超高強度緊固件可以在相同夾緊力下,通過減少自身尺寸來降低重量和增加安裝空間,因此可以對被連接部件進行功能和體積優化,從而使裝備達到整體減重和性能優化的目的。
據了解,一架現代飛機所用的緊固件總重量可占飛機總重的5%-6%,而一架中型飛機上的各類緊固件可達到200-300萬個。僅在飛機減重方面,超高強度緊固件就有巨大的市場需求。
11月28日,由上海大學材料學院董瀚教授領銜的高性能鋼鐵材料團隊、河北龍鳳山鑄業有限公司、七豐精工科技股份有限公司、舟山市7412工廠、江蘇冶金技術研究院、上海大學(浙江)高端裝備基礎件材料研究院、上大新材料(泰州)研究院等七家單位經過一年多的聯合攻關,研制出世界首款19.8級超高強度緊固件,成為世界最高強度等級的緊固件。公開資料顯示,國外目前優勢企業的緊固件最高強度級達到了17.8級。我國973項目依據國際發展狀況,曾經研制了13.9—15.9級的緊固件材料與緊固件。
該項目通過“材料生產—緊固件制造—服役評價”全產業鏈協作,基于鋼鐵材料高性能化理論,利用龍鳳山鑄業生產的高純鐵原料成功研發出超高強度緊固件用B17.8及B19.8鋼,形成了16.8級和19.8級緊固件制造技術,緊固件實物如圖1所示。
16.8和19.8級緊固件實物(規格為MJ8×1×50) 通過材料和熱處理工藝優化,16.8級和19.8級螺栓室溫抗拉強度分別滿足1600~1770MPa和1900~2070MPa。剪切測試(依據GJB 3376-1998)結果表明,16.8級和19.8級螺栓剪切力分別達到97KN和115KN;室溫拉伸疲勞強度測試(依據GJB 3376-1998及GJB715.30A-2002,載荷比=0.1)結果表明,研制的緊固件滿足疲勞壽命要求(平均疲勞壽命不低于65000次,單個疲勞壽命不低于45000次);耐延遲斷裂性能試驗(根據GJB 715.12-1990,大氣環境下恒定拉應力保持96小時)結果表明,螺栓在測試時間內未發生斷裂破壞,卸載后螺栓表面及螺紋處未發現裂紋;新研制的超高強度螺栓綜合性能滿足使役要求。 來源:直觀學機械 |
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