Stale stopowe dla lotnictwa
Stal lotnicza o wysokiej wytrzymałości na szczególnie obciążone części
Spośród
stopowych stali konstrukcyjnych do wyrobu szczególnie obciążonego
sprzętu (również lotniczego) wymienia się stale stopowe do
ulepszania cieplnego: stale chromowo-molibdenowe, a następnie stale
chromowo-niklowo-molibdenowe o lepszych właściwościach
wytrzymałościowych i wyższej hartowności. Wśród
najpopularniejszych swego czasu stali tego typu były stale 40HM i
40HMA.
Stale
chromowo-manganowo-krzemowe i chromowo-manganowo-krzemowo-niklowe
mogą być produkowane przy użyciu konwencjonalnych metod i
nieskomplikowanej obróbki cieplnej, co zapewnia niski koszt ich
produkcji, a także dobre parametry wytrzymałościowe.
Produkcja stopów
stali 30HGSA, 35HGSA i 30HGSNA była powszechnie opanowana już w
latach 50., a dzięki niskiemu odpuszczaniu i hartowaniu wykazywały
one bardzo dobre własności wytrzymałościowe na poziomie powyżej
165 kG/mm2
Rm
i powyżej 130 kG/mm2
Re,
a także dobre pozostałe właściwości mechaniczne.
Do podstawowych
wad tego typu stali zaliczyć należy wyśrubowane wymagania
dotyczące obróbki cieplnej oraz ich spawania, a także znaczne
ryzyko pękania stali podczas tych procesów.
Stale stopowe konstrukcyjne do ulepszania cieplnego
Poniżej
podajemy najważniejsze stale stopowe konstrukcyjne do ulepszania
cieplnego wraz z ich procentowym składem chemicznym.
-
40HM: 0,38 – 0,45 C, 0,4 – 0,7 Mn, 0,17 – 0,37 Si, 0,035 Pmax, 0,035 Smax, 0,8 – 1,1 Cr, 0,3 Ni, 0,15 – 0,25 Mo.
-
40HMA: 0,37 – 0,44 C, 0,5 – 0,8 Mn, 0,17 – 0,37 Si, 0,03 Pmax, 0,025 Smax, 0,6 – 0,9 Cr, 1,25 – 1,65 Ni, 0,15 – 0,25 Mo.
-
30HGSA: 0,28 – 0,34 C, 0,8 – 1,1 Mn, 1,1 – 1,4 Si, 0,03 Pmax, 0,025 Smax, 1,1 – 1,4 Cr, 0,3 Ni.
-
35HGSA: 0,32 – 0,39 C, 0,8 – 1,1 Mn, 1,1 – 1,4 Si, 0,03 Pmax, 0,025 Smax, 1,1 – 1,4 Cr, 0,3 Ni.
-
AISI 4335: 0,35 C, 0,75 Mn, 0,5 Si, 0,8 Cr, 1,85 Ni, 0,35 Mo.
-
AISI 4340: 0,38 – 0,43 C, 0,6 – 0,8 Mn, 0,2 – 0,35 Si, 0,04 Pmax, 0,04 Smax, 0,8 Cr, 1,85 Ni, 0,35 Mo.
-
AISI 4330M: 0,3 C, 0,75 Mn, 0,3 Si, 0,6 Cr, 1,8 Ni, 0,25 Mo.
-
DSAC: 0,47 C, 0,75 Mn, 0,3 Si, 0,6 Cr, 1,8 Ni, 1 Mo.
-
Alloy 300M: 0,42 C, 0,75 Mn, 1,65 Si, 0,8 Cr, 1,8 Ni, 0,4 Mo.
-
AISI H11: 0,35 C, 5 Cr, 1,5 Mo.
- 15CDV6: 0,12 - 0,18 C, <0,2 Si, 0,8 - 1,1 Mn, <0,02 P, <0,015 S, 1,25 - 1,50 Cr, 0,8 - 1,0 Mo, 0,2 - 0,3 Mo.
- 30NCD16: 0,3 C, 0,5 Mn, 1,4 Cr, 0,45 Mo, 4,0 Ni.
- 35NCD16: 0,37 C, 0,45 Mn, 1,8 Cr, 0,45 Mo, 4,0 Ni.
Zabiegi stosowane na stalach konstrukcyjnych
Stopowe
stale konstrukcyjne kategoryzuje się na: stale do nawęglania, stale
do azotowania i stale do ulepszania cieplnego. Natomiast wszystkie
stale wysokiej i najwyższej jakości powinny być używane w stanie
obrobionym cieplnie.
Dzięki
przemianom martenzytycznym i procesowi hartowania możliwe jest
dodatkowe podwyższenie wytrzymałości i twardości stali, których
poziom uzależniony jest od zawartości węgla w stali.
Innym
zabiegiem cieplnym stosowanym na stalach konstrukcyjnych jest
odpuszczanie. Pozwala ono wyeliminować naprężenia, które powstały
podczas hartowania, a także zapewnia stali odpowiednią
wytrzymałość, udarność i plastyczność poprzez uzyskanie
struktur sorbitycznych z rozpadu martenzytu. Co więcej, próżniowe
wytapianie stali poprawia wzrost ich własności mechanicznych nawet
o 15%.
Sale
stopowe konstrukcyjne o ok. 5% domieszek stopowych sprawdzają się w
szerokim zakresie techniki lotniczej, niemniej jednak najczęściej
wykorzystywane były do produkcji silników tłokowych, a także:
goleni podwozia, kratownic, piast, wałów, korbowodów czy śmigieł.
Stale średniostopowe
Ulepszanie
cieplne stosowane do poprawy własności mechanicznych wykorzystuje
się także wśród stali średniostopowych 5Cr-Mo-V. Cechuje je
bardzo mała ilość P i S, 0,3 – 0,45% zawartość C, 5% zawartość
Cr, 1 – 1,5% zawartość Mo i 0,3 – 1% zawartość V.
Stale
tego typu są stalami samohartującymi się, dzięki czemu dają się
hartować na wskroś w warunkach ochłodzenia na powietrzu. W ten
sposób możliwe jest uniknięcie odkształceń powodowanych wysokimi
naprężeniami hartowniczymi. Stale średniostopowe ulepszane
cieplnie stosowane są do budowy głównego dźwigara podwozia, wałów
silników czy kratownic kadłuba. Przykładami takich stali są stale
H11 i H13.
Komentarze
Prześlij komentarz