Марки и свойства пружинных сталей общего назначения

Марка стали	Режим термообработки
tзак	tотп	МПа	%
65Г
55ХГР
60С2
70С3А
50ХФА

 

На рис. 103 показаны три пружины, имеющие одинаковые механические свойства, но изготовленные из разных сталей. Видно, что марка стали определяет не только долговечность конструкции, но и размеры детали. Это необходимо учитывать при конструировании механического узла, который содержит демпфирующий элемент.

Термическая обработка пружинных сталей общего назначения заключается в закалке на мартенсит с последующим отпуском при температурах 380…420 ^оС. при такой обработке предел упругости и релаксационная стойкость приобретают максимальное значение.

Рис. 103. Сравнение пружин с одинаковыми механическими свойствами упругости, но изготовленные из разных сталей

Охлаждение сталей при закалке во избежание коробления проводят в масле.

Кремний в стали способствует обезуглероживанию и росту аустенитного зерна. Поэтому нагрев стали желательно проводить в защитной атмосфере или расплавах солей и не допускать перегревов. Обезуглероживание и окисление поверхности пружин, которое вызывает шероховатость поверхности и обезуглероживание, приводят к резкому снижению предела усталости.

После термической обработки желательно поверхность подвергнуть пескоструйной очистке. Если диаметр прутка пружины составляет более 8 мм, пружины желательно обработать дробью на дробеметных машинах. Наклеп поверхностного слоя положительно сказывается на повышении предела усталости и, как следствие, на увеличении срока службы пружин.

Если пружины подвергаются электролитическим или химическим покрытиям в кислых средах, то после покрытия их необходимо прогреть при температуре 220…240 ^оС в течение 2…4 часовс целью удаления водорода. При наличии водорода пружинные стали склонны к замедленному разрушению.

Лучшие результаты для кремнистых сталей дает изотермическая закалка на нижний бейнит с изотермической выдержкой при температурах ~ 320 ^оС. Пружины упрочненные изотермической закалкой при высоком значении предела пропорциональности обладают более высоким уровнем вязкости стали, что увеличивает их долговечность. После изотермической закалки желательно делать дополнительный отпуск при температуре изотермы. Такой отпуск снижает содержание остаточного аустенита в стали.

После окончательной термической обработки часто пружины подвергают дрессировке – многократному циклированию. Такая обработка стабилизирует структуру и увеличивает их релаксационную стойкость.