飛機(jī)零件選材與熱處理淬火工藝
發(fā)布時(shí)間： 2012-12-28 15:55:39
(1)飛機(jī)主梁
①工作狀況 飛機(jī)主梁是機(jī)翼與機(jī)身連接的主要承力零件。機(jī)翼上的載荷通過(guò)主梁而傳至機(jī)身，其主要負(fù)荷有：飛行時(shí)的空氣動(dòng)力（升力、阻力），機(jī)動(dòng)飛行時(shí)產(chǎn)生的慣性力，著落時(shí)起落架的沖擊力等。這些巨大的負(fù)荷使主梁承受彎曲和剪切，同時(shí)由于機(jī)翼震動(dòng)產(chǎn)生交變應(yīng)力還能引起主梁的疲勞。 ②材料選擇：30CrMnSiNi2A
在30CrMnSiA鋼的基礎(chǔ)上加入1.6%的鎳，由于鎳的加入，增加了鋼的強(qiáng)度和韌性，也提高了淬透性，可進(jìn)行熱處理淬火工藝。30CrMnSiNi2A是飛機(jī)結(jié)構(gòu)中應(yīng)用最廣的鋼材，故得名飛機(jī)鋼。這種鋼不含貴重金屬，價(jià)格較便宜。30CrMnSiNi2A的性能大大優(yōu)于30CrMnSiA鋼，常用作飛機(jī)上一些負(fù)荷很大和很重要的零件，如起落架的支柱、輪叉、機(jī)翼主梁等。 ③工藝流程
模鍛一正火十不完全退火一機(jī)加工一等溫淬火及低溫回火一精加工一低溫回火一表面處理一裝配。 ④熱處理淬火工藝
毛坯模鍛后晶粒粗大，為了細(xì)化晶粒，降低硬度，故采用正火十不完全退火（加熱至Ac1以上20-50℃，保溫后緩冷）。
主梁淬火變形是熱處理的關(guān)鍵，此零件重量大（約60kg）各部分厚薄相差懸殊，強(qiáng)度要求又高，因此工廠采用熱處理淬火工藝為等溫淬火及低溫回火。 (2)航空發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪 一般齒部受壓小，轉(zhuǎn)速低的齒輪可用20鋼（或45鋼）制造；工作條件較繁重的齒輪可采用20Cr、12CrNi3A、20CrMnTi（或40Cr）等制造；尺寸大而工作條件又十分繁重的齒輪，則可用12Cr2Ni4A，18Cr2Ni4WA等高級(jí)滲碳鋼來(lái)制造。 ①選用材料：12Cr2Ni4A：12Cr2Ni4A鋼合金元素的含量高于5%，這種鋼具有很高的強(qiáng)度、韌性，是航空工業(yè)上應(yīng)用較廣的一種滲碳鋼。
?、诩夹g(shù)要求：齒牙一滲碳層0.7-0.9mm，滲碳淬火后硬度≥60HRC；心部一31-41HRC；變形一齒間對(duì)基準(zhǔn)面的跳動(dòng)量不大于0.06mm。
?、酃に嚵鞒蹋耗ｅ懸徽鹗邷鼗鼗鹨粰C(jī)加工一滲碳、淬火及低溫回火一精加工一表面處理-檢驗(yàn)裝配。
?、軣崽幚泶慊鸸に? 12Cr2Ni4A淬透性極好，以至在空氣中也能獲得馬氏體組織，使鋼具有很高的強(qiáng)性與韌性。為了更好地改善切削加工性，均勻組織，消除內(nèi)應(yīng)力，航修工廠對(duì)12Cr2Ni4A鋼的預(yù)備熱處理淬火工藝采用正火（860℃空冷）+高溫回火( 600℃)進(jìn)行軟化，使硬度=207-321HBS。滲碳( 930℃)、淬火(810℃)及低溫回火(150℃)，保證齒面硬度≥60HRC，心部31-41HRC。 (3)壓氣機(jī)葉片 飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片分為導(dǎo)向葉片、渦輪葉片和壓氣機(jī)葉片等，根據(jù)它們所處的位置，最大工作溫度的不同，選材和熱處埋淬火工藝不同。 壓氣機(jī)部件中以轉(zhuǎn)子葉片受力最大、最復(fù)雜，它承受本身高速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的離心力，因此要求它具有高的比強(qiáng)度。它還承受空氣動(dòng)力所產(chǎn)生的扭力、彎曲力和脈動(dòng)疲勞應(yīng)力，此外，還要有高的抗應(yīng)力疲勞和熱疲勞能力，良好的抗氧化性和抗大氣腐蝕和應(yīng)力腐蝕的能力。 ①1Cr11Ni2W2MoV鋼制壓氣機(jī)葉片
性能要求：σb≥1079MPa，σ0.02≥883MPa。
熱處理淬火工藝：淬火加熱至(1000±10)℃，保溫45-60min，空冷?；鼗鸺訜嶂?40-600℃，保溫3.6～4.5h。 ②TC4鈦合金壓氣機(jī)時(shí)片
性能要求：室溫力學(xué)性能為σb≥902MPa，δ≥1 0%，Ψ≥30%，ak≥30J／cm2，持久強(qiáng)度的試驗(yàn)溫度為400℃，應(yīng)力為568MPa時(shí)的持續(xù)時(shí)間≥100h。
熱處理淬火工藝：退火（800±10）℃保溫時(shí)間1-1.5h，（最大截面厚度≤25mm者保溫1h，最大截面厚度為26-50mm者保溫1.25h），空冷。機(jī)加工后進(jìn)行去應(yīng)力處理加熱到（650±10）℃，保溫1h，空冷。 本文參考《金屬工藝基礎(chǔ)與實(shí)踐》一書(shū)。
常見(jiàn)問(wèn)題 
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