各種材質(zhì)的不銹鋼在飛機(jī)上運(yùn)用適當(dāng)廣泛，并且有很多是異于慣例不銹鋼的，它有必要具備高強(qiáng)度、耐疲憊等特別功能。比方耐蝕耐熱316L/317L不銹鋼，耐高溫極強(qiáng)的310S不銹鋼，比316L/317L更具耐蝕耐熱特色的316Ti/347H不銹鋼及其清潔級(jí)321不銹鋼等。

本文就對(duì)高強(qiáng)度不銹鋼在飛機(jī)上的運(yùn)用展開作一個(gè)簡略的論述。
一、高強(qiáng)度不銹鋼
航空科技的展開再三證明飛機(jī)及航空發(fā)動(dòng)機(jī)功能的改進(jìn)大部分要依托資料功能的前進(jìn)來完成。雖然在飛機(jī)制作中鋼的比重不斷下降，但因?yàn)殇摰母邚?qiáng)度、高耐性、高耐應(yīng)力腐蝕開裂以及杰出的抗沖擊功能，飛機(jī)的一些要害承力結(jié)構(gòu)件如起落架、大梁、大應(yīng)力接頭、高應(yīng)力緊固件等仍在持續(xù)運(yùn)用高強(qiáng)度鋼。飛機(jī)向長壽命、高可靠性方向的展開，對(duì)資料耐腐蝕功能的要求越來越高，選用高強(qiáng)度不銹鋼制作某些重要零部件已成為首要展開趨勢，這使得高強(qiáng)度不銹鋼資料成為航空產(chǎn)品到達(dá)高功能、長壽命與高可靠性的重要物質(zhì)與技能根底。
一般把抗拉強(qiáng)度高于800MPa，屈從強(qiáng)度高于500MPa的不銹鋼稱為高強(qiáng)度不銹鋼，把屈從強(qiáng)度高于1380MPa的不銹鋼稱為超高強(qiáng)度不銹鋼。自1958年起，鋼鐵研討總院等科研院所與各特別鋼廠先后展開了沉積硬化不銹鋼的研討，上世紀(jì)60時(shí)代開始了馬氏體時(shí)效不銹鋼的研討，80時(shí)代又開始了鐵素體時(shí)效不銹鋼的研討，近幾年又在超級(jí)馬氏體時(shí)效不銹鋼范疇進(jìn)行了研討，所研發(fā)的系列鋼種根本滿意了我國國防建設(shè)和國民經(jīng)濟(jì)各方面的需求。

????1、 沉積硬化不銹鋼
1.1 半奧氏體沉積硬化不銹鋼
這類鋼的特色是可以在奧氏體狀況進(jìn)行切削加工、冷變形和焊接，隨后經(jīng)過調(diào)整處理及時(shí)效處理操控馬氏體改變與分出硬化，取得不同的強(qiáng)耐性合作；耐腐蝕功能杰出，特別是抗應(yīng)力腐蝕功能優(yōu)越。因而該類鋼特別適用于制作不同要求的耐蝕承力結(jié)構(gòu)件。在540℃，特別是480℃以下運(yùn)用，熱強(qiáng)功能杰出。其首要缺點(diǎn)是對(duì)鋼的化學(xué)成分區(qū)間要求非常嚴(yán)厲，熱處理工藝雜亂，對(duì)熱處理溫度的操控要求非常準(zhǔn)確（±5℃）；鋼的加工硬化趨向性大，進(jìn)行深變形冷加工經(jīng)常需進(jìn)行屢次中心退火。
該類鋼的典型代表是0CT17Ni7Al（17-7PH）、OCr15Ni7Mo2Al（PH15-7Mo）、0Cr12Mn5Ni4Mo3Al等。該類鋼首要用于航空工業(yè)中在400℃以下作業(yè)的耐蝕承力結(jié)構(gòu)件，如各種管道、管接頭、繃簧、緊固件等。產(chǎn)品有板、管、帶、絲、棒、鑄件、鍛件等。
1.2 馬氏體沉積硬化不銹鋼
