飛機(jī)起落架用鋼分析

  起落架用鋼歷史

  飛機(jī)是為天空而生，但終究須返回地面，在起飛和下降的時候就要露出飛機(jī)的腳——起落架了。在飛機(jī)四大關(guān)鍵部件（發(fā)動機(jī)、機(jī)翼、機(jī)身、起落架）中，起落架擔(dān)負(fù)著飛機(jī)起飛、著落的重任，承受著很大的載荷和強(qiáng)烈的沖擊，直接關(guān)系到飛機(jī)和乘客的安全，其對飛機(jī)的性能和安全起著十分重要的作用。

  在活塞式飛機(jī)和噴氣式飛機(jī)發(fā)展初期，起落架主要是使用強(qiáng)度為1176MPa級的4130（美國ASTM牌號）、30ХГС?。ㄇ疤K聯(lián)牌號）、30CrMnSiNi2A和40CrMnSiMoVA（GC-4）（國內(nèi)牌號）等材料，經(jīng)焊接方法制成。

  由于各種惡劣環(huán)境、頻繁使用加上焊接質(zhì)量、壽命的影響，以及現(xiàn)代運(yùn)輸對飛機(jī)的減重和機(jī)體內(nèi)空間利用率的不斷要求，加上超高強(qiáng)度鋼技術(shù)和結(jié)構(gòu)件制造技術(shù)的不斷進(jìn)步和完善，使用超高強(qiáng)度鋼制造大型及軍事飛機(jī)起落架成為必然的選擇，并且，整體鍛件制造工藝取代拼焊結(jié)構(gòu)也是必然趨勢。

  1952年，美國國際鎳公司研制成功中碳低合金超高強(qiáng)度鋼：300M，它具有高淬透性、抗回火能力、超高強(qiáng)度，兼有優(yōu)良的縱橫向塑性、斷裂韌性、良好的抗疲勞性能和抗腐蝕性能，迄今為止，它依然是世界上強(qiáng)度最高、綜合性能最好、應(yīng)用最廣泛和聲譽(yù)最好的起落架用鋼。

  300M鋼簡介

  40年代中期，美國研制成功AISI4340M鋼（國內(nèi)相似牌號40CrNiMo），經(jīng)淬火和低溫回火后抗拉強(qiáng)度可達(dá)1900MPa。

  50年代，在這種鋼的基礎(chǔ)上添加1.6%的Si和0.1%的V制成300M鋼，抗拉強(qiáng)度達(dá)1930-2070MPa。

  70年代，Boeing（波音）公司和RepublicSteel公司共同研制了AISI4340M鋼的后備鋼種HP310鋼。從實(shí)際使用效果來看，300M鋼制造的起落架保持與飛機(jī)同壽命并以其卓越的綜合性能至今雄領(lǐng)第一地位無法撼動。

  1979年，日本大同特殊鋼公司取得了Boeing公司材料的許可。

  2005年寶鋼特鋼開始研制起落架用300M鋼，并獲得德國利勃海公司和中國商用飛機(jī)有限公司的認(rèn)證，成為C919大客機(jī)國產(chǎn)化項(xiàng)目中第一個也是目前唯一一個獲得國外飛機(jī)起落架制造商認(rèn)證合格的國內(nèi)生產(chǎn)單位。

  起落架用鋼制造工藝

  300M鋼采用電爐+爐外精煉+真空自耗重熔或真空感應(yīng)+真空自耗兩種聯(lián)合冶煉工藝路徑生產(chǎn)鋼錠，再鍛造或軋制成棒材。

  棒材毛坯送入加工廠后，需經(jīng)超聲波檢查，然后粗加工+去應(yīng)力回火+半精加工+表面打磨+無損檢測+熱處理+精加工+酸蝕檢查+無損檢測+表面強(qiáng)化+無損檢測+酸蝕檢查+組件裝配及加工+成檢+油封。值得注意的是，300M鋼對應(yīng)力集中和應(yīng)力腐蝕比較敏感，因此對制造工藝要求較高。

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