สแตนเลสความแข็งแรงสูงที่ใช้ในการใช้งานเครื่องบิน

โดยทั่วไปเราเรียกว่าความต้านทานแรงดึงสูงกว่า 800MPa, ความแข็งแรงของผลผลิตสูงกว่า 500MPa สแตนเลสเป็นสแตนเลสที่มีความแข็งแรงสูง, ความแข็งแรงของผลผลิตสูงกว่า 1,380 MPa สแตนเลสเรียกว่าสแตนเลสที่มีความแข็งแรงสูงเป็นพิเศษ การพัฒนาของอุตสาหกรรมการบินได้พิสูจน์แล้วว่าการปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่องบินและเครื่องยนต์อากาศยานส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับวัสดุที่เป็นโลหะ เนื่องจากความแข็งแรงสูง ความเหนียวสูง ความต้านทานการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้นสูง และความต้านทานแรงกระแทกที่ดีของเหล็ก ส่วนประกอบโครงสร้างที่สำคัญบางอย่างของเครื่องบิน เช่น เฟืองลงจอด คาน ข้อต่อความเค้นสูง ตัวยึด และเหล็กกล้าไร้สนิมความแข็งแรงสูงอื่นๆ ยังคงใช้อยู่

สแตนเลสที่มีความแข็งแรงสูงส่วนใหญ่ประกอบด้วยสแตนเลสชุบแข็งแบบตกตะกอนมาร์เทนไซต์และสแตนเลสกึ่งแข็งแบบออสเทนไนต์แบบตกตะกอน ความแข็งแรงของเหล็กกล้าไร้สนิมที่ตกตะกอนด้วยมาร์เทนไซต์ทำได้โดยการเปลี่ยนรูปของมาร์เทนไซต์และการบำบัดด้วยการตกตะกอน ข้อดีคือมีความแข็งแรงสูง ในเวลาเดียวกันเนื่องจากมีคาร์บอนต่ำ โครเมียมสูง โมลิบดีนัมสูงและ/หรือทองแดงสูง ความต้านทานการกัดกร่อนโดยทั่วไปไม่ สเตนเลสออสเทนนิติกน้อยกว่า 18Cr-8Ni; ตัดฟรี ความสามารถในการเชื่อมที่ดี ไม่จำเป็นต้องอบอ่อนเฉพาะหลังการเชื่อม กระบวนการบำบัดความร้อนค่อนข้างง่าย ข้อเสียเปรียบหลักคือแม้ในสถานะอบอ่อน โครงสร้างของมันยังคงเป็นมาร์เทนไซต์ที่มีคาร์บอนต่ำ ดังนั้นจึงเป็นการยากที่จะดำเนินการทำงานเย็นที่มีการเสียรูปลึก เกรดเหล็กทั่วไปคือ 17-4PH และ PH13-8Mo ใช้สำหรับการผลิตส่วนประกอบตลับลูกปืนที่ทนต่อการกัดกร่อนที่มีความแข็งแรงสูง เช่น ชิ้นส่วนตลับลูกปืนของเครื่องยนต์ ตัวยึด ฯลฯ ที่ทำงานที่อุณหภูมิ 400°C PH13-8Mo ใช้กันอย่างแพร่หลายในชิ้นส่วนโครงสร้างอุณหภูมิปานกลางที่ทนต่อการกัดกร่อนของตลับลูกปืนการบิน

เหล็กกล้าไร้สนิมกึ่งออสเทนไนต์ชุบแข็งสามารถกลึง เปลี่ยนรูปเย็น และเชื่อมในสถานะออสเทนไนต์ จากนั้นสามารถควบคุมการเปลี่ยนแปลงของมาร์เทนไซต์และการแข็งตัวของการตกตะกอนได้โดยการปรับอายุเพื่อให้ได้จุดแข็งและความเหนียวที่แตกต่างกัน เหล็กมีความต้านทานการกัดกร่อนและความร้อนได้ดี โดยเฉพาะอย่างยิ่งความต้านทานการกัดกร่อนจากความเค้น และเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตชิ้นส่วนที่ใช้อุณหภูมิต่ำกว่า 540°C ข้อเสียคือกระบวนการบำบัดความร้อนมีความซับซ้อน ข้อกำหนดในการควบคุมอุณหภูมิการรักษาความร้อนมีความแม่นยำมาก (± 5 ℃); แนวโน้มการชุบแข็งงานของเหล็กมีขนาดใหญ่ และมักต้องใช้เวลาในการหลอมปานกลางหลายครั้งสำหรับงานเย็นที่มีการเสียรูปลึก เกรดทั่วไปคือ 17-7 ส.ค, PH15-7Mo เป็นต้น เหล็กชนิดนี้ส่วนใหญ่จะใช้ในอุตสาหกรรมการบิน โดยทำงานที่อุณหภูมิ 400°C ต่ำกว่าโครงสร้างแบริ่งการกัดกร่อน เช่น ท่อทุกชนิด ข้อต่อท่อ สปริง ตัวยึด เป็นต้น