鋼的強(qiáng)度是經(jīng)過馬氏體相變和沉積硬化處理來完成的，長處是強(qiáng)度較高，一起因?yàn)榈吞?、高鉻、高鉬和／或高銅，其耐蝕性一般不會(huì)低于18Cr-8Ni奧氏體不銹鋼；易切削，易焊接，焊后一般不需部分退火，熱處理工藝也比較簡略。缺點(diǎn)首要是即使在退火態(tài)其安排仍然是低碳馬氏體，因而難以進(jìn)行深變形冷加工。該類鋼的代表鋼種是0Crl7Ni4Cu4Nb（17-4PH）與0Cr13Ni8Mo2Al（PH13-8Mo），用于制作在400℃以下作業(yè)的高強(qiáng)耐蝕承力構(gòu)件，如發(fā)動(dòng)機(jī)承力件、緊固件等。后者在航空承力耐蝕中溫結(jié)構(gòu)件方面運(yùn)用非常廣泛。
1.3 奧氏體沉積硬化不銹鋼
該類鋼實(shí)際上屬于Fe-Ni基高溫合金，在高強(qiáng)度不銹鋼中具有600～700℃范圍內(nèi)最高的高溫強(qiáng)度，650℃下的屈從強(qiáng)度與室溫的相差不多；超低溫耐性極好，根本沒有低溫脆性；沉積強(qiáng)化效果顯著，制作大斷面部件時(shí)力學(xué)功能均勻；冷變形和耐蝕功能非常優(yōu)越。缺點(diǎn)首要是室溫及中溫強(qiáng)度較低，可焊性差。代表鋼種0Crl5Ni25Ti2Mo1VA1，用于制作噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪、葉片、機(jī)身、緊固件、高強(qiáng)繃簧等。

????2、時(shí)效不銹鋼
2.1 馬氏體時(shí)效不銹鋼
馬氏體時(shí)效不銹鋼是20世紀(jì)60時(shí)代中期展開起來的新式高強(qiáng)度不銹鋼。該類鋼既具有高強(qiáng)度和超高強(qiáng)度，又克服了馬氏體沉積硬化不銹鋼低溫耐性差和在350～400℃長時(shí)間運(yùn)用時(shí)脆化傾向大的缺點(diǎn)；在固溶態(tài)是超低碳馬氏體安排，加工硬化指數(shù)低，易于冷加工；固溶態(tài)的焊接功能好；熱處理簡略，工件尺度安穩(wěn)；與其他高強(qiáng)度不銹鋼比較，在平等強(qiáng)度下塑性和耐性較好；因?yàn)樘己康停臀g性優(yōu)于平等鉻含量的馬氏體沉積硬化不銹鋼。缺點(diǎn)首要是因?yàn)樘己康蛯?dǎo)致耐磨性較差，需求進(jìn)行外表處理以前進(jìn)耐磨性和疲憊強(qiáng)度。馬氏體時(shí)效不銹鋼的研討已成為高強(qiáng)度不銹鋼研討的要點(diǎn)之一。
（1）00Crl6Ni5Al（700～1100MPa），該鋼含有部分鐵素體，對(duì)鑄造有必定的要求；強(qiáng)韌合作杰出，深沖及曲折功能較好，適當(dāng)于Crl8Ni8不銹鋼；焊接功能好，焊前不需預(yù)熱，焊后不需熱處理，焊接功率在90%以上。
（2）00Crl5Ni6Nb（1000～1200MPa），該鋼具有杰出的塑性、耐性和耐蝕性，深沖功能杰出，切削功能優(yōu)秀，在軟化、固溶、時(shí)效狀況下都能切削，不粘刀。特別是焊接功能優(yōu)秀，可以用與母材成分相同的焊絲進(jìn)行焊接且焊接功率較高，接頭強(qiáng)度與母材根本共同。在航空工業(yè)可以用來代替很多運(yùn)用的1Crl8Ni9不銹鋼，且強(qiáng)度較高。
（3）以00Crl1Nil0Mo2Al（1200～1300MPa）、00Cr11Ni10Mo2Ti0.6A1（1300～1500MPa）、00Crl1Nil0Mo2Til（1600～1700MPa）為代表。這一系列鋼種以Mo、A1、Ti為首要強(qiáng)韌化元素，這類鋼在固溶態(tài)具有杰出的冷加工性，可進(jìn)行較為雜亂的沖壓加工。具有杰出的耐蝕性，高的沖擊耐性和開裂韌度，可用焊接不銹鋼的任何一種辦法進(jìn)行焊接?？捎糜谥谱骱娇展I(yè)中的繃簧、緊固件、承力結(jié)構(gòu)件等部件。
（4）00Cr12Co12Ni4Mo4Ti（1200～1600MPa），該鋼的Co、Mo復(fù)合強(qiáng)化使得強(qiáng)化效果更為顯著，因?yàn)镃o可以下降Mo在基體中的溶解度，還可前進(jìn)鋼的彈性模量。在420℃時(shí)效的耐蝕性最好；熱加工功能杰出，固溶態(tài)時(shí)易于冷加工；焊前不需預(yù)熱，焊后如要求高的強(qiáng)耐性可進(jìn)行固溶+時(shí)效處理。該鋼強(qiáng)韌合作較好，抗疲憊性和彈性模量也很高，用于制作要求耐蝕承力且要求高抗彈性衰減性的部件。
（5）00Cr12Ni8Cu2AlNb（1500～1700MPa），該鋼在具有高強(qiáng)度的一起還具有滿意的耐性，耐應(yīng)力腐蝕性較好；最高運(yùn)用溫度450℃，瞬時(shí)運(yùn)用溫度800℃；特定熱處理?xiàng)l件下疲憊功能挨近于Custom455；鋼的冷作硬化傾向較小，一般不需進(jìn)行中心軟化處理；易于焊接，工藝簡略，大斷面焊縫強(qiáng)度系數(shù)達(dá)85%以上。首要用于制作耐蝕承力部件，高功能的軸、齒輪、繃簧等。
（6）00Crl2Ni11MolTi1.65（即Cust0m465，l300～1800MPa），該鋼為Carpenter公司的專利鋼種，在峰值時(shí)效（H900）狀況下強(qiáng)度可達(dá)1820MPa，且仍有優(yōu)秀的缺口強(qiáng)度和開裂耐性。在長時(shí)間熱暴露情況下仍具有較高強(qiáng)度，耐蝕功能與AISI304鋼附近。熱處理引起的尺度變化較小,可在固溶態(tài)及不同機(jī)加工狀況進(jìn)行冷加工。
（7）00Crl1Ni8Co8.5Mo5AIl（即Custom475，l600～2100MPa），同樣為Carpenter公司的專利鋼種，此鋼能到達(dá)最高的強(qiáng)度水平。峰值時(shí)效（524℃時(shí)效）強(qiáng)度可達(dá)2030MPa，時(shí)效前不進(jìn)行應(yīng)變強(qiáng)化，時(shí)效后即可達(dá)1960MPa，而退火屈從強(qiáng)度只要1000MPa左右。加工硬化速率較低，可順利進(jìn)行冷加工，切削特性與其他高鎳馬氏體時(shí)效鋼類似。具有較好的耐大氣腐蝕性。
除上述鋼種之外，還研發(fā)了一種具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的成分為（13.0%～16.5%）Cr、（4.0%～7.5%）Ni、（9.5%～15.0%）Co、（5.0%～7.5%）Mo以及適量Ti的超低碳Cr-Ni-Co-Mo-Ti系高潔凈度、細(xì)晶安排馬氏體時(shí)效不銹鋼，抗拉強(qiáng)度1900MPa以上，伸長率10%以上，具有較好的強(qiáng)耐性合作，是制作耐蝕承力件的杰出資料。
2.2 鐵素體時(shí)效不銹鋼
沉積硬化不銹鋼及馬氏體時(shí)效不銹鋼雖然強(qiáng)度很高，強(qiáng)耐性合作杰出，但因?yàn)楹t量較低，鎳含量也受到約束，因而在強(qiáng)腐蝕介質(zhì)中難以運(yùn)用。為此研發(fā)了00Cr26Ni6Mo4Cu1Ti鐵素體時(shí)效不銹鋼，其抗拉強(qiáng)度約1100MPa（屈從強(qiáng)度880MPa），因?yàn)殇撝泻袧M意高的鉻、鉬、銅和鎳，使該鋼耐海洋氣候腐蝕的才能大大前進(jìn)，耐點(diǎn)蝕及縫隙腐蝕功能大大優(yōu)于AISI316而屈從強(qiáng)度卻為AISI3l6的2～3倍，成為在海水中最有運(yùn)用出路的高強(qiáng)度不銹鋼之一。
