Подшипниковые стали

Рессорно-пружинные стали общего назначения

Основным требованиями, предъявляемыми к деталям типа рессор и пружин, являются высокий предел упругости, высокое сопротивление усталости при достаточной пластичности. Для получения этих свойств стали должны содержать углерода ≥ 0,5% и быть подвергнуты закалке (в воде или масле) и среднетемпературному отпуску при 400-500⁰С (в зависимости от марки). Стали также должны обладать хорошей закаливаемостью и прокаливаемостью. В соответствии с ГОСТ 14959-79 в качестве рессорно-пружинных используются углеродистые стали марок 65, 70, 80, 85 и легированные качественные и высококачественные стали. Основные легирующие элементы – кремний, марганец, хром, ванадий. Наиболее часто используются кремнистые стали, например, 55С2, 70С3А и др., в основном для пружин вагонов, автомобильных валов и т.д.

Стали 60С2ХФА, 65С2ВА применяют для крупных высоконагруженных пружин и рессор. Для клапанных пружин рекомендуется сталь 50ХФА, не склонная к перегреву и обезуглероживанию.

Химический состав сталей регламентирован по ГОСТ 4955-77.

Кроме сталей, применяемых для изготовления пружин в термически обработанном состоянии, в качестве пружинного материала применяют также высокоуглеродистые стали марок 65…85 (ГОСТ4955-77) и инструментальные стали У10, У12 в виде холоднотянутой (со степенью деформации не менее 70%) шлифованной проволоки (серебрянки). Пружины после холодной навивки подвергают отпуску при 250-320^оС для снятия напряжений и повышения предела упругости.

Стали применяются для изготовления элементов подшипников – тел качения (шариков или роликов), колец. Подшипниковая сталь должна обладать высокой твердостью (HRC≥62), поэтому применяют высокоуглеродистую сталь с содержанием углерода в среднем 1%. Стали должны иметь высокую прокаливаемость, т.к. элементы подшипника должны прокаливаться насквозь. Для достижения этого стали легируют хромом. Чем больше размер закаливаемой детали подшипника, тем больше должно быть содержание хрома в стали. К подшипниковым сталям предъявляют высокие требования по содержанию неметаллических включений (оксидных, сульфидных) и карбидной ликвации, потому что нагрузка в подшипниках локальная и если в точках касания шарика (ролика) и кольца окажется включение, то может произойти местное разрушение (выкрашивание), и долговечность работы подшипника снизится.

Термическая обработка детали подшипника состоит из закалки в масло с температурой 830-840⁰С и низкого отпуска при температуре 150-160⁰С, что обеспечивает твердость не ниже 62 HRC. Структура стали – мелкоигольчатый мартенсит с равномерно распределенными карбидами.

Марки подшипниковых сталей обозначаются буквами ШХ, что расшифровывается как подшипниковая (шарикоподшипниковая) хромистая, цифра после буквы Х показывает содержание хрома в десятых долях процента. Дополнительно стали легируют кремнием и марганцем. Химический состав подшипниковых сталей соответствует ГОСТ 801-78.