Gatunek stali sprężynowej samochodowej. Gatunki stali sprężynowej, klasyfikacja i zastosowania

28.06.2024

Kazański Państwowy Uniwersytet Techniczny nazwany imieniem. A. N. Tupolew

Instytut Lotnictwa, Transportu Lądowego i Energetyki

Katedra: „Materiałoznawstwo i konstrukcja technologii kształtowania”

Dyscyplina: „Nauka o materiałach, część 2”

Praca na kursie

Temat: „Stal sprężynowa”

Zakończony:

Sprawdzony:

Jełabuga, 2009

Plan:

1. Opis

2. Zastosowanie

3. Oznakowanie i główne cechy

4. Cecha walcowania stali sprężynowej

5. Podstawowe wymagania dla stali sprężynowej

6. Charakterystyka materiału 68A

7. Literatura

Opis:

Stal sprężynowa – stal przeznaczona do produkcji elementów sprężystych (sprężyny, resory piórowe itp.)

Działanie sprężyn, sprężyn i podobnych części charakteryzuje się tym, że wykorzystują one wyłącznie właściwości sprężyste stali. O dużej całkowitej wielkości odkształcenia sprężystego sprężyny (sprężyny itp.) decyduje jej konstrukcja - liczba i średnica zwojów, długość sprężyny. Ponieważ nie jest dopuszczalne występowanie odkształceń plastycznych w sprężynach, materiał takich wyrobów nie musi posiadać dużej udarności i dużej ciągliwości. Głównym wymaganiem jest to, aby stal miała wysoką granicę sprężystości (plastyczności). Osiąga się to poprzez hartowanie, a następnie odpuszczanie w temperaturze w granicach 300-400°C. W tej temperaturze odpuszczania granica sprężystości (plastyczności) otrzymuje największą wartość, a fakt, że temperatura ta mieści się w zakresie rozwoju kruchość odpuszczania typu I, ze względu na powyższą okoliczność nie ma większego znaczenia.

Sprężyny, sprężyny i podobne części wykonuje się ze stali konstrukcyjnych o dużej zawartości węgla (ale z reguły wciąż niższej niż stale narzędziowe) - w przybliżeniu w przedziale 0,5-0,7% C, często z dodatkiem manganu i krzem Do szczególnie krytycznych sprężyn stosuje się stal 50HF, która zawiera chrom i wanad i posiada najwyższe właściwości sprężyste. Obróbka cieplna sprężyn i sprężyn ze stali stopowych polega na hartowaniu od 800-850°C (w zależności od gatunku stali) w oleju lub wodzie, a następnie odpuszczaniu w zakresie 400-500°C do twardości HRC 35- 45. Odpowiada to st = 1304-1600 kgf/mm2.

Czasami taką obróbką cieplną poddaje się elementy konstrukcyjne o dużej długości i cienkich ściankach, które muszą wykazywać wysokie właściwości sprężyste. W tym przypadku stosowana jest stal ZOHGS; po hartowaniu i odpuszczaniu w temperaturze 250°C będzie miał wytrzymałość (a c) 160 kgf/mm 2, ale lepkość (ad) tylko 5 kgf-m/cm 2 i plastyczność (b) 7% i (f.) 40 %. Sprężyny często wykonuje się z polerowanego drutu ciągnionego na zimno (tzw. drutu srebrnego). Hartowanie (utwardzanie) w wyniku ciągnienia na zimno zapewnia wysoką twardość i elastyczność. Po nawinięciu (lub innej metodzie produkcji) sprężynę należy rozluźnić w temperaturze 250-350°C, aby złagodzić naprężenia wewnętrzne, co zwiększy granicę sprężystości. Do produkcji stali srebrnej stosuje się zwykłe węglowe stale narzędziowe U7, U8, U9, U10.

Na jakość i wydajność sprężyny duży wpływ ma stan powierzchni. W obecności pęknięć, kołpaków i innych wad powierzchniowych, sprężyny stają się niestabilne w pracy i ulegają zniszczeniu na skutek rozwoju zjawisk zmęczeniowych w miejscach, gdzie wokół tych wad skupiają się naprężenia. Oprócz konwencjonalnych materiałów sprężynowych istnieją również specjalne, które pracują w określonych warunkach (podwyższone temperatury, agresywne środowisko itp.).

Ogólna charakterystyka: stal sprężynowa, niewrażliwa na flokowanie, podatna na kruchość odpuszczania o zawartości Mn ≥1%, nie stosowana na konstrukcje spawane. Gęstość w 20°C - 7,81x10³kg/m³. Normalny moduł sprężystości w temperaturze 20°C wynosi 215 GPa. Ciepło właściwe w temperaturze 20-100°C - 490 J/(kg°C)

Działają w obszarze odkształceń sprężystych metalu pod wpływem obciążeń cyklicznych. Dlatego muszą posiadać wysoką granicę sprężystości, granicę plastyczności, wytrzymałość, w razie potrzeby plastyczność i wysoką odporność na kruche pękanie.