二、高強(qiáng)度不銹鋼在飛機(jī)上的運(yùn)用
以上說到的各類不銹鋼有些已經(jīng)在飛機(jī)上得到廣泛運(yùn)用，有些不銹鋼的運(yùn)用正在逐步擴(kuò)展。下面作扼要介紹。

??1、在飛機(jī)起降設(shè)備上的運(yùn)用
用于制作飛機(jī)起落架的結(jié)構(gòu)資料為30CrMnSiNi2A、4340、300M、Aermet100等。關(guān)于在海洋性氣候下運(yùn)用的飛機(jī)的起落架、緊固件等則多運(yùn)用沉積硬化不銹鋼制作，如17-4PH用于F-15飛機(jī)的起落架，其改進(jìn)型15-5PH用于B-767飛機(jī)的起落架，PH13-8Mo鋼因?yàn)榭箲?yīng)力腐蝕功能比平等級(jí)沉積硬化不銹鋼好而有望代替17-4PH、15-5PH以及17-7PH、PH15-7Mo等鋼種。
美國自上世紀(jì)8O時(shí)代起對(duì)馬氏體時(shí)效與沉積硬化不銹鋼的強(qiáng)韌化做了進(jìn)一步的深入研討，如HSL180和Custom465鋼等。它們的強(qiáng)度都超越1600MPa，其間HSL180是在淬火、低溫處理后，運(yùn)用回火處理的二次硬化得到了與15-5PH附近的耐腐蝕性和1800MPa以上的強(qiáng)度；美國Carpenter公司開發(fā)的Custom465（00Crl2Nil1MolTi0.6）在H1000過時(shí)效狀況可以供給比其他高強(qiáng)度不銹鋼（如NCustom455或PHI3-8Mo）更高的強(qiáng)度、耐性和抗應(yīng)力腐蝕性的組合，但沒有見到大尺度截面鋼材的力學(xué)功能報(bào)導(dǎo)。目前正在研討具有挨近2000MPa的高強(qiáng)度特性的不銹鋼。

??? 2、在飛機(jī)軸承上的運(yùn)用
德國的FAG公司開發(fā)了增加氮的馬氏體不銹鋼Cronidur30（0.31%C-0.38%N-15%Cr-l%Mo）。它作為比SUS440更耐腐蝕的資料，是經(jīng)過高壓氮?dú)鈿夥障逻M(jìn)行電渣重熔的PESR工藝出產(chǎn)的高氮徹底硬化型高溫不銹鋼。但因其是徹底硬化型的，不適于高DN值（D：軸承內(nèi)徑／mm，N：軸轉(zhuǎn)數(shù)／arin），然而用同樣的Cronidur30經(jīng)過高頻淬火，就可以DN400萬的值一起滿意剩余緊縮應(yīng)力以及開裂耐性值?？墒腔鼗饻囟鹊陀?5O℃，就不能承受引擎封閉后熱沖擊形成的軸承溫度上升。

???? 3、在飛機(jī)承力結(jié)構(gòu)件上的運(yùn)用
飛機(jī)承力結(jié)構(gòu)件中的高強(qiáng)不銹鋼首要有15-5PH，17-4PH，PH13-8Mo等，并在軍用飛機(jī)上運(yùn)用以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的30CrMnSiA等高強(qiáng)度合金鋼。其零件方式有艙蓋鎖閂、高強(qiáng)度螺栓、繃簧等各類零配件。民用飛機(jī)將此類高強(qiáng)度不銹鋼用于機(jī)翼梁上，如波音737-600型機(jī)翼梁用15-5PH鋼；A340-300型機(jī)翼梁用PH13-8Mo鋼。
