2 弹簧材料的发展随着弹簧应用技术的发展,对弹簧材料提出了更多的要求。主要是在高应力下的提高疲劳寿命和抗松弛性能方面;其次是根据不同的用途,要求具有耐蚀性、非磁性、导电性、耐磨性、耐热性等方面。为此,弹簧材料除开发了新品种外,另从严格控制化学成分,降低非金属夹杂,提高表面质量和尺寸精度等方面取得了有益的成效。
1、弹簧钢的特点
弹簧钢首先,必须应具备高的弹性极限和高的屈强比,以避免弹簧在高载荷下产生永久变形;其次,应具备高的疲劳极限和高的抗拉强度,以免弹簧在长期震动和交变载荷应力的作用下产生疲劳破坏;再次,有一定冲击韧度和足够的塑性;同时还要求有良好的淬透性和低的脱碳敏感性,使弹性极限大幅度降低;以及良好的表面质量,在冷热状态下容易加工成形和良好的热处理工艺性。弹簧钢一般均在弹性极限范围内服役,承受载荷时不允许产生塑性变形,因此要求弹簧钢经淬火、中温回火后具有尽可能高的弹性极限和屈强比值(≥0.90)。为了获得弹簧所要求的性能,弹簧钢采用较高的含碳量,碳素弹簧钢通常在0.60%~0.85%
范围。如65、70钢等的淬透性较差,其截面尺寸超过12mm时在油中就不能淬透,若用水淬火就容易开裂。对于截面尺寸较大、承受较重负荷的弹簧都是用合金钢制造。合金弹簧钢的合碳量一般在0.50%~0.70%之间,所含合金元素有Si、Mn、Cr、V等,它们的主要作用是提高钢的淬透性和回火稳定性,强化铁素体和细化晶粒,从而有效地改善弹簧钢的力学性能。Si和Mn
主要提高淬透性,同时也提高屈强比,且以Si的作用最突出,但它在热处理时促进表面脱碳,Mn则使钢易过热,造成晶粒粗大。重要用途的弹簧钢必须加入Cr、V、W等元素,Si--Cr弹簧钢表面不易脱碳;Cr--V弹簧钢不易过热,晶粒细,不易长大粗化,耐冲击性能好,高温强度也高,其中<span style='line-height:1.5;'