0Cr18Ni11Nb河南标准航空用耐热不锈钢棒

马氏体不锈钢以马氏体为基体，既具有基本的耐蚀性，又能通过热处理强化，因而具有良好的力学性能，广泛用于制造紧固件、结构件、轴承、汽轮机叶片等。410不锈钢属于低碳马氏体不锈钢，在淬火、高温回火后使用，强度在500MPa以上，强度、塑性和韧性配合较好。在飞机上可用于制造承力紧固件，还可以用于制造汽轮机叶片、水压机阀等。431不锈钢是在410不锈钢的基础上提高了C和Cr元素含量，并添加了2%的Ni。在淬火、回火后抗拉强度达到1200MPa以上，高使用温度可以达到400℃，可用于飞机发动机的压气机转子叶片、整流叶片、压气机机匣、内外环、承力螺栓和吊挂等。在410不锈钢的基础上，进一步合金化，发展了马氏体热强不锈钢。这类钢强度高，耐热温度可达550℃，主要用于航空发动机的压气机盘和叶片。国外此种类型的不锈钢有美国的419、422，英国的H46、HGT4，俄罗斯的ЭИ736、ЭИ961等。国内自上世纪60年代起开始创新研制GX-8热强不锈钢是在俄罗斯ЭИ961钢的基础上，适当调整W、Mo、V强化元素的含量，并用Nb补充强化。GX-8钢比ЭИ961钢具有更高的室温强度、耐热性和耐腐蚀性，用于航空发动机的转子叶片、静子叶片和颈轴等部位。

在航天航空工业中所使用的马氏体不锈钢的代表性的钢号为1Cr13、2Cr13、1Cr17Ni2、9Cr18Mo等。其中1Cr13、1Cr17Ni2用以制作具有良好强度和韧性的零件，发动机周围排气通路等零件，火箭燃料贮罐（如图1所示）。2Cr13和9Cr18Mo用于制造硬度零件，如杆、销钉等。9Cr18Mo也用来制作高温周期运动零件盒油压零件、紧固件等。

航天航空不锈钢的制造工艺涉及多种技术，以确保材料的和可靠性。以下是对其制造工艺的具体介绍：

熔炼与铸造

熔炼过程：制造航天航空用不锈钢通常从的原材料开始，包括铁、铬、镍等元素。这些材料在高温炉中熔炼，确保合金成分均匀。
铸造技术：对于复杂形状的部件，如涡轮叶片和发动机机匣，采用精密铸造技术。这一过程包括制作蜡模、陶瓷壳模以及金属浇注，确保部件的形状和尺寸无误。
热处理与冷加工

热处理：为了提高不锈钢的性能，如马氏体不锈钢410和431，需通过淬火和回火处理来增强其力学性能和耐热性。奥氏体不锈钢如316也通过适当的热处理来优化其耐腐蚀性和强度。
冷加工：冷加工技术，如冷轧、冷拔等，用于改善材料的机械性能和表面质量，尤其适用于需要高强度和良好表面光洁度的应用场景。
增材制造

激光粉末床熔合：这是一种增材制造技术，适用于生产复杂形状的不锈钢部件。L-PBF技术能够在无需模具的情况下直接制造近净形或净形零件，大幅减少材料浪费并缩短生产周期。
微观结构分析：通过X射线衍射和电子背散射衍射等技术分析热处理后的微观结构，以评估相稳定性和预测材料性能。
综上所述，航天航空不锈钢的制造工艺是一个高度复杂和技术密集的过程，涵盖了从原材料选择到终产品测试的多个阶段。随着技术的不断进步，未来这些材料的制造将更加和环境友好。

飞机结构

机身支架：由于不锈钢具有的强度和耐腐蚀性，它被广泛应用于飞机的机翼结构、机身支架和座椅等部分。
起落架：高强度不锈钢如0Cr17Ni4Cu4Nb（17-4PH）因其出色的强度和耐疲劳性能，常用于制造起落架等承力结构件。
航空发动机

涡轮叶片：马氏体不锈钢410和431因具有良好的高温强度和抗蠕变性能，适用于制造涡轮叶片和发动机转子叶片。
燃烧室：17-4PH和其他沉淀硬化不锈钢因其耐高温性能，被用于制作燃烧室零部件和其他高温部件。
航天器组件

航天器外壳：1.4542（17-4PH）不锈钢因其高温稳定性和抗热膨胀性能，是制作航天器外壳的理想选择，能够承受大气层再入时的极端条件。
连接件：沉淀硬化不锈钢也用于制造各种附件和连接件，如螺栓和紧固件，这些部件需具备高可靠性和耐腐蚀性。