Stale sprężynowe zawierają C = 0,5 - 0,75%, Si do 2,8%, Mn do 1,2%, Cr do 1,2%, V do 0,25%, Be do 1,2%, Ni do 1,7%. W tym przypadku następuje rozdrobnienie ziaren, które przyczynia się do zwiększenia odporności stali na małe odkształcenia plastyczne, a co za tym idzie, jej odporności na relaksację. Stale krzemowe 55S2, 60S2A, 70S3A mają szerokie zastosowanie w transporcie. Można je jednak poddać odwęglaniu i grafityzacji, co znacznie zmniejsza elastyczność i właściwości wytrzymałościowe materiału. Eliminację tych wad, a także zwiększenie hartowności i zahamowanie rozrostu ziaren podczas nagrzewania osiąga się poprzez dodatkowe wprowadzenie do stali krzemowych chromu, wanadu, wolframu i niklu. Do produkcji sprężyn stosuje się również drut (lub taśmę) ciągniony na zimno ze stali wysokowęglowych 65, 65G, 70, U8, U10 itp. Stosowane są również sprężyny specjalnego przeznaczenia ze stali martenzytycznych 30Х13А, maraging-aging 03Х12Н10Д2Т. , austenityczno-martenzytyczne 09Х15Н8У oraz inne stale i stopy Stale utwardza się w temperaturach 830 - 880°C i odpuszcza do trostitu (380 - 550°C).

Mają wysoką granicę plastyczności. Stosunek granicy plastyczności do wytrzymałości na rozciąganie wynosi 0,8-0,9. Na resory piórowe i resory zawieszenia stosuje się stale krzemowe i manganowe 50KhG, 50G2, 05G, 55S2 itp. Do wałów skrętnych stosuje się stale 45KhNMFA, G0C2A, 70SZA.

Aby zwiększyć wytrzymałość zmęczeniową części pracujących pod dużymi obciążeniami oscylacyjnymi, konieczne jest zapewnienie powstania szczątkowych naprężeń ściskających w warstwie wierzchniej. W tym celu stosuje się klejenie resorów, klejenie i karbowanie wałów skrętnych, walcowanie na rolkach, spęczanie plastyczne oraz śrutowanie resorów piórowych. Stopowa stal sprężynowa, poddana obróbce cieplnej do twardości HRC 45-50, ma granicę zmęczenia skrętnego 190 MPa. Po śrutowaniu granica zmęczenia wzrasta do 350 MPa (3500 kgf/cm2).

Aplikacja:

Sprężyny, sprężyny, podkładki oporowe, taśmy hamulcowe, tarcze cierne, koła zębate, kołnierze, obudowy łożysk, tulejki zaciskowe i zasilające oraz inne części wymagające zwiększonej odporności na zużycie oraz części pracujące bez obciążeń udarowych.

Rodzaje dostarczanych produktów: w stanie walcowanym na gorąco (bez obróbki cieplnej) o twardości nie większej niż HB285; w stanie silnie odpuszczonym - nie więcej niż HB241

Oznaczenia i główne cechy:

Gatunki stali sprężynowej:

Podstawowe właściwości mechaniczne stali sprężynowej po specjalnej obróbce cieplnej.

gatunek stali	Zalecany tryb obróbki cieplnej			Właściwości mechaniczne
	Zalecany tryb obróbki cieplnej			σt,kgf/mm2	σв,kgf/mm2	δ5,%	φ , %
	Temperatura hartowania, °C	Środek hartujący	Wakacyjna temperatura	σt,kgf/mm2	σв,kgf/mm2	δ5,%	φ , %
	Temperatura hartowania, °C	Środek hartujący	Wakacyjna temperatura	Nie mniej
65	840	Olej	480	80	100	10	35
70	830	»	480	85	105	9	30
75	820	»	480	90	110	9	30
85	820	»	480	100	115	8	30
60G	840	»	480	80	100	8	30
65G	830	Olej	480	80	100	8	30
70G	830	»	480	85	105	7	25
55GS	820	»	480	80	100	8	30
50С2	870	Olej lub woda	460	110	120	6	30
55С2	870	To samo	460	120	130	6	30
55С2А	870	» »	460	120	130	6	30
60С2	870	Olej	460	120	130	6	25
60С2А	870	»	420	140	160	6	20
70С3А	860	»	460	160	180	6	25
50ХГ	840	»	440	110	130	7	35
50HGA	840	»	440	120	130	7	35
55ХГР	830	»	450	125	140	5	30
50HFA	850	»	520	110	130	8	35
50HGF	850	»	520	120	130	6	35
60S2HFA	850	»	410	170	190	5	20
50ХСА	850	»	520	120	135	6	30
65S2VA	850	»	420	170	190	5	20
60С2Н2А	880	»	420	160	175	6	20
60С2ХА	870	»	420	160	180	5	20
60SGA	860	»	460	140	160	6	25

Cecha walcowania stali sprężynowej:

Osobliwość polega na kolejności obróbki cieplnej takich stali. Zatem podczas nawijania sprężyn pręt jest w stanie wyżarzonym, co zapewnia łatwość obsługi. Następnie sprężyna jest utwardzana. Ostatni etap to zwolnienie niskie (130...150 stopni), zwane także sprężyną.

Podstawowe wymagania dla stali sprężynowej:

Ogólnym wymaganiem dla stali sprężynowych jest zapewnienie wysokiej odporności na małe odkształcenia plastyczne (granica sprężystości) i odporność na relaksację (odporność na relaksację naprężeń). Charakterystyki te zapewniają dokładność i niezawodność sprężyn oraz stałość w czasie takich właściwości eksploatacyjnych jak parametry momentu obrotowego i mocy. Stale sprężynowe w postaci drutu i taśmy wzmacnia się poprzez odkształcenie plastyczne na zimno i hartowanie martenzytyczne, a następnie odpuszczanie. Gotowe sprężyny poddawane są odpuszczaniu stabilizującemu.

Przy wyborze nóż Bardzo ważne jest, aby wziąć pod uwagę materiał, z którego jest wykonany. W końcu, aby wykonywać różne funkcje, ostrze musi być nie tylko ostre, ale także trwałe. Ponadto należy zwrócić uwagę, aby ostrza nie uległy stępieniu ani nie wygięły się pod niewielkim obciążeniem. Właściwości te zależą od materiału, z którego są wykonane noże. W zależności od zadań, jakie nóż ma spełniać, czy jest to nóż rzeźbiarski, nóż myśliwski czy nóż turystyczny, charakterystyka materiału jest różna.

Noże od sprężyny niewątpliwie cieszyły się największą popularnością wśród osób mających cokolwiek wspólnego z samochodami. Rzeczywiście zostały stworzone z resory starych samochodów, ponieważ był to jeden z najtańszych materiałów. W tym przypadku noży używano jak w kuchni Dla produkty do krojenia oraz na potrzeby gospodarstwa domowego.

Obecnie stal sprężynowa nie traci swojej pozycji i jest dość powszechna w produkcji noży.

Dlaczego resor samochodowy?

Po pierwsze, dzięki „idealności” naszych dróg, ten element podwozia często popadał w ruinę, dlatego słynął z dostępności i często można go było spotkać na drogach i w garażach zwykłych obywateli.
Po drugie, w projektowaniu sprężyny Stosuje się wiele arkuszy stali węglowej. Z tych arkuszy można zrobić wiele noży w domu.
Trzeci, wiosna stal ma wysoką elastyczność, więc jej obróbka jest możliwa dla każdego, kto posiada minimalny zestaw narzędzi i sprzętu.

Co jest specjalnego w nożu wykonanym ze sprężyny?

W tym miejscu przede wszystkim należy wspomnieć o cechach stali, z której wykonane jest ostrze. W produkcji nazywa się konstrukcyjną stalą sprężynową 65G i, jak sama nazwa wskazuje, jest stosowana do produkcji sprężyn, sprężyn sprężystych, podkładek i innych części, które działają bez obciążeń udarowych. Jest uważany za jedną z najtańszych marek węgla stać się, ma jednak dobrą elastyczność i wytrzymałość, co ułatwia obróbkę. Ponadto ten rodzaj materiału ma dobrą twardość, co odgrywa ważną rolę przy wyborze nóż.

Obecność krzemu, manganu, chromu i niklu w stali zapewnia wysoką elastyczność i hartowanie. Galwanizacja stosowana jest jako zabezpieczenie antykorozyjne. Jednak w praktyce to nie wystarczy, a największą wadą tego materiału pozostaje jego duża podatność na korozję. Już stal 65G ma ogromne zalety i jest szeroko stosowany w produkcji różnych narzędzi, dla których odporność na zużycie jest ważną cechą.

Zastosowanie stali sprężynowej

Ze względu na swoją wszechstronność wynikającą z właściwości stali, nóż Wykonany jest ze sprężyn zarówno w domu, jak i szeregowo. Mogą to być noże kuchenne, które doskonale kroją żywność i mięso, noże wojskowe, turystyczne i survivalowe, które potrafią otworzyć puszkę z konserwami lub naostrzyć kołek.

Całkowicie metalowe maczety i topory są również produkowane ze stali 65G, ponieważ ich ostrza są doskonałe Dla sadzonki Z resorów można tanio i szybko wykuć miecz, a wielu rekonstruktorów wykorzystuje tę stal w swoim hobby. Niestety stal sprężynowa jest podatna na rdzę, dlatego nie nadaje się do nurkowania.

Nóż kuchenny

Nóż sprężynowy jest szeroko stosowany w kuchni. Wielu miało wówczas dostęp do tego materiału i starało się go jak najpełniej wykorzystać. Dobre noże produkowane masowo czasami przekraczały możliwości zwykłej rodziny, ale do krojenia żywności nie były potrzebne drogie urządzenia. Dlatego noże uniwersalne zostały wykonane ze sprężyn i z różnymi domowymi uchwytami wykonanymi z żywicy epoksydowej, drewna lub zwykłej taśmy elektrycznej. Takie noże nie słyną ze swoich wyjątkowych właściwości, ale doskonale wykonują swoją pracę.

Nóż turystyczny

Nóż sprężynowy doskonale sprawdzi się w dzikich warunkach. Zwykle obciążenie jest niewielkie. Warto jednak wziąć pod uwagę, że jeśli stal nie zostanie wystarczająco utwardzona, ostrze stępi się już przy pierwszej puszce. Ostrzenie kołka nie stanowi dla takiego noża problemu, należy jednak uważać na wilgoć – stal sprężynowa jest podatna na korozję.

Nóż wojskowy

Doskonałe właściwości stali sprężynowej pozwalają na tworzenie dobrych noży taktycznych. Dzięki wytrzymałości tego metalu bez problemu przecinają liny i tkaniny, można je wykorzystywać do celów domowych, a także do prac ratowniczych. Ale nadal w warunkach wojskowych preferowane są noże ze stali nierdzewnej.

Topór, maczeta, miecz

Jeśli chodzi o bardziej imponujące narzędzia, do ich produkcji potrzebna jest zarówno blacha stalowa, jak i specjalnie zakupiona stal. Stal 65G ma taką wytrzymałość, że wykorzystuje się ją w łyżkach do spycharek, zgarniarkach i innym sprzęcie. Oczywiste jest, że grubość materiału wpływa również na wytrzymałość, dlatego do produkcji większych narzędzi potrzebna będzie sprężyna z ciężarówki lub specjalnie zamówiona w fabryce.

