Стали общего назначения
Рис. 102. Влияние температуры отпуска на свойства стали
|
Пружинные стали подразделяют на две группы: стали общего назначения и специального назначения.
Стали общего назначения используются для изготовления упругих элементов, работающих в климатических условиях при температурах до 200 оС . К ним относятся углеродистые и низколегированные стали.
Для пружин низкой ответственности, изготавливаемых из проволоки или ленты небольшого сечения (до 2…2 мм) используют углеродистые стали в патентированном состоянии. Режим патентирования зависит от сечения проволоки и состава стали. Для проволоки, содержащей 0,8 % С, температура аустенизации составляет 900 оС, а патентирования ~ 500 оС . Последующее волочения повышает предел прочности и предел текучести стали и за счет дробления зерна и мелких пластин карбидов повышает 
до 4000…4500 Мпа. При такой обработке сталь обладает достаточно высокой пластичностью. Её можно прокатать в ленту или изогнуть, придав нужную форму пружине.
Но пружина, изготовленная из патентированной проволоки имеет низкую релаксационную стойкость и предел упругости. Поэтому изготовленное изделие подвергается дополнительной обработке – старению при 150…200 оС.
Такие изделия имеют низкую коррозионную стойкость, поэтому на них, как правило, наносится антикоррозионное покрытие (цинкование, хромирование или кадмирование).
Из прутков сталей 70, 85, у9 и у12 диаметром более 3 мм так же изготавливают пружины, но их подвергают закалке на мартенсит и последующему отпуску при температурах ~ 300 оС. на рис. 102 показано изменение свойств низколегированных и углеродистых сталей при отпуске. Видно, что район оптимальных температур отпуска составляет 300…400 оС. Но в этом районе температур существует отпускная хрупкость I рода. Ввиду этого надежность пружин, изготовленных из углеродистых сталей невелика.
Чтобы «освободить» этот район температур для отпуска при сохранении высокой вязкости, стали легируют Mn и Si, которые сдвигают отпускную хрупкость в область более высоких температур. Легирование так же повышает прокаливаемость стали, что позволяет применять их для изготовления пружин больших размеров. В табл. 24представлены режимы обработки и свойства некоторых пружинных сталей.
Таблица 24