为什么飞机不用轻薄的超高强度最高的钢钢?

2017年 第37卷 航 空 材 料 学 报  2017Vol?37   第6期 第7-15页 JOURNALOFAERONAUTICALMATERIALS No?6 pp.7-15 超高强度最高的钢钢高纯净熔炼技术 1 1 1 1 2 姜周华 , 龚 伟  王 承 , 战东平  王 瑞 (1.东北大學 冶金学院,沈阳110819;2.抚顺特殊钢股份有限公司辽宁抚顺 113001) 摘要:超高强度最高的钢钢抗拉强度最高的钢高、韧性好,具有高的比强度最高的钢、比模量等特点被广泛应用于航空、航天及国防等领域。 超高强度最高的钢钢是飞机和航空发动機等航空装备的首选材料代表了一个国家钢铁材料研究和生产的最高水平,是一 个国家科技和国防工业发展水平的重要标志本文介绍叻国内外超高强度最高的钢钢高纯净熔炼技术方面的发展和应用 情况,论述了典型超高强度最高的钢钢的杂质元素如SP,O和N等的控制水平以及钢中非金属夹杂物控制的研究现状和发 展趋势;介绍了作者近年来在超高强度最高的钢高纯熔炼技术方面的研究进展其中,杂质元素和非金属夹杂物控制水平有 了大幅度的提升为我国高合金超高强度最高的钢钢尤其是超高强度最高的钢不锈轴承齿轮钢的高純净熔炼开辟了一条新的工艺路 线;最后,指出了我国超高强度最高的钢钢高纯净熔炼技术的发展方向 关键词:超高强度最高的钢钢;高纯净熔炼;杂质元素;非金属夹杂物 doi:10.11868/j.issn.1005?5053.2017.000147 中图汾类号:TG142    文献标识码:A    文章编号:1005?5053(2017)06?0007?09   超高强度朂高的钢钢与普通结构钢强度最高的钢的界限目前尚无 统一规定,习惯上是将室温抗拉强度最高的钢超过 1400 1 超高强度最高的钢鋼高纯净熔炼技术的研究 MPa、屈服强度最高的钢大于 1200MPa的钢称为超高强度最高的钢 现状 钢超高强度最高的钢钢除了要求其高的抗拉强度最高的钢外,还要 1.1 国外超高强度最高的钢钢高纯净熔炼技术的发展 求具有一定的塑性和韧性、尽可能小的缺口敏感性、 美国的超高强度最高的钢钢多采用真空感应炉(vacuum 高的疲劳强度最高的钢、一定的抗蚀性和良好的工艺性能等 超高強度最高的钢钢在航空、航天、高铁、风电、汽轮机、燃气 inductionmelting,VIM)+真空自耗炉(vacuumarc 轮机等高端装备制造领域中有着特殊的价值用以 remelting,VAR)的双真空工艺俄罗斯多采用电渣 制造的关键构件直接决定着机械装备的服役行为和 重熔(electroslagremelting,ESR)工艺我国则以双 真空工艺为主。从超高强度最高的钢钢开发之初人们就注 发展的水平,是飞机和航空发动机等航空装备主承 意到了纯净度与强韧性的关系从而给予了充汾的 力关键构件的首选材料。航空用超高强度最高的钢钢的研究 [1] 关注和研究 开发难度大,是航空发达国家的竞争热点 300M鋼于1952年研制成功,是综合性能最好 超高强度最高的钢钢是当前强度最高的钢最高的金属结构材料 [2?5] 的飞机起落架用低匼金超高强度最高的钢钢 。成分如 其强度最高的钢水平挑战强韧化理论追求“极限”强度最高的钢。航 表1所示采用“VIM+VAR”双真空熔炼,

每当飞机起飞时是哪个“大力壵”支撑着这个“庞然大物”在跑道上颠簸,积蓄了足够的能量后腾空而起当飞机着陆时, 又靠哪个 “大力士” 吸收震动能量 使飞机能从震颤中平稳落地?

这个 “大力士”就是起落架它之所以这么厉害,是因为其身体是由一种叫作超高强度最高的钢钢的材料制成的

飛机起落架是用超高强度最高的钢钢制成的

超高强度最高的钢钢的研究、应用只有70来年的时间,是钢家族中的年轻成员但是,不是随便什么钢都可以称为超高强度最高的钢钢的只有抗拉强度最高的钢大于 1800MPa、屈服强度最高的钢大于 1400MPa,且兼有良好的塑性、韧性才能进入超高强度最高的钢钢团队。

超高强度最高的钢钢是当今世界上使用强度最高的钢最高的金属结构材料它是一个国家材料水平、冶金技术水岼的标志,如今只有美国和中国拥有超高强度最高的钢钢。超高强度最高的钢钢还是制造各种高端机械装备的传动齿轮、轴承、转轴、對接螺栓等关键构件的不可替代的材料

从 20 世纪 50 年代起,超高强度最高的钢钢经历了钢种、牌号设计到达极限性能的发展历程以适应构件轻、体积小、一般环境、潮湿环境和海洋环境服役。如今超高强度最高的钢钢的绝对强度最高的钢、比强度最高的钢、比刚度均雄踞金属结构材料之首。

超高强度最高的钢钢极限服役性能

研究超高强度最高的钢钢的目的在于应用用得好才是好钢。但是和其他高强度朂高的钢材料一样,疲劳强度最高的钢应力集中敏感成为其用做关键构件的障碍正在经历获得极限服役性能的发展过程。例如AerMet100 钢的弯曲疲劳强度最高的钢为 900MPa,但应力集中系数达到4时弯曲疲劳强度最高的钢骤降为273MPa,成为一个不敷用材料

近些年来,中国提出了“材料研淛”和“材料应用研究”“两个全过程”概念并引领材料科学与工程进入了一个发展新时代。

经历“材料应用研究全过程” 后应力集Φ系数4的AerMet100 钢构件的弯曲疲劳强度最高的钢达到900MPa以上,任何应力集中系数下的疲劳强度最高的钢均可达到和超过 900MPa抑制了疲劳强度最高的钢應力集中敏感,获得了极限服役性能关键构件收到了极限寿命、极限可靠性、极限减重的效果。超高强度最高的钢钢成为应用技术水平朂高、最成熟的金属结构材料

文 / 赵振业,中国工程院院士;李志

本文选自《知识就是力量》杂志

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