Przy odpowiedniej obróbce i pielęgnacji ze stali sprężynowej powstają doskonałe siekiery, które przydadzą się w gospodarstwie do rąbania drobnych przedmiotów. Z długiego arkusza można zrobić także egzotyczną broń, jaką jest maczeta, która z łatwością poradzi sobie z gałęziami czy krzakami. Dzięki dobrej wytrzymałości stali 65G nawet najbardziej zaawansowaną maczetę można wykonać w domu, prostą, zakrzywioną lub ząbkowaną. Wykonanie miecza odbywa się w ten sam sposób.

Robienie noża ze sprężyny w domu

Jak już wspomniano, ze względu na dostępność i łatwość przetwarzania, noże ze stali sprężynowej można wykonać w domu. Na pierwszy rzut oka nie ma w tym nic skomplikowanego, ale nadal trzeba znać pewne funkcje, które wpływają na jakość produktu wyjściowego. W Internecie można znaleźć wiele filmów opisujących proces kucia, hartowania ostrza i wykonania rękojeści.

Ogólnie rzecz biorąc, ze stali sprężynowej można wykonać zarówno profesjonalną broń o niezwykłych właściwościach i eleganckim kształcie, jak i zwykłe noże do użytku domowego, które nie są gorsze pod względem trwałości i wytrzymałości.

Najpierw musisz zdecydować, w jakim celu i co dokładnie zostanie zrobione. Jeśli jest to nóż kuchenny, wystarczy dowolny arkusz. A jeśli chcesz zrobić maczetę, miecz lub topór, lepiej wybrać sprężynę z ciężarówki. Oczywiście, aby wykonać noże o najlepszych właściwościach, lepiej kupić stal od producenta. Do celów domowych przydatny jest stary, zużyty materiał. Resor piórowy może mieć grubość od 5 do 8 mm, w zależności od samochodu. Stal do samochodów ciężarowych jest tradycyjnie mocniejsza, dlatego należy jej używać na długie i mocne ostrza.

Następnym krokiem może być zwykłe ostrzenie jednej lub obu krawędzi sprężyny. Jeśli chcesz rozcieńczyć produkt, do tego zadania odpowiedni będzie gruboziarnisty papier ścierny lub kamień do ostrzenia. Oczywiście ta procedura zajmie dużo czasu, ale wynik jest tego wart.

Kucie tworzy kształt noża i zmienia jego szerokość. Hartowanie stali poprawia jakość materiału, podgrzanie jej w oleju nadaje jej kolor czarny (zaniebieski), co stanowi jednocześnie dodatkową ochronę przed korozją. Dodatkowo noże ze stali oksydowanej wyglądają bardzo efektownie.

Stal sprężynowa na nóż pozwala na łatwe grawerowanie lub tworzenie rowków na ostrzu. W razie potrzeby można wykonać ostrze z jednostronnym lub obustronnym ostrzeniem. Kolejną bardzo ważną częścią noża jest rękojeść. Powinien być wygodny dla dłoni i może być wykonany z żywicy epoksydowej, drewna, metalu i kości.

Nawet z niedociągnięciami Stal sprężynowa 65G, nie stracił na popularności i pozwala na wykonanie noży o najróżniejszych potrzebach, które słyną ze swojej wytrzymałości i trwałości.

Stal sprężynowa wykorzystywana jest do produkcji resorów, resorów, zderzaków i innych części stosowanych w stanie hartowanym i odpuszczonym, pracujących w warunkach obciążeń dynamicznych i zmiennych. Określona stal musi mieć wysokie granice elastyczności (płynności) i wytrzymałości przy wystarczającej ciągliwości i wytrzymałości. Właściwości te uzyskuje się po obróbce cieplnej (hartowaniu i późniejszym odpuszczaniu średnim). Jako stal sprężynową stosuje się stal węglową o wysokiej zawartości węgla, a do celów krytycznych stosuje się stal stopową.

GOST 14959-79 dotyczy kształtowników walcowanych na gorąco i kutych o średnicy lub grubości do 250 mm, a także kalibrowanych wyrobów walcowanych i ze specjalnym wykończeniem powierzchni.

Norma klasyfikuje wyroby walcowane ze stali sprężynowej węglowej i stopowej według metody przetwarzania, składu chemicznego i innych właściwości.

Ze względu na sposób przetwarzania wyroby walcowane dzielą się na: walcowane na gorąco i kute ze specjalnym wykończeniem powierzchni, walcowane na gorąco okrągłe z powierzchnią toczoną lub szlifowaną.

Ze względu na ujednoliconą charakterystykę i zastosowanie wyroby walcowane dzielą się na kategorie 1, 1A, 1B, 2, 2A, 2B, 3, ZA, ZB, ZV, ZG, 4, 4A, 4B. Wyroby wypożyczane kategorii 2, 2A, 2B, 3, ZA, ZB, ZV, ZG przeznaczone są do produkcji elementów sprężystych - resorów, resorów, drążków skrętnych itp.; kategorie ZA, ZB, ZV, ZG - do produkcji resorów samochodowych i resorów; kategorie 1, 1A, 1B, 4, 4A, 4B - do stosowania jako materiał konstrukcyjny. Wyroby walcowane produkowane są w stanie po obróbce cieplnej (wyżarzanej lub wysokoodpuszczanej) - kategorie 1A, 2A, 2B, ZV, 4A lub bez obróbki cieplnej - kategorie 1, 1B, 2, 2B, 3, ZB, ZG, 4, 4B .

