoge sterkte omvat voornamelijk Martensiet-precipitatiehardstaal en semi-Austenit-precipitatiehardstaal. De sterkte van het Martensiet-precipitatiehardstaal wordt verkregen door de transformatie van het Martensiet en de precipitatiehardheidsbehandeling; het voordeel is een hoge sterkte; tegelijkertijd vanwege het lage gehalte aan koolstof, hoog chroom, hoog molybdeen en/of hoog koper is de corrosieweerstand over het algemeen niet minder dan 18Cr-8Ni austenitisch roestvrij staal; vrij snijden, goede lasbaarheid, geen lokale warmtebehandeling na het lassen nodig; het warmtebehandelingsproces is relatief eenvoudig. Het belangrijkste nadeel is dat het structuur van het staal ook na het verharden nog steeds een laag gehalte aan koolstof bevat, waardoor het moeilijk is om diepe vormveranderingen bij koud bewerken uit te voeren. De meest voorkomende staallegering is 17-4PH en PH13-8Mo, gebruikt voor de productie van corrosiebestendige lagermaterialen met hoge sterkte, zoals motorlagers, bevestigingsmiddelen, enz. Werkend bij 400°C. PH13-8Mo wordt veel gebruikt in structurele onderdelen voor corrosiebestendige lagers in de luchtvaartindustrie.
Het semi-austenitische, geharde roestvrij staal kan in de austenitische toestand worden bewerkt, koud vervormd en gelast, en vervolgens kan de martenziet-omvorming en de geharde precipitation worden gecontroleerd door het aanpassen van de verouderingstijd om een goede coördinatie van sterkte en taaiheid te verkrijgen. Het staal heeft een goede corrosieweerstand en thermische sterkte, met name tegen stresscorrosie, en is vooral geschikt voor de vervaardiging van onderdelen die worden gebruikt bij temperaturen onder 540 °C. Het nadeel is dat het warmtebehandelingsproces complex is, de vereisten voor de temperatuurregeling bij het warmtebehandelen zijn zeer nauwkeurig (±5 °C); de warmteverhardingsneiging van het staal is groot en er zijn vaak meerdere tussenliggende warmtebehandelingsfasen nodig voor diepvervormende koudebewerking. Typische kwaliteiten zijn: 17-7PHPH15-7Mo, enzovoort. Dit soort staal wordt voornamelijk gebruikt in de luchtvaartindustrie om onder een corrosiebestendige omgeving van 400°C te werken, zoals allerlei buizen, pijpverbindingen, veren, bevestigingsmiddelen enzovoort.
Vliegplatform van een vliegtuig
De materialen die worden gebruikt voor de constructie van de landingsgestellen van vliegtuigen zijn 30CrMnSiNi2A, 4340, 300M, Aermet100 en andere materialen die geschikt zijn voor vliegtuigen. De landingsgestellen en bevestigingsmiddelen met hogere eisen worden meestal gemaakt van roestvrij staal met een precipitationhardeningsproces, zoals 17-4PH Voor de landingsgestellen van F-15-vliegtuigen is 15-5pH geschikt, voor de landingsgestellen van B-767-vliegtuigen is 15-5pH geschikt. Staal met een PH-waarde van 13-8mo heeft het potentieel om 17-4PH te vervangen. 15-5PH, 17-7PH, PH15-7Mo en andere staalsoorten vanwege de betere stresscorrosiebestendigheid dan precipitation-hardversteld roestvrij staal van dezelfde kwaliteit.
Het vliegtuig dat zich voortbeweegt
Het Duitse bedrijf FAG ontwikkelde het stikstofgevoede martensietroestvrij staal Cronidur30 (0,C-0,N-15% Cr-L %Mo), dat wordt geproduceerd volgens het PESR-proces van elektroslagremelning onder een hoge druk in een stikstofatmosfeer. Het is een roestvrij staal met een hoge nitraatgehalte dat volledig gehard is. Dit roestvrij staal is bestand tegen corrosie en is dus meer bestand tegen corrosie dan SUS440. Het is niet geschikt voor hoge DN-waarden (D: binnendiameter van het lager/mm, N: omwenteling van de as/min) vanwege het volledige harden van het staal. Hetzelfde Cronidur30 kan de resterende drukspanning en de breukstevigheid bij DN4 miljoen tegelijkertijd behouden door middel van hoge-frequentie-verhitting. De temperatuur van het temperen is echter lager dan 15O°C. Het kan de temperatuurstijging van het lager niet weerstaan die wordt veroorzaakt door thermische schokken na het afsluiten van de motor.
Vliegtuigen met structurele onderdelen
Hoge sterkte roestvrij staal in vliegtuiglagerstructuren is voornamelijk 15-5PH, 17-4PH, PH13-8Mo, enz., inclusief sluiting voor de luikkap, een sterktebout, een veer en andere onderdelen. Burgerluchtvaartuigen gebruiken dergelijke hoogwaardig roestvrij staal voor vleugelspanten, zoals staal van 15-5PH voor de vleugelspanten van de Boeing 737-600; staal van type A340-300 voor vleugelspanten PH13-8Mo. Ph13-8Mo wordt gebruikt voor onderdelen die een hoge sterkte en taaiheid vereisen, vooral voor transversale prestaties, zoals rompframes. In het recente verleden is Custom465 getest vanwege de verbeterde taaiheid en de weerstand tegen spanningscorrosie. Custom465 is ontwikkeld door Carpenter op basis van Custom450 en Custom455 voor de vervaardiging van vleugelgeleiders, slatgeleiders, transmissies, motorophangingen, enz. Het staal is momenteel opgenomen in de technische specificaties MMPDS-02, AMS5936 en ASTM A564. HSL180 roestvrij staal met hoge sterkte (0.21C-12.5Cr-1.0Ni-15.5Co-2.0Mo) wordt gebruikt voor de vervaardiging van de vliegtuigstructuur, die dezelfde sterkte heeft van 1800 MPa als laaglegeringsstaal zoals 4340 en dezelfde corrosieweerstand en taaiheid als precipitatiegehard roestvrij staal zoals SUS630.
