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航空发动机用不锈钢的介绍

2023-07-14 15:04:52

前言

工作中经常会遇到这么几种不锈钢:321, 347,17-4PH,但是一直没有停下来想想到底有哪些不锈钢用在航空发动机上。除了这些熟悉的零件,发动机上还有哪些零件可以使用不锈钢;等等。本文就聚焦不锈钢在航空发动机上的应用来聊一聊。

不锈钢的特点

不锈钢属于非常成熟的工业化产品。它的优点很多,不同基体的不锈钢材料在性能和使用上存在一定差异。比如奥氏体不锈钢,具有优异的耐腐蚀和抗疲劳性能;马氏体不锈钢,PH不锈钢又具有很好的耐磨性能。另外,不锈钢具有很好的焊接性能,生产成本较低。

不锈钢的缺点是密度大,耐高温能力一般,还有生锈的问题。

性能决定应用。可以想象,不锈钢主要还是用在发动机前端的低温部分。除了我们非常熟悉的外围管路、转接头、支架以外,还有发动机的吊挂、风扇外框架、压气机机匣等结构件、承力件可以使用不锈钢。但是不同发动机有差异,也不全如此。


奥氏体不锈钢

300系列的不锈钢,最多的就是321和347两种。321通过添加Ti元素,347通过添加Nb达到强化目的,防止不锈钢的敏化。其它不锈钢的应用不多见,比如316, 304不锈钢。据说有两个原因:一是奥氏体不锈钢的性能差异不大;第二个原因是防止混用。呃。。。

奥氏体不锈钢强度低、延展性好,容易成型,通常在退火态使用。航空业采用工业规范如AMS规范就可以了。常见的状态有钣金、管件,用在发动机的外部结构上。

奥氏体不锈钢焊接性特别好,而且有个绝对的优势,焊后不需要热处理,这个对航空零件来说太重要了。

马氏体不锈钢

非M152莫属了。建议自行搜索,比较详细,也比我说的好。我偷个懒。

补充一下,在航空应用上,M152的使用形式有环锻件、钣金、离心铸造、熔模铸造件。使用时,材料表面可以钝化处理,不加涂层,也可以刷漆增加耐蚀性。

析出强化型不锈钢

17-4PH和15-5PH,通常不会在完全强化态使用,为了降低SCC倾向!典型的,17-4PH在H1150;15-5PH在H1025热处理条件下使用。材料的焊接性也很好,但是焊后要做热处理,一般就是重新时效。

此类不锈钢常用于前风扇框架、VBV活门、支架、吊挂等,其零件通常都要钝化处理。有的零件还会进行渗氮热处理,以提高表面的耐磨性能,弥补耐蚀性的不足。

其它

还有一些铁基的高温合金也有不少应用,比如用作螺栓螺帽。另一种应用较多的就是低膨胀合金,用于间隙控制、尺寸控制非常好。783,909较为常用。笔者工作中遇到783焊接件的,异种金属连接,设计目的一目了然。不过有人把它归于高温合金,亦可。