在要求高強(qiáng)度和高耐性，特別對(duì)橫向功能有特別要求的部位，如機(jī)身結(jié)構(gòu)，運(yùn)用了PH13-8Mo。最近因?yàn)橐笄斑M(jìn)耐性和耐應(yīng)力腐蝕性，試用了Custom465等。Custom465是carpenter公司在Custom450和Custom455的根底上展開起來的，用于制作飛機(jī)的襟翼導(dǎo)軌、縫翼導(dǎo)軌、傳動(dòng)設(shè)備、引擎支架等。該鋼目前已納入MMPDS-02，AMS5936和ASTMA564技能規(guī)范中。運(yùn)用HSL180高強(qiáng)度不銹鋼（0.21C-12.5Cr-1.0Ni-15.5Co-2.0Mo）制作飛機(jī)結(jié)構(gòu)體，該鋼兼有與4340等低合金鋼適當(dāng)?shù)?800MPa的強(qiáng)度，與SUS630等沉積硬化不銹鋼平等的耐腐蝕性和耐性。

???? 4、在飛機(jī)零件上的運(yùn)用
關(guān)于一些加工變形量大的零件，如飛機(jī)襟翼整流包皮，傳統(tǒng)上一般選用1Crl8Ni9Ti不銹鋼，但該合金強(qiáng)度太低，在運(yùn)用中，鉚釘孔處經(jīng)常發(fā)作拉壞現(xiàn)象。鑒于上述情況，在新式號(hào)的規(guī)劃中，對(duì)座艙鎖鉤、齒墊、發(fā)動(dòng)機(jī)吊桿螺栓、液壓體系導(dǎo)管彎管接頭（鍛件）、無擴(kuò)口管接頭、襟翼整流包皮等部位的零件選用了我國自行研發(fā)的半奧氏體沉積硬化型不銹鋼代替?zhèn)鹘y(tǒng)不銹鋼資料。別的，關(guān)于一些高強(qiáng)度螺栓，一般都是高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼加工而成，外表鍍鉻進(jìn)行防護(hù)。但在新式號(hào)規(guī)劃中，這類零件均已選用0Crl2Mn5Ni4Mo3A1不銹鋼進(jìn)行制作。
三、大型飛機(jī)用高強(qiáng)度不銹鋼展望
我國高強(qiáng)度不銹鋼在鋼種類型、強(qiáng)度等級(jí)、出產(chǎn)工藝、種類規(guī)范等方面都已經(jīng)有了長足的前進(jìn)，展開運(yùn)用遠(yuǎn)景寬廣；但若將我國已有的系列高強(qiáng)度不銹鋼在大飛機(jī)上進(jìn)行杰出地運(yùn)用，還需求處理幾方面的問題。

????1、我國高強(qiáng)度不銹鋼展開中存在的問題
1.1 不銹鋼的根底理論和出產(chǎn)工藝研討
鋼的強(qiáng)度功能有其本身的客觀強(qiáng)度極限，不可能得到無限前進(jìn)。例如，鋼的耐推遲破壞性以強(qiáng)度1500MPa為界限，如超越這一值，功能就會(huì)惡化，究其原因是鋼中夾雜物和晶界缺點(diǎn)引起的。因而，把合金化，特別是微合金化和高純度、高均勻性精煉、鑄造技能、超細(xì)安排操控技能和高精度軋制技能等結(jié)合起來，展開杰出強(qiáng)耐性、耐蝕性和工藝性結(jié)合的新資料是高強(qiáng)度不銹鋼往后展開的首要方向。耐苛刻介質(zhì)腐蝕高強(qiáng)度不銹鋼，高耐性超高強(qiáng)度不銹鋼，高耐磨性和高耐疲憊性馬氏體時(shí)效不銹鋼，超低溫、無磁超高強(qiáng)度不銹鋼，鐵素體時(shí)效不銹鋼等新資料是往后研討開發(fā)的要點(diǎn)。經(jīng)過對(duì)強(qiáng)韌化機(jī)理、耐腐蝕機(jī)理及耐磨損機(jī)理的研討，必將為新資料的研發(fā)奠定堅(jiān)實(shí)的理論根底。
1.2 不銹鋼的出產(chǎn)技能研發(fā)和安排辦理
