超高强度合金钢300M应用于飞机起落架

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。

表1　材料化学成分（质量分数） （%）

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：

1、强度高

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。

2、横向塑性高

在材料标准中将横向断面收缩率作为主要力学性能指标是300M钢的特点，这是针对起落架零件使用的特点提出来的。

3、断裂韧性高

断裂韧性高说明抗裂纹扩展性能强。在材料选用时应当同时注重锐缺口韧性和钝缺口韧性。它们代表的物理含义不同，因而不能相互代替。

4、疲劳性能优良

300M钢的抗疲劳性能明显优于4340。这对起落架及其他飞机构件长寿命使用极为有利，也是300M钢在飞机上获得广泛应用的主要原因。

5、抗腐蚀性能好

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。