彈簧成型方法:對直徑或板簧厚度大于10 mm的大彈簧,可在比正常淬火溫度高出50~80℃的溫度熱成形,對直徑或板簧厚度小于8~10mm的小彈簧,常用冷拔彈簧鋼絲冷卷成形。
[為保證彈簧具有高的強(qiáng)度和足夠的韌性,通50CrVA鋼的力學(xué)性能與60Si2Mn鋼相近,但淬透性更高,鋼中Cr和V能提高彈性極限、強(qiáng)度、韌性和耐回火性,常用于制作承受重載荷、工作溫度較高及截面尺寸較大的彈簧。鍋爐主安全閥彈簧、汽輪機(jī)汽封彈簧等。
常采用淬火+中溫回火。對熱成形彈簧,可采用熱成形余熱淬火,對熱冷成形的彈簧,有時可省去淬火、中溫回火工藝,成形后只需進(jìn)行200~300℃進(jìn)行去應(yīng)力退火即可。彈簧鋼熱處理后通常進(jìn)行噴丸處理,其目的是在彈簧表面產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力,以提高彈簧的疲勞強(qiáng)度。
性能:
硬度為40~48HRC,有較高的彈性極限和疲勞強(qiáng)度,以及一定的塑性和韌性
彈簧是起緩沖、減振和儲能等作用。彈簧一般是在交變應(yīng)力下工作,常見的破壞形式是疲勞破壞,因此,必須具有高的屈服點(diǎn)和屈強(qiáng)比(σs/ σb)、彈性極限、抗疲勞性能,以保證彈簧有足夠的彈性變形能力并能承受較大的載荷。同時,彈簧鋼還要求具有一定的塑性與韌性,一定的淬透性,不易脫碳及不易過熱。一些特殊彈簧還要求有耐熱性、耐蝕性或在長時間內(nèi)有穩(wěn)定的彈性。
中碳鋼和高碳鋼都可作彈簧使用,但因其淬透性和強(qiáng)度較低,只能用來制造截面較小、受力較小的彈簧。合金彈簧鋼則可制造截面較大、屈服極限較高的重要彈簧。
合金彈簧鋼為中、高碳成分,一般wick=0.5%~0.7%,以滿足高彈性、高強(qiáng)度的性能要求。加入的合金元素主要是Si、 Man、Cr,作用是強(qiáng)化鐵素體、提高淬透性和耐回火性。但加入過多的Si會造成鋼在加熱時表面容易脫碳,加入過多的Man容易使晶粒長大。加入少量的V和Mo可細(xì)化晶粒,從而進(jìn)一步提高強(qiáng)度并改善韌性。此外,它們還有進(jìn)一步提高淬透性和耐回火
用以製造彈簧或類似彈簧性能零件的鋼類。具有高的彈性極限﹑疲勞極限(尤其是缺口疲勞極限)以及一定的衝擊韌性和塑性﹐主要在衝擊﹑震動等動載荷或長期週期變應(yīng)力的條件下使用。所以在各種狀態(tài)下工作的彈簧都要有良好的表面質(zhì)量和較高的抗疲勞性能。在工藝性能上﹐需經(jīng)淬火﹑回火的彈簧鋼﹐應(yīng)具有一定的淬透性﹐不易脫碳﹐過熱敏感性低和塑性較高﹐在熱狀態(tài)下易於成形。製造小尺寸彈簧用的鋼絲要有均勻的硬度和一定的塑性。
類別 彈簧鋼按生產(chǎn)方法﹐可分為熱軋彈簧鋼和冷拉(軋)彈簧鋼。熱軋彈簧鋼包括製造螺旋彈簧﹑扭力桿用的圓鋼或梯形鋼和製造板簧的扁鋼﹔冷拉(軋)彈簧鋼包括製造小規(guī)格螺旋彈簧的冷拉鋼絲和製造發(fā)條以及各種彈簧片的冷軋鋼帶。合金彈簧鋼中通常含錳﹑硅﹑鉻﹑鉬﹑鎢﹑釩和微量的硼﹐這些合金元素都可提高鋼的淬透性﹐錳和硅固溶入鐵素體中﹐可提高屈服強(qiáng)度。鉻﹑鎢﹑釩可以提高鋼的彈性極限﹑屈強(qiáng)比和耐熱性。按所含合金元素﹐常用的彈簧鋼可分為:
