“得尺进寸”论高端精密特殊不锈钢紧固零部件对航空领域的影响

什么都怕比，我们就一起看看“得尺进寸”的美丽国十大紧固件公司的头部情况吧！尽管疫情之下全球制造市场面临挑战，但美丽国的紧固件公司在2020年后表现持续加强，尤其是为航空航天和国防公司供货的制造商。

根据雇员总数计算，前10家紧固件公司是：

MNP公司、YKK公司、印第安纳汽车紧固件公司、美国尼龙搭扣公司、斯坦利工程紧固件&InQuickech运营InQuickech Decorah，LLC MacLean-Fogg Component Solutions：Metform Piolax Corp.SFS Group U.S.A.，Inc.索斯科公司

人数展现实力，毕竟员工工资不低啊，仔细看一看员工数据，数据显示，MNP公司雇用了1，200名员工，YKK(美国)公司在Macon，GA所在地雇佣了约750名员工。印第安纳汽车紧固件公司雇用了大约700名工人，美国维可牢公司也与这些公司并列，雇用500人。

除前10名外，斯坦利工程紧固件公司、InQuickech Decorah公司、LLC公司和MacLean-Fogg组件解决方案公司各雇用了400至450名员工。

MNP为啥是老大，因为它选择的是高端精密特殊的航空领域！

特殊钢即特殊不锈钢，专指由于成分、结构、生产工艺特殊而具有特殊物理、化学性能或者特殊用途的钢铁产品，生产工艺更复杂，技术水平要求更高。而航空领域，由于其特殊的使用环境，对于特殊钢的要求更高。

航空工业的发展一再证明飞机及航空发动机性能的改进大部分要依靠材料性能的提高来实现。尽管在飞机制造中钢的比重不断下降，但由于钢的高强度、高韧性、高耐应力腐蚀开裂以及良好的抗冲击性能，飞机的一些关键承力结构件如起落架、大梁、大应力接头、高应力紧固件等仍在继续使用高强度钢。同时，由于绿色制造的要求，越来越多的高强度不锈钢应运而生，它们在满足力学性能的条件下还具有较高的耐蚀性，能够替代“合金钢+表面处理”的选材方案，减小社会的环保压力。

航空工业中使用不锈钢制造飞机及发动机相关的零部件，所使用的钢种类包括马氏体不锈钢、奥氏体不锈钢和沉淀硬化不锈钢。

我国航天事业始于1956年，从1970年我国发射第一颗人造卫星开始，航天事业发展进入新的阶段，“神州十二号”即将发射，从“神舟一号”到“神州十二号”，从“嫦娥号”探月到“祝融号”火星探测任务成功，一项项硕果标志着我国航天事业的飞速发展，与此同时，航天产业对高端精密特殊不锈钢紧固零部件需求将显著增加。

按材料种类分类

1、 马氏体不锈钢

在航空工业所使用的代表性钢号为1Cr13、2Cr13、1Cr17Ni2，9Cr18Mo等。

1Cr13、1Cr17Ni2用以制作具有良好强度和韧性的零件，如发动机周围排气通路等零件，火箭燃料贮罐。

2Cr13和9Cr18Mo用于制造高硬度零件，如杆、销钉等。9Cr18Mo也用来制作高温周期运动零件和油压零件、紧固件等。

2 、奥氏体不锈钢

在航空航天工业中，奥氏体不锈钢主要应用于大型液体燃料运载火箭、高强度低温压力容器和低压流体容器。见表1。

3、沉淀硬化不锈钢

飞机工业大量使用沉淀硬化不锈钢，所涉及的牌号有PH13-8Mo、15-5PH、17-4PH、Custom450、Custom455、AM350、A-286等。这些材料主要用于航空器的机械系统．包括插销、齿轮、挂钩、杆件、管接头，弹性元件等。如XB-70大型飞机的翼桁使用15-5PH，宇宙飞机的紧固件使用A-286等。

按应用部位分类

1 、在飞机起降装置上的应用

用于制造飞机起落架的结构材料为30CrMnSiNi2A、4340、300M、Aermet100等。对于在海洋性气候下使用的飞机的起落架、紧固件等则多使用沉淀硬化不锈钢制造，如17-4PH用于F-15飞机的起落架，其改进型15-5PH用于B-767飞机的起落架，PH13-8Mo由于抗应力腐蚀性能比同级别沉淀硬化不锈钢好而有望代替17-4PH、15-5PH以及17-7PH、PH15-7Mo等钢种。

美国自上世纪80年代起对马氏体时效与沉淀硬化不锈钢的强韧化做了进一步的深入研究，如HSL180和Custom465钢等。它们的强度都超过1600MPa，其中HSL180是在淬火、低温处理后，利用回火处理的二次硬化得到了与15-5PH相近的耐腐蚀性和1800MPa以上的强度；美国Carpenter Technology开发的Custom465 (00Crl2Nil1MolTi0.6) 在H1000过时效状态可以提供比其他高强度不锈钢（如NCustom455或PHI3-8Mo）更高的强度、韧性和抗应力腐蚀性的组合，该公司正在研究具有接近2000MPa的高强度特性的不锈钢。

