不锈钢在航空科技中的应用

    航空科技的发展一再证明飞机及航空发动机性能的改进大部分要依靠材料性能的提高来实现。尽管在飞机制造中钢的比重不断下降，但由于钢的高强度、高韧性、高耐应力腐蚀开裂以及良好的抗冲击性能，飞机的一些关键承力结构件如起落架、大梁、大应力接头、高应力紧固件等仍在继续使用高强度钢。飞机向长寿命、高可靠性方向的发展，对材料耐腐蚀性能的要求越来越高，采用高强度不锈钢制作某些重要零部件已成为主要发展趋势，这使得高强度不锈钢材料成为航空产品达到高性能、长寿命与高可靠性的重要物质与技术基础。
    通常把抗拉强度高于800MPa，屈服强度高于500MPa的不锈钢称为高强度不锈钢，把屈服强度高于1380MPa的不锈钢称为超高强度不锈钢。304不锈钢冷墩丝
    1.1 马氏体沉淀硬化不锈钢
    钢的强度是通过马氏体相变和沉淀硬化处理来实现的，优点是强度较高，同时由于低碳、高铬、高钼和／或高铜，其耐蚀性一般不会低于18Cr-8Ni奥氏体不锈钢；易切削，易焊接，焊后一般不需局部退火，热处理工艺也比较简单。缺点主要是即使在退火态其组织仍然是低碳马氏体，因此难以进行深变形冷加工。该类钢的代表钢种是0Crl7Ni4Cu4Nb（17-4PH）
    1.2 半奥氏体沉淀硬化不锈钢
    这类钢的特点是可以在奥氏体状态进行切削加工、冷变形和焊接，随后通过调整处理及时效处理控制马氏体转变与析出硬化，获得不同的强韧性配合；耐腐蚀性能良好，特别是抗应力腐蚀性能优越。因此该类钢特别适用于制造不同要求的耐蚀承力结构件。在540℃，特别是480℃以下使用，热强性能良好。其主要缺点是对钢的化学成分区间要求十分严格，热处理工艺复杂，对热处理温度的控制要求十分准确（±5℃）；钢的加工硬化趋向性大，进行深变形冷加工时常需进行多次中间退火。
    该类钢的典型代表是0CT17Ni7Al（17-7PH）、OCr15Ni7Mo2Al（PH15-7Mo）、0Cr12Mn5Ni4Mo3Al等。该类钢主要用于航空工业中在400℃以下工作的耐蚀承力结构件，如各种管道、管接头、弹簧、紧固件等。产品有板、管、带、丝、棒、铸件、锻件等。
    1.3 奥氏体沉淀硬化不锈钢
    该类钢实际上属于Fe-Ni基高温合金，在高强度不锈钢中具有600～700℃范围内高的高温强度，650℃下的屈服强度与室温的相差不多；超低温韧性极好，基本没有低温脆性；沉淀强化作用显著，制作大断面部件时力学性能均匀；冷变形和耐蚀性能十分优越。缺点主要是室温及中温强度较低，可焊性差。代表钢种0Crl5Ni25Ti2Mo1VA1，用于制造喷气发动机涡轮、叶片、机身、紧固件、高强弹簧等。
   高强度不锈钢在飞机上的应用
    1、在飞机起降装置上的应用
    用于制造飞机起落架的结构材料为30CrMnSiNi2A、4340、300M、Aermet100等。对于在海洋性气候下使用的飞机的起落架、紧固件等则多使用沉淀硬化不锈钢制造，如17-4PH用于F-15飞机的起落架，其改进型15-5PH用于B-767飞机的起落架，PH13-8Mo钢由于抗应力腐蚀性能比同级别沉淀硬化不锈钢好而有望代替17-4PH、15-5PH以及17-7PH、PH15-7Mo等钢种。
    2、在飞机承力结构件上的应用
     飞机承力结构件中的高强不锈钢主要有15-5PH，17-4PH，PH13-8Mo等，并在军用飞机上应用以替代传统的30CrMnSiA等高强度合金钢。其零件形式有舱盖锁闩、高强度螺栓、弹簧等各类零配件。民用飞机将此类高强度不锈钢用于机翼梁上，如波音737-600型机翼梁用15-5PH钢；A340-300型机翼梁用PH13-8Mo钢。
    3、在飞机轴承上的应用
    德国的FAG公司开发了添加氮的马氏体不锈钢Cronidur30（0.31%C-0.38%N-15%Cr-l%Mo）。它作为比SUS440更耐腐蚀的材料，是通过高压氮气气氛下进行电渣重熔的PESR工艺的高氮完全硬化型高温不锈钢。但因其是完全硬化型的，不适于高DN值（D：轴承内径／mm，N：轴转数／arin），然而用同样的Cronidur30通过高频淬火，就可以DN400万的值同时满足残余压缩应力以及断裂韧性值。但是回火温度低于15O℃，就不能承受引擎关闭后热冲击造成的轴承温度上升。
    4、在飞机零件上的应用
     对于一些加工变形量大的零件，如飞机襟翼整流包皮，传统上一般采用1Crl8Ni9Ti不锈钢，但该合金强度太低，在使用中，铆钉孔处经常发生拉坏现象。鉴于上述情况，在新型号的设计中，对座舱锁钩、齿垫、发动机吊杆螺栓、液压系统导管弯管接头（锻件）、无扩口管接头、襟翼整流包皮等部位的零件采用了我国自行研制的半奥氏体沉淀硬化型不锈钢替代传统不锈钢材料。另外，对于一些高强度螺栓，一般都是高强度结构钢加工而成，表面镀铬进行防护。但在新型号设计中，这类零件均已采用0Crl2Mn5Ni4Mo3A1不锈钢进行制造。