Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Рессорно-пружинные стали

15.11.2018

Стали, объединенные общим названием рессорно-пружинные, в машиностроении применяют для изготовления силовых упругих элементов: пружин, рессор, амортизаторов. Условиями работы этих деталей могут быть как статические нагрузки в упругой области — при постоянной упругой деформации детали, так и циклические нагрузки-разгрузки в упругой области.

Основное свойство, необходимое для рессорно-пружинных материалов, — это сопротивление микропластической деформации, для оценки которого используют такие характеристики, как предел упругости и релаксационная стойкость.

Предел упругости пружинных сталей определяют при некотором допуске на остаточную деформацию, равную обычно 0,03...0,005 %. Выбор сталей как материала для изготовления силовых упругих элементов обусловлен, прежде всего, их высоким модулем упругости, ограничивающим упругую деформацию.

Релаксационная стойкость — это сопротивление материала самопроизвольному снижению напряжений во времени при неизменной деформации. С течением времени упругая деформация переходит в пластическую (остаточную) при неизменной общей степени деформации. Это может привести к недопустимому снижению напряжений и сбою в работе силового упругого элемента. При высокой релаксационной стойкости обеспечиваются точность и надежность работы пружин и упругих элементов, а также постоянные во времени эксплуатационные свойства.

Требуемые свойства рессорно-пружинных сталей получают при соблюдении следующих условий:

• проведение среднего отпуска с образованием троостита;

• использование сталей с содержанием 0,5... 1,2 % С;

• легирование сталей кремнием (1,5...3,0 %) и марганцем (0,9...1,2%).

В результате улучшается сопротивление микропластической деформации деталей из этих сталей по сравнению с деталями из углеродистых сталей с меньшим содержанием углерода и из сталей, к которым применяют высокий отпуск.

Рессорно-пружинные стали подвергают также холодной пластической деформации с последующим отпуском (деформационному старению), в результате чего стали имеют высокий предел упругости, но релаксационная стойкость их ниже, чем при закалке со средним отпуском.

По назначению рессорно-пружинные стали подразделяют на стали общего и специального назначения.

К сталям общего назначения относят:

• стали средне- и высокоуглеродистые (стали 65, 70, 75, 80, 85, 60Г, 65Г, У9А, У12А);

• стали низколегированные кремнистые (55С2, 60С2, 70СЗА);

• стали комплексно-легированные (50ХФА, 60С2ХА, 60С2Н2).

Химический состав и свойства сталей регламентирует ГОСТ 14959—79. Стали содержат, %: 0,65...1,2 С; 1...3 Si; 0,9...1,2 Mn; 0,25...1,10 Cr; также могут содержать молибден, ванадий, бор.

Из сталей общего назначения изготавливают проволоку и ленту — заготовки для последующего производства пружин и упругих элементов. В технологическом цикле производства изделий упрочнение сталей может быть достигнуто тремя способами:

1) холодной пластической деформацией, например, волочением проволоки и низким отпуском (после изготовления пружин);

2) закалкой на мартенсит с последующим средним отпуском готовых пружин;

3) термомеханической обработкой (для рессор).

После закалки и среднего отпуска предел текучести о0,2 углеродистых и марганцовистых сталей составляет 785...980 МПа (табл. 14.7); временное сопротивление при растяжении ов = 980...1080 МПа. В табл. 14.7 данные приведены для термообработки: температуры закалки — 830...870 °С, отпуска — 440...500 °С.

Легирование рессорно-пружинных сталей кремнием, молибденом, хромом благоприятно влияет на свойства сплава: увеличивается прокаливаемость, растут предел текучести (до 1200...1600 МПа), временное сопротивление при растяжении (до 1300...1800 МПа). Повышение температуры максимального предела упругости и релаксационной стойкости позволяет применять эти стали при рабочих температурах до 300 °С.

Однако легирование пружинных сталей общего назначения ограничено необходимостью сохранения достаточной пластичности при проведении холодной прокатки ленты или волочении проволоки.

Кремнистые стали имеют более высокий предел текучести, чем углеродистые (1175...1470 МПа) и, соответственно, более высокий предел упругости. В табл. 14.8 приведены предел текучести и критический диаметр некоторых марок рессорно-пружинных сталей.

Углеродистые и марганцовистые стали применяют для изготовления пружин и рессор, работающих в условиях статических и вибрационных нагрузок, а также износа при температурах не выше 100...120 °C (табл. 14.9). Из кремнистых сталей выпускают тяжелонагруженные пружины, кольца; из комплексно-легированных сталей с высокой прокаливаемостью — ответственные пружины и рессоры крупного сечения.

Рессорно-пружинные стали специального назначения, кроме упругих свойств, должны обладать свойствами, необходимыми для эксплуатации в сложных условиях воздействия внешней среды: коррозионной стойкостью (упругие нагрузки и агрессивная среда); тепло- и жаропрочностью (упругие нагрузки и повышенная температура); немагнитностью (упругие нагрузки в деталях приборов) и т. п.
Имя:*
E-Mail:
Комментарий: