虽然随着航空器性能的不断提高,钢材越来越多的被钛合金、复合材料代替,但在特定的服役条件下,其仍具有一席之地。本文旨在对典型航空用不锈钢进行介绍,并对其基本力学性能进行比较。本期的主角如下:沉淀硬化不锈钢:15-5PH(UNS:S),17-4PH(UNS:S),PH13-8Mo(UNS:S);马氏体不锈钢:1Cr17Ni2(UNS:S);奥氏体不锈钢:1Cr18Ni9Ti(UNS:S)不同种类的不锈钢,其典型的金相形组织如下图所示:五种不锈钢的化学成分见下表:15-5PH不锈钢是一种马氏体沉淀硬化不锈钢。它的特点是具有优异的机械性能——强度和硬度,同时具有优异的耐腐蚀性。它表现出明显的环境阻力,包括醋酸,盐,硝酸或氢氧化钠在低浓度。该级主要用于航空航天工业,特别是暴露在腐蚀性和负载环境下的重型机械零部件、石化、化工、食品和造纸工业。相关标准:AMS,AMS,AMS,ASTMA,ASTMSA,ASTMA,ASMESA,ASTMA,ASMESA。17-4PH不锈钢为马氏体沉淀硬化不锈钢,有较高的强度和硬度值,具有中等的耐腐蚀性。不同的热处理温度可以优化机械性能。17-4PH(UNSS)是添加了铌的铬镍铜沉淀硬化马氏体不锈钢,其具有高强度、高硬度和耐腐蚀特性。17-4PH是经过退火固溶处理的,不能用于温度高于℃或者冷冻环境下。在大多数环境中,17-4PH的耐腐蚀性能与相当,并普遍优于系列不锈钢。17-4PH通常用于中度耐腐蚀的组合中或超常高强度的应用中。17-4PH易于焊接和进行加工处理,并带有磁性。该材料广泛应用于航空航天、船舶、造纸、能源、海洋和食品工业,用于重型机械零部件、轴套、涡轮叶片、联轴器、螺丝、传动轴、螺母、测量设备。相关标准:AMS,AMS,AMS3,AMS,AMS,AMS,ASTMA,ASMESA,ASTMA,ASMESA,ASTMA,ASMESA。PH13-8Mo不锈钢为马氏体沉淀硬化不锈钢,表现出优异的机械性能——高硬度、强度和较高的耐腐蚀性、动态载荷和抗裂性。与其它具有耐腐蚀性的高合金等级钢相比,PH13-8Mo钢的化学成分中硫和磷的可接受性要小得多,这说明其制造工艺比较困难,钢的纯度和质量也比较高。在腐蚀性环境中(不包括耐湿气),该品种表现出很好的耐NaCl,硝酸,和氢氧化钠腐蚀。PH13-8Mo主要用于航空航天、核能和石化工业中易受腐蚀和重载的零部件。相关标准:AMS,AMS。1Cr17Ni2钢是低碳铬镍型耐蚀钢,具有较高的强度和硬度。对氧化性的酸类(一定温度、浓度的硝酸、大部分的有机酸),以及有机酸水溶液都有良好的耐蚀性。可以使钢的脆性转化温度降低,韧性得到改善,断口形貌由准解理型变为韧窝型,合金元素向基体和δ-铁素体中的富集程度增大,在改善钢韧性的同时仍保持较高的强度水平。但该钢焊接性能不好,易产生裂纹,因此制造具时,不宜进行焊接。相关标准:GB,GB/T,GB/T,GB/T()。1Cr18Ni9Ti不锈钢,其组织类别为奥氏体。1Cr18Ni9Ti中1、18、9分别代表碳(千分之一)、铬(%)、镍(%)的含量。是中国的不锈钢材料牌号。用于制作耐酸容器及设备衬里,抗磁仪表、医疗器械,具有较好耐晶间腐蚀性,在航空领域主要用作管路的制造。相关标准:GB,GB,GB,GB/T,GB/T,JB。五种不锈钢不同条件下的机械性能如下表:五种不锈钢的真应力-应变曲线如下图所示:
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