随着材料技术、锻造技术、加工技术的不断发展,使用超高强度合金钢制造大型飞机起落架主承力构件成为必然选择。目前,国外应用比较广泛的起落架用材为超高强度合金钢,如法国35NCD16、俄罗斯30ХГСН2А,美国300M等。材料强度高可以使起落架质量轻,减重一直是起落架设计所追求的重要指标。与此同时,材料要具有优良的综合性能,以保证起落架工作的可靠性。
(1)金属特性 300M超高强度合金钢是美国航空工业重要的一种中碳碳镍铬钼钢,金属成分如表1所示。
大于0.05
与其他金属相比,该金属的化学、物理和力学性能有其自己的特点,概括起来有以下几点:
经标准热处理油淬加回火后,钢的拉伸强度可以达到1860MPa以上,是当前使用强度最高的低合金超高强度钢。强度高可以使零件减重,提高强度一直是起落架零件设计追求的主要目标之一。美国飞机机翼重要承力构件也已采用300M钢并使用到最高强度水平。
成分中含1.5%的硅改善300M钢的抗应力腐蚀性能,与同类钢相比,其应力腐蚀性好。
300M超高强度钢因其优良的横向塑性、断裂韧度和抗疲劳性能,现已被广泛应用于航空航天高强螺栓、起落架等关键承力构件。
目前,300M钢零件通常采用锻造成形后再机械加工的方法进行成形材料利用率较低,同时,其较大的变形抗力,限制了300M钢在大型复杂零部件中的应用。激光立体成形技术不仅能够实现大尺寸、高性能、复杂金属零件的无模具、快速、全致密近净成形,还可用于大型复杂构件的高性能修复,在300M钢复杂零件成形制造与修复中具有重要应用前景。