 

อุปกรณ์ลงจอดเครื่องบิน

วัสดุที่ใช้สร้างล้อลงจอดเครื่องบิน ได้แก่ 30CrMnSiNi2A, 4340, 300M, Aermet100 และล้อลงจอดเครื่องบินและตัวยึดอื่นๆ ที่มีความต้องการสูงกว่า ส่วนใหญ่จะทำจากสแตนเลสชุบแข็งแบบตกตะกอน เช่น 17-4PH สำหรับล้อลงจอดของเครื่องบิน F-15, 15-5pH สำหรับล้อลงจอดของเครื่องบิน B-767 เหล็ก PH13-8mo มีศักยภาพที่จะทดแทน 17-4PH 15-5PH, 17-7PH, PH15-7Mo และเหล็กอื่นๆ เนื่องจากทนทานต่อการกัดกร่อนจากความเค้นได้ดีกว่าเหล็กกล้าไร้สนิมชุบแข็งเกรดเดียวกัน

แบริ่งเครื่องบิน

บริษัท FAG ของเยอรมนีได้พัฒนาเหล็กกล้าไร้สนิมมาร์เทนไซต์ที่เติมไนโตรเจน Cronidur30 (0.31%C-0.38%N-15% Cr-L %Mo) ซึ่งผลิตโดยกระบวนการ PESR ของการหลอมด้วยไฟฟ้าสแลกภายใต้บรรยากาศไนโตรเจนแรงดันสูง เป็นสเตนเลสอุณหภูมิสูงที่มีไนโตรเจนสูงชุบแข็งสมบูรณ์ ซึ่งทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดีกว่า SUS440 ไม่เหมาะสำหรับค่า DN สูง (D: เส้นผ่านศูนย์กลางด้านในของตลับลูกปืน/มม., N: รอบการหมุนของเพลา/อาริน) เนื่องจากลักษณะของชนิดชุบแข็งเต็มที่ Cronidur30 รุ่นเดียวกันนี้สามารถตอบสนองความเค้นอัดที่เหลือและค่าความทนทานต่อการแตกหักที่ DN4 ล้านที่ ในเวลาเดียวกันผ่านการดับความถี่สูง แต่อุณหภูมิการแบ่งเบาบรรเทาต่ำกว่า 15O ℃ ไม่สามารถทนต่ออุณหภูมิแบริ่งที่เพิ่มขึ้นที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงความร้อนหลังจากดับเครื่องยนต์ได้

ส่วนประกอบโครงสร้างแบริ่งของเครื่องบิน

สแตนเลสที่มีความแข็งแรงสูงในโครงสร้างแบริ่งเครื่องบินเป็นหลัก 15-5PH, 17-4PH, PH13-8Mo ฯลฯ รวมถึงสลักฝาครอบฟัก สลักความแข็งแรงสูง สปริง และชิ้นส่วนอื่นๆ เครื่องบินพลเรือนใช้สเตนเลสสตีลที่มีความแข็งแรงสูงดังกล่าวสำหรับสปาร์ปีก เช่น เหล็ก 15-5PH สำหรับสปาร์ปีกโบอิ้ง 737-600 ชนิด A340-300 ปีกเหล็ก SPAR PH13-8Mo. Ph13-8Mo ใช้สำหรับชิ้นส่วนที่ต้องการความแข็งแรงและความเหนียวสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับประสิทธิภาพตามขวาง เช่น โครงลำตัว เมื่อเร็วๆ นี้ Custom465 ได้รับการทดสอบเนื่องจากความเหนียวที่เพิ่มขึ้นและความต้านทานการกัดกร่อนจากความเค้น Custom465 ได้รับการพัฒนาโดย Carpenter บนพื้นฐานของ Custom450 และ Custom455 สำหรับการผลิตแผ่นกั้นเครื่องบิน แผ่นกั้น ระบบส่งกำลัง ที่ยึดเครื่องยนต์ ฯลฯ ปัจจุบันเหล็กดังกล่าวรวมอยู่ในข้อกำหนดทางเทคนิค MMPDS-02, AMS5936 และ ASTM A564 สแตนเลสความแข็งแรงสูง HSL180 (0.21C-12.5Cr-1.0Ni-15.5Co-2.0Mo) ใช้ในการผลิตโครงสร้างเครื่องบินซึ่งมีความแข็งแรงเท่ากับ 1800MPa เช่นเดียวกับเหล็กโลหะผสมต่ำเช่น 4340 และมีความต้านทานการกัดกร่อนและความเหนียวเท่ากัน เช่น สเตนเลสชุบแข็งแบบตกตะกอน เช่น SUS630