雖然我國是一個(gè)鋼鐵出產(chǎn)大國，也是不銹鋼出產(chǎn)大國，但受出產(chǎn)技能和質(zhì)量辦理水平等要素的約束，我國高檔特別鋼產(chǎn)量特別是質(zhì)量尚不能徹底滿意國內(nèi)市場的需求；作為特別鋼種的高強(qiáng)度不銹鋼，功能還不安穩(wěn)，種類規(guī)范尚不能徹底滿意國家經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)的需求；具有展開出路的鋼種亟待開發(fā)，可以出產(chǎn)具有寬廣運(yùn)用遠(yuǎn)景的超級(jí)不銹鋼的廠家不多；已出產(chǎn)的高強(qiáng)度不銹鋼什物質(zhì)量與國外發(fā)達(dá)國家進(jìn)口產(chǎn)品的什物質(zhì)量比較還有很大的差距。

????2、促進(jìn)我國高強(qiáng)度不銹鋼展開的措施
2.1 加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，前進(jìn)高強(qiáng)度不銹鋼產(chǎn)品的什物質(zhì)量
國外不銹鋼產(chǎn)品與國內(nèi)相應(yīng)產(chǎn)品比較，不只在內(nèi)在潔凈度、安排均勻性和功能安穩(wěn)性等方面較為優(yōu)秀，甚至在平整度、光潔度等外形和外觀質(zhì)量上也有必定的優(yōu)勢。這反映出國產(chǎn)高強(qiáng)度不銹鋼產(chǎn)品在精料，鍛煉，冷、熱加工及熱處理等方面均有待前進(jìn)。這就需求結(jié)合產(chǎn)學(xué)研三方面的力氣，大力協(xié)同，精雕細(xì)鏤，將我國高強(qiáng)度不銹鋼的全體出產(chǎn)制作工藝技能進(jìn)行全面的改進(jìn)和前進(jìn)，趕快使國產(chǎn)不銹鋼產(chǎn)品的什物質(zhì)量到達(dá)發(fā)達(dá)國家先進(jìn)水平。
2.2 加速種類工程化和規(guī)范化
鋼的規(guī)范化能促進(jìn)鋼材質(zhì)量安穩(wěn)化，供貨批量化，豐厚的鋼材規(guī)范使得在規(guī)劃運(yùn)用時(shí)有更多的挑選地步。我國自上世紀(jì)50時(shí)代以來，拷貝和自行研發(fā)的不銹鋼鋼種約100多個(gè)，其間部分已納人規(guī)范，包含18個(gè)高強(qiáng)度不銹鋼鋼種。但仍有很多未納標(biāo)的鋼種在部分運(yùn)用，同樣有些規(guī)范中的鋼種出產(chǎn)量也很少。這就需求在種類引進(jìn)和規(guī)范化方面進(jìn)行很多的作業(yè)。
2.3 進(jìn)行高強(qiáng)度不銹鋼的可靠性研討
與其他方面的運(yùn)用不同，大型飛機(jī)所運(yùn)用的鋼鐵資料不只要求具有必定的強(qiáng)度、耐性合作和耐蝕性，并且需求對(duì)資料運(yùn)用的安全可靠性進(jìn)行深入研討，以保證飛翔安全，下降修理成本等。
在這方面，歐美國家對(duì)相關(guān)的飛機(jī)用鋼鐵資料進(jìn)行了很多的爐、批次功能實(shí)驗(yàn)和計(jì)算，在此根底上制訂了資料適航規(guī)范；對(duì)機(jī)上要害部位用料（首要是特鋼和鋁合金）除了查驗(yàn)慣例功能外，彌補(bǔ)做了很多的疲憊實(shí)驗(yàn)和S-N曲線，為資料和整機(jī)技能鑒定發(fā)明了條件。在這方面我國需求長時(shí)間、很多、詳盡的數(shù)據(jù)堆集，才能為大型飛機(jī)的選材供給切實(shí)可用的數(shù)據(jù)根底。