เหล็กกล้าไร้สนิมความแข็งแรงสูงที่ใช้กับเครื่องบิน
เรามักจะเรียกความต้านทานแรงดึงที่สูงกว่า 800MPa ความแข็งแรงของผลผลิตที่สูงกว่าสแตนเลส 500MPa เป็นเหล็กกล้าไร้สนิมความแข็งแรงสูง ความแข็งแรงของผลผลิตที่สูงกว่าสแตนเลส 1380MPa เรียกว่าเหล็กกล้าไร้สนิมความแข็งแรงสูงพิเศษ การพัฒนาอุตสาหกรรมการบินได้พิสูจน์แล้วว่าการปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่องบินและเครื่องยนต์อากาศยานนั้นขึ้นอยู่กับวัสดุที่เป็นโลหะเป็นส่วนใหญ่ เนื่องจากเหล็กกล้ามีความแข็งแรงสูง มีความเหนียวสูง ทนต่อการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้นสูงและทนต่อแรงกระแทกได้ดี ส่วนประกอบโครงสร้างที่สำคัญบางอย่างของเครื่องบิน เช่น เกียร์ลงจอด คาน ข้อต่อความเค้นสูง ตัวยึด และเหล็กกล้าไร้สนิมความแข็งแรงสูงอื่นๆ ยังคงใช้อยู่
เหล็กกล้าไร้สนิมความแข็งแรงสูงส่วนใหญ่ประกอบด้วยเหล็กกล้าไร้สนิมชุบแข็งแบบ Martensite และสเตนเลสสตีลกึ่งแข็งแบบตกตะกอนออสเทนไนต์ ความแข็งของเหล็กกล้าไร้สนิมมาร์เทนไซต์ที่ตกตะกอนนั้นทำได้โดยการแปลงมาร์เทนไซต์และการชุบแข็งแบบตกตะกอน ข้อดีคือมีความแข็งแรงสูง ในเวลาเดียวกันเนื่องจากคาร์บอนต่ำ โครเมียมสูง โมลิบดีนัมสูงและ/หรือทองแดงสูง ความต้านทานการกัดกร่อนโดยทั่วไปไม่ เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกน้อยกว่า 18Cr-8Ni; การตัดฟรี ความสามารถในการเชื่อมที่ดี ไม่จำเป็นต้องหลอมเฉพาะที่หลังการเชื่อม กระบวนการอบชุบด้วยความร้อนค่อนข้างง่าย ข้อเสียเปรียบหลักคือแม้ในสภาวะอบอ่อน แต่โครงสร้างของมันยังเป็นมาร์เทนไซต์คาร์บอนต่ำ ดังนั้นจึงเป็นการยากที่จะดำเนินการทำงานเย็นที่มีการเสียรูปอย่างลึก เกรดเหล็กทั่วไปคือ 17-4 พ และ PH13-8Mo ใช้สำหรับการผลิตส่วนประกอบแบริ่งที่ทนต่อการกัดกร่อนที่มีความแข็งแรงสูง เช่น ชิ้นส่วนแบริ่งเครื่องยนต์ ตัวยึด ฯลฯ ทำงานที่อุณหภูมิ 400 องศาเซลเซียส PH13-8Mo ใช้กันอย่างแพร่หลายในชิ้นส่วนโครงสร้างที่มีอุณหภูมิปานกลางทนต่อการกัดกร่อนของตลับลูกปืนอากาศยาน
สเตนเลสสตีลชุบแข็งกึ่งออสเทนไนต์สามารถกลึงขึ้นรูป ขึ้นรูปเย็นและเชื่อมในสถานะออสเทนไนต์ จากนั้นจึงควบคุมการเปลี่ยนแปลงของมาร์เทนไซต์และการชุบแข็งด้วยการตกตะกอนโดยการปรับอายุเพื่อให้ได้จุดแข็งและความเหนียวที่แตกต่างกัน เหล็กกล้ามีความทนทานต่อการกัดกร่อนและทนความร้อนได้ดี โดยเฉพาะอย่างยิ่งความต้านทานการกัดกร่อนของความเค้น และเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตชิ้นส่วนที่ใช้อุณหภูมิต่ำกว่า 540℃ ข้อเสียคือกระบวนการบำบัดความร้อนมีความซับซ้อน ข้อกำหนดในการควบคุมอุณหภูมิการอบชุบด้วยความร้อนนั้นแม่นยำมาก (±5℃) แนวโน้มของงานชุบแข็งของเหล็กมีขนาดใหญ่ และการอบอ่อนระดับกลางหลายครั้งมักจำเป็นสำหรับการทำงานเย็นที่มีการเปลี่ยนรูปอย่างลึก เกรดทั่วไปคือ 17-7 พ, PH15-7Mo เป็นต้น เหล็กชนิดนี้ส่วนใหญ่จะใช้ในอุตสาหกรรมการบินเพื่อทำงานที่อุณหภูมิต่ำกว่า 400 ℃ ต่ำกว่าโครงสร้างแบริ่งการกัดกร่อน เช่น ท่อทุกชนิด ข้อต่อท่อ สปริง รัด ฯลฯ
