Рeccopнo-пружинные стали

Пружины и рессоры являются важнейшими деталями различных машин и механизмов. В работе они испытывают многократные знакопеременные нагрузки. Под действием нагрузки пружины и рессоры упруго деформируются, а после прекращения действия нагрузки восстанавливают свою первоначальную форму и размеры. Основное требование к материалам, используемым при изготовлении пружин, рессор, торсионных валиков и т.д. – сохранение в течение длительного времени упругих свойств. Пружинные стали должны иметь высокий предел упругости (s_уп), высокое сопротивление разрушению (S_k) и усталости при пониженной пластичности.

Термически упрочняемые конструкционные стали, используемые для изготовления пружин и рессор, обычно содержат 0,5-0,85% С. Для менее ответственных пружин и пружин с мелким сечением витков применяют углеродистые стали. Для пружин более ответственного назначения и при большем сечении витков применяют легированные пружинные стали.

Для упрочнения пружинно-рессорных углеродистых сталей применяют холодную пластическую деформацию с последующим отпуском (старением) или закалку с последующим отпуском.

Пружины сечением до 6 мм, испытывающие невысокие напряжения, изготавливают из углеродистых сталей. После холодной навивки пружины подвергают закалке с 820 — 830⁰С в масле и среднему отпуску при 470⁰С. При этом обеспечивается: σ_В = 980 — 1080 МПа; σ_0,2 = 780 — 930 МПа; δ = 8 — 10 %; ψ = 30 — 35 %.

Недостатком пружинных углеродистых сталей является небольшая прокаливаемость и склонность к быстрому разупрочнению при отпуске.

Пружинно - рессорные стали легируют такими элементами, которые повышают предел упругости стали, приближая значение его к временному сопротивлению. Это — Si, Мn, Сг, V, W. Введение кремния задерживает распад мартенсита при отпуске и упрочняет феррит, создавая высокое значение предела упругости, например в сталях 55С2, 70С3А. Кремний и марганец увеличивают прокаливаемость стали, что позволяет использовать их (стали 55Сг2, 50ХГ и др) для изготовления пружин из прутков диаметром до 25мм. Применяемый после закалки средний отпуск при 350 — 450⁰С дает структуру троостита отпуска (высоко-дисперсную смесь феррита с карбидами), при котором наблюдается нибольшая упругая прочность. При этом отношение s_уп / s_В становится близким к единице.

Дополнительное легирование стали вольфрамом, ванадием, молибденом повышает устойчивость против отпуска.

Для повышения выносливости пружин и рессор широко применяют дробеструйную обработку.

Шарикоподшипниковые иизносостойкие стали будут рассмотрены позже.

Дата добавления: 2015-07-07