碳素彈簧鋼 價格低廉﹐用途廣泛。如表面狀態(tài)和熱處理組織相同﹐疲勞極限并不低於合金彈簧鋼。缺點(diǎn)是淬透性和屈服強(qiáng)度較低﹔截面較大的彈簧﹐油淬時不能淬透﹐水淬時容易開裂。如增加含碳量﹐雖能提高強(qiáng)度和彈性極限﹐卻會降低衝擊韌性和塑性﹐尤其是降低低溫韌性。中國的碳素彈簧鋼有65﹑70﹑75﹑85四個鋼號。
單純含錳彈簧鋼 如65Mn﹐錳含量為0.90~1.20%。增加錳含量可提高鋼的淬透性和強(qiáng)度﹐減小脫碳傾向﹔缺點(diǎn)是有過熱敏感性和回火脆性﹐且易產(chǎn)生淬火裂紋﹐所以只適於製造各種小尺寸扁彈簧﹑圓彈簧?! 』瘜W(xué)成份:
碳 C :0.52~0.60
硅 Si:1.50~2.00
錳 Man:0.60~0.90
硫 S :≤0.035
磷 P :≤0.035
鉻 Cr:≤0.35
鎳 Ni:≤0.35
銅 Cu:≤0.25
力學(xué)性能:
抗拉強(qiáng)度 be(Map):≥1274(130)
屈服強(qiáng)度 as (Map):≥1176(120)
伸長率 δ10 (%):≥6
斷面收縮率 ψ (%):≥30
硬度 :熱軋,≤302HB;冷拉+熱處理,≤321HB
熱處理規(guī)范及金相組織:
熱處理規(guī)范:淬火870℃±20℃,油冷; 回火480℃±50℃(特殊需要時,±30℃)。
金相組織:回火屈氏體。
交貨狀態(tài):熱軋鋼材以熱處理或不熱處理狀態(tài)交貨,冷拉鋼材以熱處理狀態(tài)交貨?!?br />標(biāo)準(zhǔn):GB/T 1222-1984
特性及適用范圍:
60Si2Mn彈簧鋼硅和錳提高彈性強(qiáng)度和屈強(qiáng)比,提高淬透性,抗回火穩(wěn)定性和抗松弛穩(wěn)定性,過熱敏感性也較小,但脫碳傾向較大,尤其是硅與碳含量較高時,碳易于石墨化,使鋼變脆。55Si2Mn彈簧鋼用作汽車、拖拉機(jī)和機(jī)車上的減振板簧和螺旋彈簧、氣缸安全閥簧,還可用作250℃以下使用的耐熱彈簧。
彈簧鋼的常用牌號
常用牌號]:常用合金彈簧鋼的牌號、化學(xué)成分、熱處理、力學(xué)性能及用途。常用的合金彈簧鋼有60Si2Mn、50CrVA、30W4Cr2VA等。
彈簧鋼 不銹彈簧鋼 含鉻彈簧鋼 含鎢彈簧鋼 錳彈簧鋼 碳素彈簧鋼 彈簧鋼 彈簧鋼的對照表,彈簧鋼的材質(zhì)證明 彈簧鋼的GSG報告 彈簧鋼的性能
60Si2Mn鋼是應(yīng)用最廣泛的合金彈簧鋼,其生產(chǎn)量約為合金彈簧鋼產(chǎn)量的80%。它的強(qiáng)度、淬透性、耐回火性都比碳素彈簧鋼高,工作溫度達(dá)250℃,缺點(diǎn)是脫碳傾向較大,適于制造厚度小于10mm的板簧和截面尺寸小于25mm的螺旋彈簧,在重型機(jī)械、鐵道車輛、汽車、拖拉機(jī)上都有廣泛的應(yīng)用。
30W4Cr2VA是高強(qiáng)度的耐熱彈簧,用于500℃以下工作的