¿Qué tipo de material se usa en los ejes de un helicóptero?

Ferrium® S53®

Visión general

El Ferrium S53 (AMS 5922, MMPDS) es un acero resistente a la corrosión y ultra alta resistencia diseñado por ICME para aplicaciones aeroespaciales estructurales y otras aplicaciones en las que generalmente se usan 300M (BS S155) y 4340, pero el acero S53 proporciona: una resistencia mucho mayor al general corrosión y al agrietamiento por corrosión bajo tensión (SCC); excelente resistencia a la fatiga y a la fatiga por corrosión; y alta templabilidad. Su resistencia a la corrosión general es similar a la del acero inoxidable 440C, pero tiene una resistencia a la fractura mucho mayor.

El acero S53 está fundido al vacío doblemente (es decir, fundido por inducción al vacío y luego fundido por arco al vacío o “VIM / VAR”) para una alta pureza, lo que lleva a una resistencia a la fatiga mucho mayor.

Debido a su alta resistencia a la corrosión y a la combinación de resistencia y resistencia ultra altas, el acero S53 se está utilizando en aplicaciones exigentes de tren de aterrizaje y eje de rotor de helicóptero sin el uso de recubrimientos tóxicos de cadmio.

Las siguientes figuras demuestran la mejora significativa de la resistencia a la corrosión de la aleación Ferrium S53 frente a 300M. Las imágenes muestran el rendimiento después de la prueba de niebla salina de 1000 h por ASTM G49.

La cuchilla es una fuente importante de falla en estos casos de alta vibración, como los ejes de helicópteros. También están sujetos a fluctuaciones de alta presión. La fatiga es causada por el estrés inducido por la vibración y la resonancia dentro del rango operativo de la maquinaria. Para proteger las cuchillas de estas altas tensiones dinámicas, se utilizan amortiguadores de fricción.

Las aspas de turbina modernas a menudo usan superaleaciones a base de níquel que incorporan cromo, cobalto, etc.

Además de las mejoras de la aleación, un avance importante fue el desarrollo de métodos de producción de solidificación direccional (DS) y de cristal único (SC). Estos métodos ayudan a aumentar en gran medida la resistencia contra la fatiga y la deformación alineando los límites de grano en una dirección (DS) o eliminando los límites de grano por completo (SC).

Estos son principalmente información de Wikipedia. Lo que puedo agregar es que necesita materiales resistentes a altos esfuerzos, por lo que las cuchillas fundidas de inversión de un solo grano son las más eficientes.

Puedo enseñarte por qué pero demasiado ocupado.

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Hace muchos años, Teledyne-Vasco publicó un anuncio en una revista para su acero de maratón Vascomax. La foto del anuncio mostraba un eje del rotor principal del helicóptero Bell Huey hecho de Vascomax que había sido disparado por un enemigo y todavía voló de regreso a su base. Hoy puede estar hecho de Aermet o de una aleación Questek ICME.