Material für Flugzeugfahrwerke

Das Startgewicht moderner Großflugzeuge beträgt grundsätzlich mehr als 100 Tonnen. Um sicherzustellen, dass es dem Gewicht von Hunderten von Tonnen Flugzeugen und der enormen Aufprallkraft beim Starten und Landen standhalten kann, müssen die Materialien des Fahrwerks eine hohe Festigkeit, hohe Zähigkeit, Ermüdungsbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und andere Bedingungen aufweisen. Solche harten Anforderungen können von gewöhnlichen Materialien nicht erfüllt werden und können sich nur auf Spezialstahl verlassen. Man kann sagen, dass Stahl für Fahrwerke das höchste Niveau an ultrahochfestem Stahl in einem Land darstellt.

(Im Oktober 2015 brach bei der Landung das rechte Fahrwerk einer Boeing 737 Passagiermaschine)

In Anbetracht der besonderen Bedeutung des Fahrwerks, um dessen normales Ein- und Ausfahren während der Start- und Landephase zu gewährleisten, verfügt das Luftfahrzeug in der Regel über drei Sätze von Steuersystemen für jedes Fahrwerk, einen für die gemeinsame Nutzung, einen für Standby und einen eine für den Notfall, um sicherzustellen, dass es sicher ist.

Welches Material wird zur Herstellung von Fahrwerken verwendet? 300M ultrahochfester Stahl ist der Mainstream
Das Flugzeug wird bei Start und Landung von drei Fahrwerken getragen.
Als einkanaliges Rumpfflugzeug ist C919 ein kleines unter den großen Flugzeugen, aber sein maximales Startgewicht hat 80 Tonnen erreicht, und das Gesamtgewicht von drei Fahrwerken beträgt etwa 1,8 Tonnen. Um ein Flugzeug zu tragen, das bei hoher Geschwindigkeit mehr als das 40-fache seines Eigengewichts erreicht, muss seine Leistung ziemlich stabil sein.

(Fahrwerk des Großflugzeugs C919)

Die weltweit weit verbreiteten Materialien für Fahrwerke sind niedriglegierte ultrahochfeste Stähle, wie 300M in den Vereinigten Staaten, 35NCD16 in Frankreich und 30xrCH2A in Russland, die sich durch ihre außerordentlich hohe Festigkeit auszeichnen. Wie hoch ist die hohe Intensität? Derzeit beträgt die Zugfestigkeit verschiedener erdbebensicherer Baustahlstangen im Allgemeinen 400-500 Mpa, während die Zugfestigkeit von 300 M so hoch wie 1960-2100 Mpa ist, die Zugfestigkeit von 35NCDl6 mehr als 1850 Mpa beträgt. und die Zugfestigkeit von 30xrCH2A beträgt 1800-2000 MPa.

Am Beispiel von 300M-Stahl ist dies der am weitesten verbreitete Fahrwerksstahl mit der höchsten Festigkeit und der besten Gesamtleistung der Welt. Es wurde Anfang der 1950er Jahre durch Zugabe von etwa 1,5 Prozent Silizium auf der Basis von 4340-Stahl entwickelt. Seine größten Vorteile sind hohe Festigkeit, gute Zähigkeit, hohe inhärente Ermüdungsfestigkeit und hohe Querplastizität, hohe Bruchzähigkeit, gute Ermüdungsbeständigkeit und gute Spannungskorrosionsbeständigkeit.

Das daraus hergestellte Fahrwerk ist nicht nur klein in Struktur und Größe, sondern hat auch bei zivilen Flugzeugen mit einer Lebensdauer von mehreren zehntausend Stunden die gleiche Lebensdauer wie der Flugzeugrumpf. In den Vereinigten Staaten, dem Land mit dem höchsten Flugzeugbau, bestehen mehr als 90 Prozent der Fahrwerke von Militär- und Zivilflugzeugen aus diesem Stahl.

(Mechanische Eigenschaften von 300M Stahl)

Die chemische Zusammensetzung von 300M-Stahl ist streng limitiert. Unterschiedliche chemische Zusammensetzungen spielen unterschiedliche Rollen im Stahl: Der C-Gehalt (Kohlenstoff) verbessert die Festigkeit und Härte von 300M-Stahl, aber die Plastizität und Zähigkeit werden erheblich verringert, was die Verarbeitbarkeit von Stahl verringert; Die Hauptfunktion von Cr (Chrom) besteht darin, die Härtbarkeit und Festigkeit und Zähigkeit von 300M-Stahl zu verbessern; Ni (Nickel) kann die Härte und Festigkeit von Stahl verbessern, die Kerbempfindlichkeit des Materials deutlich reduzieren und spröden Spaltbruch vermeiden; Si (Silizium) verbessert hauptsächlich die Streckgrenze und Zugfestigkeit von 300M-Stahl.

(Chemische Zusammensetzung von 300M Stahl)

Aus der chemischen Zusammensetzung von 300M-Stahl ist ersichtlich, dass der Gehalt an Schwefel, Phosphor und anderen schädlichen Bestandteilen nicht höher als 0,01 Prozent ist, was äußerst anspruchsvoll ist.
Im Gegensatz dazu sind die Anforderungen an den Schwefel- und Phosphorgehalt des höchsten hochfesten Dualphasenstahls DP1180 für Automobile nicht höher als 0,04 Prozent und 0,015 Prozent, was sich um ein Vielfaches von den unterscheidet Anforderungen von 300M.