Χάλυβες ελατηρίου: χαρακτηριστικά, ιδιότητες, ποιότητες, GOST. Προϊόντα χάλυβα ελατηρίου

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Αξίζει να ξεκινήσετε με το γεγονός ότι οποιοδήποτε ελατήριο, ελατήριο και άλλα παρόμοια στοιχεία λειτουργούν υπό συνθήκες άκαμπτης και σταθερής ελαστικής παραμόρφωσης. Επιπλέον, τα περισσότερα μέρη υπόκεινται επίσης σε κυκλικά φορτία. Γι' αυτούς τους λόγους τίθενται υψηλές απαιτήσεις στον χάλυβα ελατηρίου όσον αφορά την ελαστικότητα, τη ρευστότητα, την αντοχή, την ολκιμότητα και είναι επίσης σημαντικό να υπάρχει η απαραίτητη αντίσταση σε εύθραυστα θραύση.

Σύνθεση

Η σύνθεση του χάλυβα, που είναι κατάλληλος για την παραγωγή ελατηρίων και ελατηρίων περιλαμβάνει από 0,5% έως 0,75% άνθρακα. Οι πρόσθετες απαιτήσεις για την περιεκτικότητα σε στοιχεία κράματος κατά την παραγωγή είναι οι εξής:

• Περιεκτικότητα σε πυρίτιο σε χάλυβα ελατηρίου έως 2,8%;
• περιεκτικότητα σε μαγγάνιο έως 1,2%;
• το κράμα χρωμίου φτάνει το 1,2%;
• περιεκτικότητα σε βανάδιο έως 0,25%;
• κράμα με βολφράμιο έως 1,2%;
• περιεκτικότητα σε νικέλιο έως 1,7%.

Είναι επίσης σημαντικό να προσθέσουμε εδώ ότι κατά την παραγωγή του χάλυβα πραγματοποιείται η διαδικασία εξευγενισμού κόκκων, η οποία συμβάλλει στην αύξηση της αντοχής του μετάλλου σε μικρές πλαστικές παραμορφώσεις. Αυτό, με τη σειρά του,αυξάνει την αντίσταση χαλάρωσης του προϊόντος από χάλυβα ελατηρίου.

Αίτηση

Αρκετά ευρέως χρησιμοποιούμενα στα οχήματα είναι προϊόντα κατασκευασμένα από ποιότητες χάλυβα όπως 55C2, 60C2A, 70C3A. Αλλά εδώ πρέπει να γνωρίζετε ότι αυτό το υλικό υπόκειται σε ελαττώματα όπως η αποξανθράκωση ή η γραφιτοποίηση. Αυτές οι ελλείψεις είναι επικίνδυνες καθώς μειώνουν σημαντικά τα χαρακτηριστικά της ελαστικότητας, καθώς και την αντοχή του υλικού. Προκειμένου να αποφευχθούν αυτά τα ελαττώματα και οι αρνητικές επιπτώσεις τους στον χάλυβα ελατηρίου, προστίθενται εκείνα τα στοιχεία που αναφέρθηκαν παραπάνω.

Η καλύτερη απόδοση, σε αντίθεση με την πυριτική ποικιλία του κράματος, είναι ποιότητας 50XFA. Αυτός ο τύπος υλικού χρησιμοποιείται περισσότερο για την κατασκευή ελατηρίων αυτοκινήτων. Επίσης, αυτός ο τύπος χάλυβα χρησιμοποιείται πολύ συχνά για την παραγωγή ελατηρίων βαλβίδων, καθώς δεν υπόκειται σε απανθράκωση. Εδώ όμως αξίζει να προσθέσουμε ότι έχει χαμηλή σκληρότητα.

