不同牌號的優(yōu)質碳素鋼,硫、磷等雜質元素含量有嚴格限制。其中低碳鋼用作沖壓、焊接、鉚螺件;中碳鋼用作非重要承力件。
滲碳、滲氮鋼通常用于制造傳動齒輪、軸等重要零件。
調質高強度鋼有10個牌號。其中15CrMnMoVA/E和18Mn2CrMoBA為貝氏體鋼,具有優(yōu)良的焊接、成形等工藝性能。調質高強度鋼經淬火加高溫回火處理后具有較高強度、高屈強比、良好的韌性、低的脆性轉變溫度及高的抗疲勞等綜合力學性能。該類鋼的熱成形和切削性能良好,焊接性能隨其含碳量增高和一些合金元素的差異而變差。主要用于制造軸、槳轂、接頭、螺栓等重要承力構件。該類鋼具有程度不同的回火脆性傾向。
超高強度鋼常指拉伸屈服強度1400MPa以上的高強度鋼而盲,其主要特點是具有很高的強度和足夠的韌性,用于制造承受很高應力和減重設計的重要構件,如飛機起落架、機翼主梁、平尾大軸、直升機旋翼軸、接頭和對接螺栓等。
超高強度鋼按合金元素含量分為低合金、中合金和高合金三類。
低合金超高強度鋼碳的質量分數(shù)一般在0.3%~0.4%,合金元素質量分數(shù)少于5%。由淬火后低溫回火獲得的回火馬氏體組織達到超高強度。不同于其他的合金結構用鋼,其強度主要取決于含碳量,其代表鋼種40CrNi2Si2MoVA已經廣泛用作起落架零件。該類鋼的缺點是缺口敏感性較大,抗應力腐蝕性能較差,使用中應予注意。
中合金超高強度鋼合金元素質量分數(shù)在0.6~10%:由淬火后中溫回火產生二次硬化達到超高強度,用于制造500℃以下工作的飛機、發(fā)動機重要承力構件。38Cr2M02VA鋼屬于中溫超高強度鋼,并在飛機上應用。該類鋼在室溫下具有低合金超高強度鋼類似缺點,但在中溫下顯著改善。
高合金超高強度鋼含有10%以上合金元素和低碳、超低碳量。由淬火產生的低碳馬氏體和中溫回火產生的二次硬化獲得超高強度、高韌性等優(yōu)良性能。16Co14Ni1OCr2MoE鋼已用作飛機平尾大軸。其他用于航空上使用的結構用鋼也是比較嚴格。
選用高強度鋼設計、制造航空零件時應著重考慮淬透性、強韌性、回火脆性、氫脆敏感性和經濟性等。選用超高強度鋼時應嚴格遵守:①低的應力集中水平。②低的表面粗糙度、③主應力方向與變形流線方向一致等原則。加工制造零件時還應特別注意表面脫碳、腐蝕、磨削燒傷、鍍層選擇和鍍后除氫、消除加工應力,限定裝配應力水平、防止意外損傷和采用表面強化措施等。
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