Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Пружинно-рессорные стали

Пружинно-рессорные стали предназначены для изготовления деталей машин, работающих в упругой области напряжений. 0,5-0,7% С.

Основные требования к этим сталям:

1. Высокое сопротивление малым пластическим деформациям, максимально высокий предел упругости.

2.Высокая степень сопротивления релаксации упругих напряжений.

Релаксацией упругих напряжений называют медленное перемещение дислокаций под действием рабочих напряжений, которое означает постепенный переход упругой деформации в пластическую. В первоначальный момент нагружения детали вся деформация не превышает упругой величины. Но затем с течением времени даже напряжения меньше предела текучести вызывают медленное перемещение дислокаций внутри металла. В результате упругая деформация постепенно переходит в пластическую. Это влечет за собой и изменение формы детали. Внутренние напряжения исчезают т.е. происходит их разрядка – релаксация (рис.10).

Рис. 10.Схема перехода упругой деформации в пластическую

Чтобы повысить сопротивление релаксации напряжений необходимо затруднить перемещение дислокаций внутри кристаллической решетки, т.е. создать внутри неё искажении. Это можно сделать за счет образования твердых растворов или различного рода фаз внедрения: карбидов, интерметаллидов, нитридов, оксидов.

Очень сильно влияет на релаксацию напряжений рабочая температура (рис.11). Обычные углеродистые стали сохраняют свои свойства до температуры 300-400°С. При более высокой температуре необходимо использовать легированные стали.

Рис. 11. Влияние температуры на релаксацию упругих напряжений.

t₁< t₂< t₃< t₄< t₅

Основными видом термообработки для пружинных сталей обычного назначения является полная закалка и средний отпуск. Полная закалка должна обеспечивать сквозную прокаливаемость в сечении детали, т.е. структура в центре стали должна состоять из 90% -мартенсита +10% троостита. Если количество мартенсита будет меньше, то резко падает сопротивляемость усталостным нагрузкам и релаксации упругих напряжений. Средний отпуск после такой закалки переводит мартенсит закалки в троостит. Это обеспечивает высокий предел упругости. При таких температурах отпуска наблюдается отпускная хрупкость I рода, т.е. понижение ударной вязкости и повышение хрупкости стали. Однако для пружин это не опасно, т.к. они рассчитываются на работу только в упругой области напряжений.

Для получения пружин из проволоки очень часто применяют патентирование, которое обеспечивает необходимый комплекс свойств. Изготавливают пружины двумя способами:

1) горячая деформация и последующая термообработка.

2) холодная навивка.

Холодная деформация применяется для сплавов, которые не упрочняются термообработкой. В этом случае при изготовлении пружин необходимая деформация должна быть около 50% и более, чтобы повысить предел упругости за счет наклепа. Однако такие пружины не могут работать при повышенных температурах, т.к. наклеп быстро снижается за счет процессов полигонизации и рекристаллизации.

Основные марки пружинно-рессорных сталей.

Все пружинно-рессорные стали делят на 2 группы:

- обычного назначения;

- специального назначения.

Наиболее часто для пружин применяют углеродистые стали с содержанием углерода 0,5-0,7%. Стали общего назначения дополнительно легируются Si, Mn, Cr, V.

Si - основной легирующий элемент, который повышает релаксационную стойкость детали.

Mn – увеличивает прокаливаемость.

Cr – влияет аналогично, но он вводится в крупногабаритные детали.

V – резко измельчает зерно в стали.

Общее количество легирующих элементов в пружинных сталях обычно не превышает 3-4%.

Стали общего назначения делят на подгруппы в соответствии с максимальным пределом упругости, которое можно получить после термообработки.

σ _упр = 800-1000 МПа - обычные углеродистые стали без добавок легирующих элементов 60, 65, 70

_упр = 1000-1200 МПа - малолегированные стали 55С2, 60С2, 65Г, 60СГ.

_упр = 1400-1700 МПа - более легированные стали 60С2ХФА, 65Г2С, 50ХФА

Стали специального назначения, предназначены для работы в условиях агрессивных сред:

- хромистые - 20Х13, 30Х13 (термообработка закалка 950-1050°, отпуск 600-650°);

- хромоникелевые - 12Х18Н9Т (18% Cr и 9% Ni) стали аустенитного класса, после холодной деформации.

Для пружин, работающих при t° = 600-700°C, используют жаропрочные стали. 15Х25Ю, 25Х24Н4 и др.

Автоматные стали

Автоматными называют конструкционные стали с высокой обрабатываемостью резанием. Они предназначены для изготовления деталей на станках автоматах. Автоматные стали легируют добавками серы, свинца, кальция, селена. Эти элементы практически не растворяются в стали и накапливаются по границам зерен. В результате при обработке резанием образуется сыпучая порошкообразная стружка, которая не требует специального контроля, за удалением ее из зоны резания. Добавки легирующих элементов уменьшают коэффициент трения в зоне резания. Все это позволяет повысить скорость резания на 30-40% без снижения стойкости режущего инструмента.

Маркировка стали обозначается буквой А и цифрами, указывающими среднее содержание углерода в сотых долях процента. Если в стали присутствует свинец, то в маркировке после буквы А ставится буква С. А если присутствует селен то в конце марки ставится буква Е.

Таблица 2

Автоматные стали

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 7 8 9 10 Следующая ⇒