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美國進口9255彈簧鋼棒料 9255彈簧鋼圓棒 9255彈簧鋼板材

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    美國進口9255彈簧鋼棒料 9255彈簧鋼圓棒 9255彈簧鋼板材



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彈簧鋼介紹:

 

彈簧鋼主要是有好的彈性,又由于它是在動載荷環境條件下工作的,所以對制造彈簧的材質*主要的應有高的屈服強度;在承受重載荷時不引起塑性變形;應有高的疲勞強度,在載荷反復作用下具有長的使用壽命;并有足夠的韌性和塑性,以防在沖擊力作用下突然脆斷。

彈簧在沖擊、振動或長期交應力下使用,所以要求彈簧鋼有高的抗拉強度、彈性極限、高的疲勞強度。在工藝上要求彈簧鋼有一定的淬透性、不易脫碳、表面質量好等 碳素彈簧鋼即含碳量WC在0.6%-0.9%范圍內的優質碳素結構鋼。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,結合我國資源,并根據汽車、拖拉機設計新技術的要求,研制出在硅錳鋼基礎上加入硼、鈮、鉬等元素的新鋼種,延長了彈簧的使用壽命,提高了彈簧質量

性能要求

  彈簧在沖擊、振動或長期交應力下使用,所以要求彈簧鋼有高的抗拉強度、彈性極限、高的疲勞強度。在工藝上要求彈簧鋼有一定的淬透性、不易脫碳、表面質量好等 碳素彈簧鋼即含碳量WC在0.6%-0.9%范圍內的優質碳素結構鋼。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,結合我國資源,并根據汽車、拖拉機設計新技術的要求,研制出在硅錳鋼基礎上加入硼、鈮、鉬等元素的新鋼種,延長了彈簧的使用壽命,提高了彈簧質量。

生產工藝

  一般彈簧鋼可用電爐、平爐或氧氣轉爐生產;質量較好或具有特殊性能的優質彈簧鋼,用電渣爐或真空爐煉制。彈簧鋼中碳、錳、硅等主要元素的規定含量范圍較窄,冶煉時必須嚴格控制化學成分。硅含量較高時容易形成氣泡等缺陷,鋼錠鍛軋后冷卻不當時易產生白點。因此,冶煉用的原材料必須干燥,盡量除去氣體及夾雜物,而且要避免鋼水過熱。

 

  彈簧鋼在軋制加工中須特別注意脫碳和表面質量。鋼材表面嚴重脫碳時,會顯著降低鋼的疲勞極限。對于高硅彈簧鋼如70Si3MnA,應注意避免石墨化。因此,在熱加工時停軋溫度不應過低(≥850℃),避免在石墨化較易形成的溫度范圍(650~800℃)內停留時間過長。

 

  彈簧制成后經噴丸處理能使彈簧表層產生殘余壓應力,以抵銷表層上的部分工作應力,抑制表層裂縫的形成,這可顯著提高彈簧的疲勞極限。

熱處理規范

  鋼號 淬火溫度 淬火介質硬度要求 回火溫度 冷卻介質 硬度要求 應用范圍

 

  65 780-830 水或油 400-600 線徑小于12-15mm的螺旋彈簧、彈簧墊圈

 

  65Mn 810-830 油或水 >60 370-400 水 42-50 5-10mm的板簧片及7-10mm的卷簧

 

  50CrV 850-870 油 >58 400-55 水 45-50 截面較大和較重要的板簧片及螺旋彈簧

 

  50CrV 850-870 油 >58 370-420 45-52 300C以下工作的高溫彈簧

 

  60Si2MnA 860-880 油 >60 500-520 水 HB363-444 厚度8-12mm的板簧片

 

研究進展

  傳統彈簧鋼的強度水平難以滿足現代工業發展的要求,眾所周知,彈簧鋼力學性能在材料質量保證的前提下取決于熱處理工藝,而熱處理工藝也應根據所用材料來決定,彈簧鋼高強度化的一個重要途徑是充分發揮合金元素的作用,達到*佳合金化效果。

1. 熱處理

  彈簧鋼要求較高的強度和疲勞極限,一般在淬火+中溫回火的狀態下使用,以獲得較高的彈性極限。熱處理工藝技術對彈簧內在質量有著至關重要的影響。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,要進一步經過滲氮、低溫液體碳氮共滲或硫氮共滲處理,然后經噴丸強化。例如,日本將f4mm的si-cr油淬鋼絲經450℃×4.5h低溫體碳氮共滲與經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%(規定值為0.5%),250℃的變形量為0.56%,提高了氣門彈簧的熱穩定性和抗松弛穩定性,但滲氮和液體碳氮共滲時間應嚴格控制,否則會形成網狀硫化物和網狀氮化物,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,經生產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,有足夠強度和優良的綜合力學性能,尤其是塑性、韌性極好。日本研究開發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*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量、尺寸和形態,提高鋼的回火穩定性。目前,國內鋼材牌號中wsi為1.8%~2.2%,是現有標準中含硅*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*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為馬氏體當wmn超過1.5%時,韌性明顯下降,這在選擇彈簧鋼時應優先考慮的。

 

  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,還發現釩能有效降低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。

 
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