Рессорно-пружинные стали общего назначения

Высокопрочные стали с высокой пластичностью

Метастабильные высокопрочные аустенитные стали называют ТРИП сталями или ПНП сталями (пластичность, наведенная превращениями).
Отличительной способностью сталей (30Х9Н8М4Г2С2 и 25Н25М4Г1) является, то что после у аустенизации при 980 - 1200⁰С температуры мартенситного превращения М_н и М_д (начало образования мартенсита деформации) находятся ниже 20⁰С, т.е. сталь имеет аустенитную структуру.
Для придания стали высоких механических свойств после аустенизации ее подвергают прокатке 80% -ой деформации. При 250-550⁰С (ниже температуры рекристаллизации), что приводит к повышению точек М_н и М_д. При этом точка М_д становится выше 20⁰С. При охлаждении, следовательно аустенит становится метастабильным и при его деформации протекает мартенситное превращения, что приводит к местному упрочнению, и деформация сосредотачивается в соседних (не упрочняемых) объемах аустенита. следовательно, превращение g®a (мартенситное) исключает возможность образование шейки, что объясняет высокую пластичность ПНП- сталей.

Таблица 29

Механические свойства ПНП- сталей

sB, МПа	s0,2, МПа	d,%
1500-1700	1400-1550	50-60

Характерным является высокое значение вязкости разрушения К1с и предел выносливости s_-1. при одинаковой или близкой прочности ПНП стали пластичнее, а при равной пластичности имеют более высокий предел текучести, чем МС стали или легированные высокопрочные стали. Широкому применению ПНП -сталей препятствует их высокая легированность и дорого стоимость.
Она используется для изготовления высоконагруженных деталей, проволоки, тросов, крепежных деталей и др.

Рессорно-пружинные стали предназначены для изготовления пружин, упругих элементов и рессор различного назначения.
Стали поступают в виде проволоки и ленты, а также горяче-холоднокатанного прокат или катанки, из которого изготовляют пружины.
Стали для пружин должны обладать высоким сопротивлением малым пластическим деформациям (s_0,005, s_0,2), пределом выносливости (s_-1) и релаксационной стойкостью при достаточной пластичности и вязкости.
Для получения этих свойств стали должны содержать более 0,5 % С и быть подвергнуты термической обработке - закалке и отпуску или деформационному упрочнению после патентирования.
В таблице приведены режимы термической обработки и механические свойства некоторых рессорно-пружинных сталей.
Таблица 30

Режимы термической обработки и механические свойства пружинных сталей

Сталь	Температура, ^0С	Механические свойства
закалка	отпуск	sB, МПа	s0,2, МПа	d,%	y,%
65 85 50С2 55С2А 70С3А 60С2ХФА 65С2ВА 60С2Н2А	840 820 870 870 860 850 850 880	480 480 460 460 460 410 420 420	800 1100 1100 1400 1600 1700 1700 1600	1100 1150 1200 1600 1800 1900 1900 1750	10 8 6 6 6 5 5 6	35 30 30 20 25 20 20 20

Для пружин малого сечения, закаливаемых в масле и испытывающих невысокие напряжения, применяют углеродистые стали 65,70,75,85.
В промышленности наиболее часто применяются кремнистые стали 55С2, 60С2А, 70С3А. Поскольку кремний повышает прокаливаемость, задерживает распад мартенсита при отпуске и значительно упрочняет феррит. Они имеют высокие пределы текучести и упругости, что обеспечивает хорошие свойства.
Кремнистые стали применяют для изготовления пружин вагонов, многих автомобильных рессор, в станкостроении, для торсионных валов. Однако они склонны к обезуглероживанию, что снижает предел выносливости, поэтому их легируют хромом, марганцем, вольфрамом и никелем (60С2ХФА, 65С2ВА, 60С2Н2А) увеличивает их прокаливаемость и уменьшает склонность к обезуглероживанию, графитизации и росту зерна при нагреве.
Для изготовления автомобильных рессор широко применяют сталь 50ХГА, которая технологически превосходит кремнистые стали. Для клапанных пружин применяют сталь 50ХФА, не склонная к перегреву и обезуглероживанию, но имеет малую прокаливаемость. Для увеличения прокаливаемости добавляют марганец (50ХГФА), который снижает ударную вязкость.
Предел выносливости, а следовательно, долговечность зависит от наличии концентраторов напряжений на поверхности. Срок службы можно увеличить, проведя ППД. Широко применяют пружины, изготовленные из патентированной холоднотянутой проволоки из холодной ленты из высокоуглеродистых сталей 65, 65Г, 70, У8, У10. Более часто применяют сталь. поступающие в виде проволоки диаметром от 6,0 до 0,15 мм и имеющие s_B = 1360-2200 МПа.
Нагартованная лента имеет s_B = 750-1200 МПа. Кроме рассмотренных пружинных сталей общего назначения в машиностроении широко применяют пружинные стали и сплавы специального назначения. Наряду с высокими механическими свойствами и сопротивления релаксации напряжений они должны обладать хорошей коррозионной стойкостью, немагнитностью, теплостойкостью и другими особыми свойствами, К этим сталям относятся высоколегированные мартенситные (высокохромистые коррозионностойкие стали), мартенситно-стареющие, аустенитные (коррозионностойкие, немагнитные и жаропрочные) стали и другие.

Дата добавления: 2014-01-07