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聯(lián)系方式: 單位:東莞鑫福鴻金屬材料有限公司 電話:0769-38805090 手機:13798713034 QQ:1204585301 聯(lián)系人:夏惟溪 郵箱:HWNXFH@163.com 彈簧鋼是專門用來制造各種彈簧和彈性元件或類似性能要求的結(jié)構(gòu)零件的主要材料。 1.性能要求①高的彈性極限σe和屈強比σs/σb,以保證優(yōu)良的彈性性能,即吸收大量的彈性能而不產(chǎn)生塑性變形;②高的疲勞極限,疲勞是彈簧的最主要破壞形式之一,疲勞性能除與鋼的成分結(jié)構(gòu)有關(guān)以外,還主要地受鋼的冶金質(zhì)量(如非金屬夾雜物)和彈簧表面質(zhì)量(如脫碳)的影響;③足夠的塑性和韌性,以防止沖擊斷裂;④其它性能,如良好的熱處理和塑性加工性能,特殊條件下工作的耐熱性或耐蝕性要求等。 2.成分特點鋼中碳與合金元素的含量及作用為: (1)中、高碳一般地,碳素彈簧鋼wc=0.6%~0.9%,合金彈簧鋼wc=0.45%~0.70%,經(jīng)淬火加中溫回火后得到回火托氏體組織,能較好地保證彈簧的性能要求。 (2)合金元素普通用途的合金彈簧鋼一般是低合金鋼。主加元素為Si、Mn、Cr等,其主要作用是提高淬透性、固溶強化基體并提高回火穩(wěn)定性;輔加元素為Mo、W、V等強碳 化物形成元素,主要作用有防止Si引起的脫碳缺陷、Mn引起的過熱缺陷并提高回火穩(wěn)定性及耐熱性等。 1. 熱處理 彈簧鋼要求較高的強度和疲勞極限,一般在淬火+中溫回火的狀態(tài)下使用,以獲得較高的彈性極限。熱處理工藝技術(shù)對彈簧內(nèi)在質(zhì)量有著至關(guān)重要的影響。因此,如何進一步提高彈簧疲勞壽命,需進一步研究,尤其是化學表面改性熱處理、噴丸強化等都對彈簧疲勞壽命產(chǎn)生重要影響。為進一步強化氣門彈簧的表面強度、增加壓應力、提高疲勞壽命,氣門彈簧成形后,要進一步經(jīng)過滲氮、低溫液體碳氮共滲或硫氮共滲處理,然后經(jīng)噴丸強化。例如,日本將f4mm的si-cr油淬鋼絲經(jīng)450℃×4.5h低溫體碳氮共滲與經(jīng)400℃×15min中溫回火進行對比,其疲勞極限可提高240mpa。氮的滲入,不僅消除了脫碳的不良影響,而且還提高了殘余壓應力,同時經(jīng)滲氮和低溫液體碳氮共滲的氣門彈簧高溫強度提高,150℃時的變形量為0.2%(規(guī)定值為0.5%),250℃的變形量為0.56%,提高了氣門彈簧的熱穩(wěn)定性和抗松弛穩(wěn)定性,但滲氮和液體碳氮共滲時間應嚴格控制,否則會形成網(wǎng)狀硫化物和網(wǎng)狀氮化物,反而會降低其疲勞強度。 氣門彈簧提高強度的方法還可以選擇噴丸,經(jīng)生產(chǎn)實踐表面氣門彈簧噴丸可用兩種丸粒,一種直徑為0.8mm,其顯微硬度為720hv0.2,另一種直徑0.25mm,其顯微硬度為800hv0.2,三次噴丸可達到較好的強化效果,又可使表面質(zhì)量得到改善。 2. 合金化 碳是鋼中的主要強化元素,對彈簧鋼的影響往往超過其他合金元素。根據(jù)使用要求,彈簧鋼材料應是中高碳的合金鋼。當今世界各國普遍采用的彈簧鋼,含碳量絕大部分在0.45%~0.65%。 為了克服彈簧鋼強度提高后韌性和塑性降低的難題,也有降低碳含量的趨勢。我國對低碳馬氏體彈簧鋼進行了深入的研究,如28mnsib、35mnsib等,其碳含量在0.30%左右。實踐表明,這些彈簧鋼可以在低溫回火的板條狀馬氏體組織下使用,有足夠強度和優(yōu)良的綜合力學性能,尤其是塑性、韌性極好。日本研究開發(fā)的幾種高強度彈簧鋼,如uhs1900、vhs2000、nd120s、nd250s等,碳含量均在0.40%左右。 合金元素在彈簧鋼中的主要作用是提高力學性能、改善工藝性能及賦予某些特殊性能(如耐高溫、耐蝕)等。 很多彈簧鋼以硅為主要合金元素,它是對彈減抗力影響最大的合金元素,這主要是由于硅具有強烈的固溶強化作用;同時,硅能抑制滲碳體在回火過程中的晶核形成和長大,改變回火時析出碳化物的數(shù)量、尺寸和形態(tài),提高鋼的回火穩(wěn)定性。目前,國內(nèi)鋼材牌號中wsi為1.8%~2.2%,是現(xiàn)有標準中含硅最高的彈簧鋼。但硅含量如果過高,將促進鋼在軋制和熱處理過程中的脫碳和石墨化傾向,并且使冶煉困難和易形成夾雜物,因此,過高硅含量彈簧鋼的使用仍需慎重。 由于鉻能夠顯著提高鋼的淬透性,阻止si-cr鋼球化退火時的石墨化傾向,減少脫碳層,因此是彈簧鋼中的常用合金元素,以鉻為主要強化元素的彈簧鋼50crv使用較廣泛。 錳是提高淬透性最有效的合金元素,它溶入鐵素體中有固溶性化作用。研究表明,wmn必須大于0.5%,以使淬火時彈簧鋼心部完全較變?yōu)轳R氏體,但當wmn超過1.5%時,韌性明顯下降,這在選擇彈簧鋼時應優(yōu)先考慮的。 鉬可以提高鋼的淬透性,防止回火脆性,改善疲勞性能,現(xiàn)有標準中加鉬的彈簧鋼不多,加入量一般在0.4%以下。 釩是強碳化物形成元素,固態(tài)下所析出的細小彌散的mc型碳化物具有很強的沉淀強化效果。在35crmnb鋼中加入0.11%v,可顯著提高鋼的淬透性,還發(fā)現(xiàn)釩能有效降低35simnb鋼的脫碳敏感性,認為這與釩降低鋼中有效固溶碳、防止晶粒長大和阻止晶界擴散并提高抗氧化性有關(guān)。
向掌柜 夏惟溪 提問: