前言
航空航天用材中，金属材料的占比较高。一般而言，低温端用钛合金、铝合金、不锈钢、耐蚀合金，高温端主要是高温合金、特殊材料。
钛合金：航空航天用材：钛合金 (上)
钛合金难加工的4大原因和6大对策
大型复杂钛合金铸件熔模精密铸造技术
高温合金：航空发动机用高温合金的介绍
在这些金属材料当中，不锈钢的使用也是非常多的。我们以航空发动机为例，根据零部件名称或用途对钢进行分类：轴承钢、转子用钢、不锈钢、低膨胀合金钢、高温合金等。
今天我们就来介绍在航空航天中所使用的不锈钢材料。
不锈钢的特点
不锈钢属于非常成熟的工业化产品。典型的不锈钢，是在铁元素基体的基础上，添加18%Cr，8%Ni，简记 18Cr-8Ni，或者 18-8。通常用三位数字来表示，比如304奥氏体不锈钢。
不锈钢的优点很多，不同基体的不锈钢材料在性能和使用上存在一定差异。比如奥氏体不锈钢，具有优异的耐腐蚀和抗疲劳性能；马氏体不锈钢、PH不锈钢又具有很好的耐磨性能。另外，不锈钢具有很好的焊接性能，生产成本较低。
不锈钢的缺点是密度大，耐高温能力一般，还有生锈的问题。
材料学告诉我们：组织决定性能，性能决定应用。可想而知，不锈钢主要还是应用在发动机前端的低温部分、以及发动机的外围。除了我们非常熟悉的外围管路、转接头、支架以外，还有发动机的吊挂、风扇外框架、压气机机匣等结构件、承力件都可以使用不锈钢。
不同发动机有差异，以上示例也不全如此。
奥氏体不锈钢
奥氏体不锈钢就是300系列的不锈钢。航空发动机应用最多的就是321和347两种。321通过添加Ti元素，347通过添加Nb达到强化目的，防止不锈钢的敏化。添加的合金元素能够优先与碳元素结合形成TiC，NbC，从而阻止Cr的碳化物的形成。
其它不锈钢的应用不多见，比如316， 304不锈钢。据说有两个原因：一是奥氏体不锈钢的性能差异不大；第二个原因是防止混用。
奥氏体不锈钢跟高温合金相比强度低、延展性好，容易成型，通常在退火态使用。航空业采用工业规范如AMS规范就可以了。常见的状态有钣金、棒材、管件，用在发动机的外部结构上，比如管路、转接头、支架，等。347不锈钢使用时还会用铸件材料。
补充一个很有意思的应用。不锈钢在航空零件制造过程中还有一些临时性质的应用。比如，镍基高温合金铸件在后加工过程中，以凸台的形式焊接在零件上，用作机加基准，但最终整个凸台及焊接表面都是要被车加工掉的。降低制造成本是主要目的。
奥氏体不锈钢焊接性特别好，而且有个绝对的优势，焊后不需要热处理，这个对航空零件来说太重要了。
马氏体不锈钢
说到马氏体不锈钢，非M152莫属了，其化学成分是12Cr-2.5Ni-2Mo-0.3V。跟410不锈钢（国产1Cr13不锈钢）相比，M152添加了Ni，目的是提高耐蚀性。
M152合金的强度中等，耐热性跟钛合金一样都不太好。这类12%Cr马氏体不锈钢的问题就是热处理工艺，包括焊后热处理制度。
在航空航天应用上，M152的使用方式有环锻件、钣金、离心铸造、熔模铸造件。使用时，材料表面可以钝化处理，不加涂层，也可以刷漆增加耐蚀性。
典型应用比如压气机机匣、空气歧管，风扇包容机匣。同样，机型差异，不尽如此。
析出强化型不锈钢
主要有两个牌号：17-4PH和15-5PH，为了降低SCC倾向，通常不会在完全强化态使用！典型的，17-4PH在H1150、15-5PH在H1025热处理条件下使用。材料的焊接性也很好，但是焊后要做热处理，一般就是重新时效。
应用形式包括锻件、钣金件、铸件，既有优质材料，也有标准航空级。
此类不锈钢常用于前风扇框架、VBV活门、支架、吊挂等，其零件通常不要涂层，但是推荐钝化处理。有的零件还会进行渗氮热处理，以提高表面的耐磨性能，同时不会降低太多表面耐蚀性。
其它
还有一些铁基的高温合金也有少量应用，比如A286合金，常用作螺母螺帽。该合金在老发动机上还有用于盘、螺栓的应用，现在基本上都被In718取代了。
另一种应用较多的就是低膨胀合金，用于间隙控制、尺寸控制非常好。以Inconel783，Incoloy909较为常用。笔者工作中遇到In783焊接件的，异种金属连接，设计目的一目了然。不过有人把它归于高温合金，亦可。