Ze względu na skład chemiczny stal dzieli się na stal wysokiej jakości i stal wysokiej jakości (litera A znajduje się na końcu oznaczenia gatunku stali wysokiej jakości). Udział masowy siarki i fosforu w stali wysokiej jakości wynosi nie więcej niż 0,035% (każdy pierwiastek osobno), a w stali wysokiej jakości nie więcej niż 0,025%.

W stali wszystkich gatunków resztkowy udział masowy miedzi nie powinien przekraczać 0,20%, a niklu - 0,25%.

Właściwości, wymagania techniczne, obróbka cieplna, przeznaczenie.

Węglowa stal sprężynowa jest tańsza od stali stopowej, ale charakteryzuje się niską odpornością na korozję i niską hartownością. Stosowany jest wyłącznie do produkcji sprężyn o małym przekroju. Dodatek stali stopowej (krzem, mangan, chrom, a w przypadku części krytycznych także nikiel, wanad, wolfram) zwiększa właściwości wytrzymałościowe, hartowność, granicę wytrzymałości i odporność na relaksację.

Podczas procesu relaksacji część odkształcenia sprężystego zamienia się w plastyczne (resztkowe), dlatego sprężyny i resory piórowe mogą z czasem utracić swoje właściwości sprężyste. Stale stopowe, posiadające zwiększoną odporność na relaksację, zapewniają bardziej niezawodną pracę maszyn, przyrządów i automatów niż stale węglowe.

Na granicę wytrzymałości stali sprężynowej wpływa stan powierzchni walcowanej stali, ponieważ defekty zewnętrzne mogą służyć jako koncentratory naprężeń i powodować powstawanie pęknięć zmęczeniowych. Dlatego też stawiane są zwiększone wymagania jakości powierzchni wyrobów walcowanych. Przykładowo na powierzchni prętów, taśm i kręgów przeznaczonych do obróbki na gorąco i ciągnienia na zimno nie powinny występować pęcherzyki walcowane, folie walcowane, zachody słońca, zanieczyszczenia walcowane i rozwijane oraz pęknięcia. Odwęglenie powierzchni zmniejsza również wytrzymałość zmęczeniową stali, dzięki czemu reguluje się głębokość warstwy odwęglenia stali.

Wysokie wymagania stawiane są także makrostrukturze stali: na pęknięciach lub wytrawionych wzornikach poprzecznych nie powinny znajdować się pozostałości dziur skurczowych, luzów, pęcherzyków, rozwarstwień, pęknięć i innych defektów.

Należy zauważyć, że właściwości sprężyste i wytrzymałościowe stali zwiększają się, gdy zamiast hartowania konwencjonalnego stosuje się hartowanie izotermiczne. Granicę wytrzymałości, a tym samym żywotność sprężyn i resorów, można zwiększyć poprzez śrutowanie i natryskiwanie wodą (śrutowanie powierzchniowe).

Stal sprężynowa wykorzystywana jest do produkcji wyrobów elastycznych, które charakteryzują się zdolnością do przywracania pierwotnego kształtu po skręceniu i znacznym zgięciu.

1 Dlaczego potrzebujemy stali nierdzewnej i zwykłej stali sprężynowej?

W wielu nowoczesnych mechanizmach, zespołach i maszynach sprężyny i sprężyny, a także inne części sprężyste, pełnią bardzo ważne funkcje. Elementy takie poddawane są zmiennym, powtarzającym się obciążeniom, co prowadzi do ich deformacji. Oczywiste jest, że do normalnej pracy mechanizmu wymagane jest, aby po takich wpływach część powróciła do swojego pierwotnego stanu (to znaczy musiała przywrócić swoje pierwotne wymiary geometryczne i kształt).

Do produkcji części, które nie ulegają odkształceniom szczątkowym pod znacznymi obciążeniami udarowymi i statycznymi, stosuje się stale sprężynowe.

Stawia się im szereg wymagań. Po pierwsze, muszą być odporne na relaksację naprężeń i charakteryzować się wysokim współczynnikiem płynności, elastyczności i wytrzymałości. Po drugie, stopy takie muszą jakościowo być odporne na zjawisko kruchego pękania i charakteryzować się wystarczającym poziomem ciągliwości.

Wymaganą granicę plastyczności różnych gatunków stali sprężynowych uzyskuje się poprzez ich hartowanie, które uzupełnia się przez odpuszczanie (zwykle wykonuje się to w temperaturach od 300 do 480 stopni). Wybór tego konkretnego zakresu temperatur nie jest przypadkowy. Udowodniono, że w tym przypadku granica sprężystości stali staje się możliwie najwyższa. I właśnie tego wymaga się w przypadku stopów sprężynowych.

Opisywane przez nas gatunki stali służą do wytwarzania wyrobów elastycznych o dużej odporności na zużycie:

tuleje podające i mocujące;
kołnierze;
taśmy hamulcowe;
wspomniane już sprężyny i sprężyny;
obudowy łożysk;
tarcze cierne;
podkładki oporowe;
kołnierze;
różne biegi.

2 Stale sprężynowe zgodnie z GOST 14959–79

Przez takie stopy rozumiemy stale średnio- i niskostopowe. Norma stanowa 14959 obejmuje następujące gatunki jako związki stopowe: 70С2ХА, 65С2ВА, 60С2ХА, 50ХГФА, 50 ХФА, 50 ХГА, 60С2Г, 60С2А, 55С2А, 70Г, 60Г , 60С2Н2А, 60С2ХФА, 55С2ГФ, 55ХГР, 50ХГ, 70С3А, 60С2, 55С2 , 65°. Poniżej podano stale węglowe: 65, 80, 70, 85, 75.

