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1.彈簧鋼的定義: 彈簧鋼是指由于在淬火和回火狀態(tài)下的彈性,而專門用于制造彈簧和彈性元件的鋼。 鋼的彈性取決于其彈性變形的能力,即在規(guī)定的范圍之內(nèi),彈性變形的能力使其承受一定的載荷, 在載荷去除之后不出現(xiàn)永久變形。 彈簧鋼應(yīng)具有優(yōu)良的綜合性能,如力學(xué)性能(特別是彈性極限、強(qiáng)度極限、屈強(qiáng)比)、抗彈減性能(即抗彈性減退性能,又稱抗松弛性能)、疲勞性能、淬透性、物理化學(xué)性能(耐熱、耐低溫、抗氧化、耐腐蝕等)。為了滿足上述性能要求,彈簧鋼具有優(yōu)良的冶金質(zhì)量(高的純潔度和均勻性)、良好的表面質(zhì)量(嚴(yán)格控制表面缺陷和脫碳)、精確的外形和尺寸。 根據(jù)《鋼分類》標(biāo)準(zhǔn),按照基本性能及使用特性一,彈簧鋼屬于機(jī)械結(jié)構(gòu)用鋼;按照質(zhì)量等級,屬于特殊質(zhì)量鋼,即在生產(chǎn)過程中需要特別嚴(yán)格控制質(zhì)量和性能的鋼。按照我國習(xí)慣,彈簧鋼屬于特殊鋼. 2.合金彈簧鋼 合金彈簧鋼是在碳素鋼的基礎(chǔ)上,通過適當(dāng)加入一種或幾種合金元素來提高鋼的力學(xué)性能、淬透性和其他性能,以滿足制造各種彈簧所需性能的鋼。 合金彈簧鋼的基本組成系列有,硅錳彈簧鋼、硅鉻彈簧鋼、鉻錳彈簧鋼、鉻釩彈簧鋼、鎢鉻釩彈簧鋼等。在這些系列的基礎(chǔ)上,有一些牌號為了提高其某些方面的性能而加入了鉬、釩或硼等合金元素。 此外,還從其他鋼類,如優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼、高速工具鋼、不銹鋼,選擇一些牌號作為彈簧用鋼。 彈簧鋼概述 彈簧在沖擊、振動或長期交應(yīng)力下使用,所以要求彈簧鋼有高的抗拉強(qiáng)度、彈性極限、高的疲勞強(qiáng)度。在工藝上要求彈簧鋼有一定的淬透性、不易脫碳、表面質(zhì)量好等碳素彈簧鋼即含碳量wc在0.6％-0.9％范圍內(nèi)的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。合金彈簧鋼主要是硅錳系鋼種,它們的含碳量稍低,主要靠增加硅含量wsi提高性能;另外還有硌、鎢、釩的合金彈簧鋼。近年來,結(jié)合我國資源,并根據(jù)汽車、拖拉機(jī)設(shè)計新技術(shù)的要求,研制出在硅錳鋼基礎(chǔ)上加入硼、鈮、鉬等元素的新鋼種,延長了彈簧的使用壽命,提高了彈簧質(zhì)量 彈簧鋼的特性: ①高的彈性極限σe和屈強(qiáng)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(qiáng)化基體并提高回火穩(wěn)定性;輔加元素為mo、w、v等強(qiáng)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。