อุปกรณ์ลงจอดเครื่องบิน
วัสดุที่ใช้ในการสร้างล้อลงจอดของเครื่องบิน ได้แก่ 30CrMnSiNi2A, 4340, 300M, Aermet100 และเฟืองเชื่อมโยงไปถึงเครื่องบินอื่นๆ และตัวยึดที่มีความต้องการสูงกว่านั้นส่วนใหญ่ทำจากสแตนเลสชุบแข็งแบบตกตะกอน เช่น 17-4 พ สำหรับล้อลงจอดของเครื่องบิน F-15, 15-5pH สำหรับล้อลงจอดของเครื่องบิน B-767 เหล็ก PH13-8mo มีศักยภาพที่จะแทนที่ 17-4PH, 15-5 พ, 17-7PH, PH15-7Mo และเหล็กกล้าอื่นๆ เนื่องจากทนต่อการกัดกร่อนของความเค้นได้ดีกว่าเหล็กกล้าไร้สนิมเกรดเดียวกันที่ตกตะกอนด้วยการตกตะกอน
แบริ่งเครื่องบิน
บริษัท FAG ของเยอรมันได้พัฒนาเหล็กกล้าไร้สนิมมาร์เทนไซต์ที่เติมไนโตรเจน Cronidur30 (0.31%C-0.38%N-15% Cr-L %Mo) ซึ่งผลิตโดยกระบวนการ PESR ของการหลอมอิเล็กโตรแลกกลาสภายใต้บรรยากาศไนโตรเจนที่มีความดันสูง เป็นเหล็กกล้าไร้สนิมอุณหภูมิสูงที่มีไนโตรเจนสูงชุบแข็งอย่างสมบูรณ์ ซึ่งทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดีกว่า SUS440 ไม่เหมาะสำหรับค่า DN สูง (D: เส้นผ่านศูนย์กลางภายในของตลับลูกปืน/มม., N: การหมุนของเพลา/แอริน) เนื่องจากมีลักษณะเฉพาะของประเภทการชุบแข็งเต็ม Cronidur30 เดียวกันจึงสามารถตอบสนองความเค้นอัดตกค้างและค่าความเหนียวแตกหักที่ DN4 ล้านได้ที่ ในเวลาเดียวกันผ่านการดับความถี่สูง แต่อุณหภูมิในการอบคืนตัวต่ำกว่า 15O ℃ มันไม่สามารถทนต่อการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิแบริ่งที่เกิดจากการช็อกจากความร้อนหลังจากดับเครื่องยนต์
ส่วนประกอบโครงสร้างแบริ่งของเครื่องบิน
เหล็กกล้าไร้สนิมความแข็งแรงสูงในโครงสร้างแบริ่งของเครื่องบินเป็นส่วนใหญ่ 15-5 พ, 17-4PH, PH13-8Mo เป็นต้น รวมทั้งสลักฝาปิดช่องฟัก สลักความแข็งแรงสูง สปริง และชิ้นส่วนอื่นๆ เครื่องบินพลเรือนใช้เหล็กกล้าไร้สนิมที่มีความแข็งแรงสูงสำหรับปีกนก เช่น เหล็กกล้า 15-5PH สำหรับปีกนกโบอิ้ง 737-600 แบบ A340-300 ปีกเหล็ก SPAR PH13-8Mo Ph13-8Mo ใช้สำหรับชิ้นส่วนที่ต้องการความแข็งแรงสูงและความทนทาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับประสิทธิภาพตามขวาง เช่น โครงลำตัว ไม่นานมานี้ Custom465 ได้รับการทดสอบเนื่องจากความเหนียวและความต้านทานการกัดกร่อนของความเค้นที่เพิ่มขึ้น Custom465 ได้รับการพัฒนาโดย Carpenter บนพื้นฐานของ Custom450 และ Custom455 สำหรับการผลิตแผ่นกั้นเครื่องบิน คู่มือแผ่นไม้ระแนง ระบบเกียร์ แท่นยึดเครื่องยนต์ ฯลฯ เหล็กนี้รวมอยู่ในข้อกำหนดทางเทคนิค MMPDS-02, AMS5936 และ ASTM A564 เหล็กกล้าไร้สนิมความแข็งแรงสูง HSL180 (0.21C-12.5Cr-1.0Ni-15.5Co-2.0Mo) ใช้ในการผลิตโครงสร้างเครื่องบินซึ่งมีความแข็งแรงเท่ากับ 1800MPa เท่ากับเหล็กกล้าอัลลอยด์ต่ำเช่น 4340 และมีความต้านทานการกัดกร่อนและความเหนียวเหมือนกัน เป็นสแตนเลสชุบแข็งแบบตกตะกอน เช่น SUS630