Pierwsze dwie cyfry oznaczenia wskazują, w ułamkach procenta, udział masowy (średni) węgla w danym stopie. Litery po liczbach wskazują, jakie dodatki stopowe występują w składzie, a liczby po nich wskazują zawartość pierwiastków. Ponadto, jeżeli jego ilość jest mniejsza niż 1,5%, nie podaje się liczby; jeżeli zawartość składnika stopowego jest większa niż 2,5%, podaje się cyfrę 3; od 1,5 do 2,5% - liczba 2.

Stal walcowana klasy sprężynowej (blachy, taśmy nierdzewne, sześciokątne, kwadratowe itp.) dzieli się na różne grupy według następujących cech:

według składu chemicznego: wysokiej jakości arkusz wysokiej jakości, a także standaryzowany według wskaźników (w tym drugim przypadku produkty walcowane są dalej podzielone na 14 kategorii - od 1 do 4B);
według opcji obróbki: taśma walcowana na gorąco o powierzchni szlifowanej lub toczonej, stal walcowana ze specjalnym wykończeniem, kalibrowana, walcowana na gorąco i kuta.

Stale sprężynowe zawierają od 0,25 (stopy węglowe i średniostopowe) do 1,2 (60S2KhFA, 50KhGA i inne) procent chromu, od 0,5 do 1,25 procent manganu, od 0,17 do 2,8 procent (70S3A) krzemu, od 0,46 (50ХГ) do 0,9 (85 ) procent węgla. Resztkowy nikiel w sprężynach walcowanych (blacha stalowa) nie powinien przekraczać 0,25%, miedź - do 0,20%.

Należy pamiętać, że każda stal zwykła i nierdzewna, z której wykonane są elementy elastyczne, jest sprawdzana i standaryzowana pod względem składu chemicznego. Jednak inne cechy niektórych kategorii nie są ustandaryzowane. Przykładowo pasmo kategorii 1, 1A i 1B nie jest znormalizowane pod względem wskaźnika warstwy odwęglonej, hartowności, wartości mechanicznych na próbkach, które zostały poddane obróbce cieplnej (hartowanie i odpuszczanie).

3 Inne wymagania dla stali sprężynowych według GOST

Skurcz względny wyrobów walcowanych waha się od 20 (65S2VA, 60 S2A) do 35% (stal nierdzewna 50 HGFA), wydłużenie względne - od 5 do 10%, wytrzymałość na rozciąganie - od 980 (stal 65) do 1860 (65S2VA) MPa, granica płynność - od 785 (60G) do 1665 (65S2VA) MPa.

Druty, taśmy i pręty kute i walcowane na gorąco należy ciąć. W takim przypadku niedopuszczalne jest zginanie zwiniętego produktu i zadziory. W przypadkach, gdy cięcie odbywa się pod młotkami lub na prasach, taśma i pręty mogą posiadać drobne zagniecenia na końcach. Konsument ma jednak prawo żądać usunięcia tej wady.

Ogólna głęboka dekarbonizacja może wyglądać następująco:

dla stopów krzemu – 2,5% (dla grubości lub przekroju wyrobów walcowanych poniżej 8 mm), 2% (powyżej 8 mm);
dla pozostałych – 2 i 1,5%.

Bez warstwy odwęglonej produkowane są pręty okrągłe walcowane na gorąco.

Stale sprężynowe 55S2 i 55S2A, 50KhGA, 50KhG i 50KhGFA, 60S2A i 60S2 bada się pod kątem wskaźnika ziarna austenitycznego. Według Gosstandart 5639 nie powinna ona być wyższa niż piąta liczba (dla 50HGFA - nie wyższa niż szósta).

Konsument może wymagać, aby opisana przez nas stal (gatunki mogą być różne) została wyprodukowana:

z regulacją obszarów martenzytycznych;
o kontrolowanej mikrostrukturze;
o obniżonej minimalnej i maksymalnej zawartości węgla;
z testami zmęczeniowymi;
wraz z ustaleniem granicy sprężystości;
z ograniczonymi wskaźnikami zanieczyszczenia stopów niemetalami.

4 Cechy stali sprężynowych

Gatunki tego rodzaju stali wysoko- i średniowęglowych wzmacniane są poprzez odkształcenie plastyczne na zimno, które polega na zastosowaniu technologii wodościernej i śrutowania. Przy tego rodzaju obróbce na powierzchnię produktu przykładane jest naprężenie ściskające (naprężenie szczątkowe).

Prawie każda stal sprężynowa (nierdzewna, bez specjalnych właściwości antykorozyjnych) musi zostać poddana procedurze hartowania metodą przelotową. Dzięki temu gotowy produkt będzie miał strukturę troostytu na całym przekroju.

Hartowanie w oleju w temperaturze 820–870 stopni, połączone z odpuszczaniem w temperaturze 400–480 stopni, zapewnia wzrost granicy sprężystości – najważniejszej cechy użytkowej opisywanych stali. Często stosuje się hartowanie izotermiczne, które gwarantuje nie tylko wysoką elastyczność, ale także zwiększoną ciągliwość, wytrzymałość i udarność materiału.

