Основное требование к материалам, используемым для изготовления пружин, рессор, торсионных валиков и т. д. — сохранение в течение длительного
Рис.153. Схема изменения прочности пружинных сталей в зависимости от температуры отпуска |
времени упругих свойств. Пружинные стали должны иметь высокий предел упругости ( σв), высокое сопротивление разрушению (Sk) и усталости при пониженной пластичности.
Термически упрочняемые пружинно-рессорные стали обычно содержат 0,5— 0,7% С. Для менее ответственных пружин и пружин с мелким сечением витков применяют углеродистые стали по ГОСТ 1050-74. Для пружин более ответственного назначения и при большем сечении витков применяют легированные пружинные стали (ГОСТ 14959-79); химический состав некоторых пружинных сталей дан в табл. ПЗ.
Таблица П3. Распространенные рессорно-пружинные стали (ГОСТ 14959-79)
Марка стали | σт, МПа | σв, МПа | δ, % | ψ, % | Примерное назначение |
Различные пружины механизмов и машин | |||||
55С2 | Пружины и рессоры в автотракторо-, станкостроении, железнодорожном транспорте. Тяжелонагруженные пружины. | ||||
70С3А | |||||
60С2ХФА | Ответственные и тяжелонагруженные пружины и рессоры. Пружины часовых механизмов и приборов | ||||
65С2ВА | |||||
65Г | Пружины, рессоры автомобилей | ||||
50ХГ | |||||
50ХФА | Рессоры, клапанные и другие пружины автомобилей. Крупные особо ответственные пружины и рессоры | ||||
60С2Н2А | |||||
Примечания:: 1.В большинстве сталей содержание фосфора не превышает 0,030…0,035%, серы 0,030…0,035%. 2. Температура отпуска 470оС (у сталей 60С2А и 65 С2ВА – 420оС |
Чаще всего пружинные стали легируют кремнием. Задерживая распад мартенсита при отпуске и упрочняя феррит, кремний создает высокое значение предела упругости. Кремнемарганцовистые и хромомарганцовистые стали (55СГ2, 50ХГ и др.) имеют хорошую прокаливаемость, и их применяют для изготовления пружин из прутков диаметром до 25 мм. Крупные наиболее ответственные пружины изготовляют из сталей 65С2ВА, 60С2ХФА.
Режим термической обработки назначают в зависимости от состава стали и условий работы пружин. Наиболее высокая упругая прочность достигается в результате среднего отпуска на троостит. При этом отношение σуп /σв становится близким к единице (рис. 153).
Для повышения выносливости пружин и рессор широко применяют дробеструйную обработку.