2 、在飞机轴承上的应用

德国FAG公司开发了添加氮的马氏体不锈钢Cronidur30（0.31%C-0.38%N-15%Cr-l%Mo）。它作为比SUS440更耐腐蚀的材料，是通过高压氮气气氛下进行电渣重熔的PESR工艺生产的高氮完全硬化型高温不锈钢。但因其是完全硬化型的，不适于高DN值（D：轴承内径／mm，N：轴转数／arin），然而用同样的Cronidur30通过高频淬火，就可以DN400万的值同时满足残余压应力以及断裂韧性值。但是回火温度低于150℃，就不能承受引擎关闭后热冲击造成的轴承温度上升。

3 、在飞机承力结构件上的应用

飞机承力结构件中的高强不锈钢主要有15-5PH，17-4PH，PH13-8Mo等，并在军用飞机上应用以替代传统的30CrMnSiA等合金钢。其零件形式有舱盖锁闩、高强度螺栓、弹簧等各类零配件。民用飞机将此类高强度不锈钢用于机翼梁上，如波音737-600型机翼梁用15-5PH钢；A340-300型机翼梁用PH13-8Mo钢。

在要求高强度和高韧性，特别对横向性能有特殊要求的部位，如机身框架，使用了PH13-8Mo。在要求高韧性和高耐应力腐蚀性的结构上，使用了Custom465等。Custom465是Carpenter Technology公司研制的，用于制造飞机的襟翼导轨、缝翼导轨、传动装置、引擎支架等，该不锈钢目前已纳入MMPDS-01，AMS 5936和ASTM A564等技术规范中。同时，HSL180高强度不锈钢（
0.21C-12.5Cr-1.0Ni-15.5Co-2.0Mo）也用于飞机结构件的制造，该钢兼有与4340等低合金钢相当的1800MPa的强度，与SUS630等沉淀硬化不锈钢同等的耐腐蚀性和韧性。

4 、在飞机零件上的应用

对于一些加工变形量大的零件，如飞机襟翼整流罩，传统上一般采用1Crl8Ni9Ti不锈钢，但该合金强度太低，在使用中，铆钉孔处经常发生拉坏现象。鉴于上述情况，在新型号的设计中，对座舱锁钩、齿垫、发动机吊杆螺栓、液压系统导管弯管接头（锻件）、无扩口管接头、襟翼整流罩等部位的零件采用了我国自行研制的半奥氏体沉淀硬化型不锈钢替代传统不锈钢材料。另外，对于一些高强度螺栓，一般都是高强度合金钢加工而成，表面镀镉进行防护。但在新型号设计中，这类零件均已采用0Cr12Mn5Ni4Mo3Al（69111） 不锈钢进行制造。

航天、航空对高端精密特殊不锈钢紧固零部件要求

因螺栓连接属于可拆卸连接，航天紧固件的使用在航天产品中是非常普遍的，而目前高端精密紧固零部件难以满足航空领域的需求。随着我国航天工业的发展，航天、航空产品的质量和可靠性有了新的要求，对于当前据不完全统计，一架航空航天的飞机的紧固件使用量少则几十万件，多则百万件，当然对于紧固件性能要求也是非常高的，重量轻、强度高、工作性能和物理性能稳定，抗震动、放松性能都必须满足技术要求。

航天紧固件类型结构多样，需根据其使用部位、使用环境、使用载荷、寿命要求、安装方法的不同而进行选用。现代航空航天紧固件材料主要包括铝合金、碳合金、特殊钢、钛合金、耐热合金等，其中特殊钢以其特殊的工艺生产、具备特殊的组织和性能，具有更高的强度和韧性、物理性能、化学性能、生物相容性和工艺性能。

国内航空高端精密特殊不锈钢紧固零部件项目紧跟上马

世界紧固连接件在航空领域的发展日新月异，国内不锈钢紧固件头部企业奥展实业也是紧密发力，已经开工建设的奥展航空项目是企业新时代发展的重要项目，主要生产特殊不锈钢高端精密紧固零部件，加大在不锈钢、特殊钢，高强度、耐高温、耐腐蚀、抗干扰等性能上研发投入，推动高端精密特殊不锈钢紧固零部件产业发展，满足高端领域及恶劣条件下对高端精密特殊不锈钢紧固零部件需求，为航空、航天、军工、核能、医疗领域提供优质产品及服务，建成后将成为世界顶尖的特殊不锈钢高端精密紧固零部件智能制造基地。预计实现年销售16亿产业规模。

此项目总占地100.1亩，建筑面积12.7万平方米，总投资10亿元。项目已列入浙江省重大产业项目，建设期为2年，2021年5-2023年5月。

高端精密紧固零部件具有广阔的市场需求和发展前景，该项目建成后，将形成以信息化、自动化相融合的智能化生产线，将成为国内特殊不锈钢高端精密紧固零部件智能制造基地，将缩短与国外发达国家在高端精密特殊不锈钢紧固零部件研发领域的差距，能够满足我国高端领域精密紧固零部件的需求。

相比于其他国家，我国的航天事业起步较晚，但是经过我们几代人不懈的努力和勇于探索、不甘落后、积极进取的精神，我们将由追赶变成超越！今天，我们比历史上任何时候都更需要砥砺前行、奋发图强。

航天事业是衡量一个国家科技实力与综合国力的重要部分，今天的中国，已然已经成为名副其实的航天大国，新一代中国航天人正用技术创新、勇于探索承担起新时代赋予的使命，助推我国航天事业的发展。

加油，中国！加油，中国航天！

参考：崇研科技、百科、海外网

来源：奥展实业