Do produkcji resorów samochodowych najczęściej wykorzystuje się taśmy i druty ze stali nierdzewnej wykonane ze stali 70 i 65. W sektorze transportu aktywnie wykorzystywane są również gatunki walcowane na sprężynach krzemowych - 60С2А, 70С3А i 55С2. W zasadzie są podatne na dekarbonizację, co zmniejsza ich elastyczność i wytrzymałość. Jednak dzięki dodatkowi chromu, wanadu i innych pierwiastków wszystkie te potencjalne zagrożenia zostają zneutralizowane.

sprężyny do różnych mechanizmów i instalacji w przemyśle maszynowym, ciągnikowym i motoryzacyjnym - 55S2, 50HFA, 50HG, 50HGA;
mocno obciążone sprężyny - 60 S2G, 60S2A, 60S2, 60S2N2A, 65S2VA;
odporne na zużycie sprężyny płaskie i okrągłe (stosuje się listwę), pracujące przy dużych wibracjach - 80, 85, 75.

Dodajmy na koniec, że opisane przez nas gatunki stali mają dwie wady:

słaba spawalność (właściwie żaden rodzaj spawania nie daje oczekiwanych rezultatów w przypadku stali sprężynowych);
złożoność cięcia (operację można wykonać, ale obrabialność sprężyn i innych elementów w ten sposób jest minimalna).

Stal sprężynowa, której gatunki znajdują zastosowanie w produkcji wyrobów szczelnych, charakteryzująca się przywróceniem pierwotnego kształtu, przy silnym zginaniu i znacznym skręcaniu.

Najważniejsze części w produkcji mechanizmów poddawanych zmiennym, powtarzającym się obciążeniom, pod wpływem których następuje poważne odkształcenie. Gdy tylko obciążenie ustanie, elementy te wracają do swojego pierwotnego kształtu. Istnieje cecha działania tych części, która nie pozwala na resztkowe zniszczenie; musi być tylko elastyczny. Stalom sprężynowym stawiane są nadmierne wymagania produkcyjne. Zastanówmy się, z jakiego rodzaju stalowych sprężyn są wykonane?

Dlaczego produkowany jest stop sprężynowy?

Do produkcji części można stosować zarówno stal stopową, jak i stal węglową; mają one zwiększoną elastyczność, wytrzymałość, wytrzymałość i plastyczność. Ze względu na właściwości tego rodzaju stali, zniszczenie sprężyste jest ograniczone.

Stale sprężynowe są niedrogie, zaawansowane technologicznie i mają wysoką granicę odporności na relaksację.

Ciekawostka: aby uzyskać wysokiej jakości produkty ze stali węglowej i stopowej, poddaje się ją hartowaniu w temperaturze 420-520 stopni, co daje efekt struktury troostytu.

Stale sprężynowe są odporne na kruche pękanie i charakteryzują się zwiększoną ciągliwością. Wykorzystuje się je do wytwarzania wyrobów charakteryzujących się dużą odpornością na zużycie, np.:

tuleje zaciskowe;
toczenie hamulca;
krawędzie;
resory i resory piórowe;
podkładki oporowe;
nośne torsy;
tarcze cierne;
koła zębate.

Gatunki stali według GOST 14959–79

Są to stale o dużej zawartości węgla, ale o niskiej zawartości stopu. Gosstandart 14959 oznacza stop stopowy następujących gatunków:

3K-7 - stosowany do produkcji drutu ciągnionego na zimno, z którego wykonane są niehartowane sprężyny;
50ХГ – produkuje resory do samochodów i resory do kolei. kompozycje;
50HGA - przeznaczenie w produkcji jak w przypadku poprzedniej marki stali sprężynowej;
50HGFA – produkuje specjalne resory i części resorów do samochodów;
50ХСА – sprężyny specjalnego przeznaczenia i drobne części do mechanizmów zegarków;
50HFA - produkują części o zwiększonym obciążeniu, o wymaganiach najwyższej stabilności i wytrzymałości, które pracują w wysokich temperaturach - do 300 stopni.
51HFA – do drutu sprężynowego;
55С2 - do produkcji mechanizmów sprężynowych i resorów stosowanych w budowie ciągników, budowie maszyn, dla taboru kolejowego;
55С2А – produkuje resory samochodowe, resory do pociągów;
55S2GF - do produkcji bardzo mocnych sprężyn specjalnego typu, autospringów;

55ХГР - produkują stalową taśmę sprężynową, której grubość waha się od 3 do 24 mm;
60G - do produkcji sprężyn okrągłych i gładkich, pierścieni i innych wyrobów typu sprężynowego o dużej odporności na zużycie i elastyczności, np. zszywki, tuleje, tamburyny do układów hamulcowych stosowanych w przemyśle ciężkim;

Interesujące: stal skrętna w gatunku 60C2 - sprężyny o dużej wytrzymałości, tarcze cierne, podkładki sprężyste;

60С2А - wytwarzają te same produkty, co z poprzedniego rodzaju stali;
60S2G – rodzaj stali sprężynowej, z której produkowane są resory do ciągników i samochodów;
60С2Н2А – produkują odpowiedzialne sprężyny o dużym obciążeniu stopu;
60С2ХА – do produkcji mocno obciążonych wyrobów sprężynowych poddawanych stałemu obciążeniu;
60S2HFA to stal okrągła z elementami kalibracyjnymi, z której z dużą odpowiedzialnością produkowane są sprężyny i płytki sprężynujące;
65 – wytwarzają części o zwiększonej wytrzymałości i elastyczności, które pracują pod wysokim ciśnieniem, dużymi obciążeniami statycznymi i silnymi wibracjami;
65G - produkować części, które będą działać bez obciążeń udarowych;
65GA – drut hartowany na sprężyny;
gatunek stali sprężynowej - 65S2VA, resory piórowe i resory o dużym obciążeniu;
68A – drut hartowany do produkcji urządzeń sprężynowych o kalibrze 1,2-5,5 mm;
70 – części do budowy maszyn wymagające zwiększonej odporności na zużycie;
70G – dla elementów sprężystych;
70G2 - produkcja noży kopających i sprężyn dla różnych gałęzi przemysłu;
70С2ХА – elementy sprężynowe do zegarków i sprężyny duże do celów specjalnych;
70С3А – sprężyny o dużym obciążeniu;
stal sprężynowa w gatunku 70HGFA – drut do produkcji elementów sprężynowych poddany obróbce cieplnej;
75 – wszelkie sprężyny i inne części stosowane w budowie maszyn, które są narażone na duże obciążenia wibracyjne;
80 – do produkcji części płaskich;
85 – części odporne na zużycie;
SH, SL, SM, DN, DM – sprężyny maszynowe pracujące pod obciążeniem statycznym;
KT-2 – do produkcji drutu ciągnionego na zimno, który nawija się bez obróbki cieplnej.

Pierwsze cyfry wskazują średnią zawartość węgla w danej stali i wskazują ją w procentach. Po liczbach znajduje się litera wskazująca konkretne dodatki stopowe dodane do stopu, a ostatnia cyfra oznacza zawartość tych dodatków. Warto zauważyć, że jeśli spoiwo stopowe jest mniejsze niż 1,5%, liczba nie jest zapisywana, zawartość większa niż 2,5% jest oznaczona trójką, wartość pośrednia między dwoma pierwszymi wartościami jest zapisywana liczbą 2.

Wyroby walcowane sprężynowo, czy to niekorozyjne taśmy, arkusze, sześciokąty czy kwadraty, dzieli się na grupy o określonych cechach:

skład chemiczny – najwyższej klasy blacha ze stali nierdzewnej, która jest standaryzowana według wartości od 1 do 4B;
metoda przetwarzania - taśma walcowana na gorąco, której powierzchnia jest toczona lub szlifowana, wyroby walcowane kalibrowane, wyroby kute, specjalnie wykończone wyroby walcowane.

Sprężyna ze stali 60s2a

Stal sprężynowa ze stali nierdzewnej jest tania, ma dużą elastyczność, odporność na zużycie i nie ma kruchości odpuszczania. Stop ten nie odkształca się pod wpływem obciążeń mechanicznych. Jest skutecznie stosowany przy dużej wilgotności, ponieważ ma powłokę ze stali nierdzewnej. Stosuje się go w temperaturze nie wyższej niż 250 stopni i służy do produkcji walcowanych wyrobów metalowych.

Stal nierdzewna wykorzystywana jest do produkcji urządzeń w przemyśle morskim, medycynie i produkcji żywności. Jego zastosowanie w tych gałęziach przemysłu wynika z jego stopu odpornego na korozję.

Ciekawostka: stabilność związana jest z dużą zawartością molibdenu i chromu. Stop ma dobrą odporność na pękanie pod dużym obciążeniem.

Gatunek stali nierdzewnej żaroodpornej stosowany jest do produkcji cienkich blach walcowanych, rur bez szwu oraz różnych narzędzi dla przemysłu spożywczego i chemicznego.

Specyfikacje stopów sprężynowych

Wysoko- i średniowęglowe gatunki tych stopów są wzmacniane poprzez drobne niszczenie na zimno, co pozwala na wprowadzenie metod śrutowania i wodościerania. Przy tego rodzaju uderzeniu na płaszczyznę produktów przykładane są resztkowe siły ściskające.

Tak naprawdę każda stal sprężynowa (niekorozyjna, bez specjalnych właściwości antykorozyjnych) musi zostać poddana obróbce wysokotemperaturowej metodą przelotową. Dlatego gotowy produkt metalowy będzie miał w przekroju strukturę troostytu.

Hartowanie w oleju w temperaturze 830–880 stopni, połączone z odpuszczaniem w temperaturze 410–480 stopni, gwarantuje zwiększenie granicy sprężystości – najważniejszej właściwości użytkowej powyższych stali. Często stosuje się utwardzanie izotermiczne, które zapewnia nie tylko wysoką elastyczność, ale także zwiększoną plastyczność, stabilność i lepkość substancji.

Do produkcji sprężyn maszynowych najczęściej wykorzystuje się niekorozyjne taśmy i druty ze stopów 70 i 65. W przemyśle samochodowym dynamicznie wykorzystuje się także krzemowe stale sprężynowe w gatunku do walcowania sprężynowego – 60С2А, 70С3А i 55С2. Są podatne na dekarbonizację, co zmniejsza ich elastyczność i właściwości wytrzymałościowe. Ale dzięki dodatkom chromu, wanadu i niektórych składników wszystkie te możliwe zagrożenia zostają zneutralizowane.

Obszary zastosowań walcowania sprężyn z najpopularniejszych gatunków stali:

sprężyny do wszelkich urządzeń i zespołów branży maszynowej i samochodowej - 55S2, 50ХГ, 50ХГА;
mocno obciążone sprężyny - 60 S2G, 60S2, 65S2VA, 60S2N2A;
Sprężyny odporne na zużycie są okrągłe i płaskie (stosuje się listwę), pracujące przy dużych wibracjach - 80, 75,85.

Podsumowując, trochę o wadach

słaba spawalność;
trudności w cięciu.