Εργασία ελατηρίων

Είναι σημαντικό να κατανοήσουμε εδώ ότι η λειτουργία οποιουδήποτε ελατηρίου, ελατηρίου ή οποιουδήποτε άλλου χαλύβδινου τμήματος ελατηρίου χαρακτηρίζεται μόνο από το γεγονός ότι χρησιμοποιούνται μόνο οι ελαστικές ιδιότητες του υλικού. Η συνολική τιμή της ελαστικότητάς τους καθορίζεται από τα σχεδιαστικά χαρακτηριστικά. Ο αποφασιστικός δείκτης εδώ θα είναι ο αριθμός των στροφών, η διάμετρός τους, καθώς και το μήκος του ίδιου του προϊόντος. Ένα άλλο σημαντικό σημείο που πρέπει να σημειωθεί είναι η πλαστική παραμόρφωση. Τις περισσότερες φορές αυτό δεν επιτρέπεται στα ελατήρια, άρα και από το υλικό για το οποίο χρησιμοποιείταιδεν απαιτείται παραγωγή ελατηρίων, υψηλή αντοχή κρούσης ή δείκτης πλαστιμότητας. Η κύρια απαίτηση είναι η παράμετρος ελαστικότητας. Το ανώτερο όριο αυτού του χαρακτηριστικού θα πρέπει να είναι αρκετά μεγάλο. Για να επιτευχθεί η απαιτούμενη παράμετρος, ο χάλυβας σκληραίνει σε υψηλές θερμοκρασίες και στη συνέχεια το υλικό σκληραίνει σε θερμοκρασία 300-400 βαθμών Κελσίου.

Ιδιότητες

Η κύρια ιδιότητα του χάλυβα ελατηρίου είναι η ρευστότητα (ελαστικότητα). Η μέγιστη τιμή αυτής της παραμέτρου επιτυγχάνεται μόνο στις θερμοκρασίες που υποδεικνύονται παραπάνω. Ωστόσο, εάν το υλικό σκληρυνθεί σε τέτοιους βαθμούς, τότε η ευθραυστότητα του τελικού προϊόντος θα είναι στην πρώτη σειρά. Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, η αντοχή στην κρούση δεν είναι κρίσιμη.

Μια άλλη ιδιότητα του χάλυβα αφορά τη σύνθεσή του. Εκφράζεται στο γεγονός ότι η περιεκτικότητα σε άνθρακα σε αυτό είναι μεγαλύτερη από ό,τι σε άλλα κράματα. Αν και, σε σύγκριση με τον χάλυβα εργαλείων, είναι ακόμα λιγότερο.

Μαγγάνιο και πυρίτιο χρησιμοποιούνται για τη συμβατική διαδικασία κραμάτων. Για πιο υπεύθυνα ελατήρια ή ελατήρια, το χρώμιο και το βανάδιο χρησιμοποιούνται ως πρόσθετα. Αυτά τα δύο στοιχεία τους δίνουν αυξημένη ελαστικότητα. Μπορεί να προστεθεί ότι για να επιτευχθούν οι καλύτερες ιδιότητες απόδοσης, ο χάλυβας συχνά υποβάλλεται σε σβέση σε λάδι ή νερό.

Τύποι και ποιότητες χάλυβα

Οι ποιότητες χάλυβα ελατηρίου χωρίζονται σε πολλές διαφορετικές ομάδες. Υπάρχουν υλικά γενικής χρήσης. Αυτά περιλαμβάνουν βαθμούς 65, 70, 75, U9A. Αυτό το προϊόν χρησιμοποιείται για την κατασκευή ελατηρίων για μηχανές μεμικρό τμήμα. Οι ιδιαίτερες ιδιότητες αυτών των εξαρτημάτων περιλαμβάνουν τη μειωμένη αντοχή τους στη χαλάρωση.

Οι ποιότητες χάλυβα πυριτίου 55C2, 60C, 60C2 χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία στοιχείων όπως ελατήρια και ελατήρια που χρησιμοποιούνται στην αυτοκινητοβιομηχανία, την αυτοκινητοβιομηχανία και τις βιομηχανίες τρακτέρ, καθώς και στη βιομηχανία σιδηροδρόμων. Είναι σημαντικό να προσθέσουμε εδώ ότι αυτά τα στοιχεία είναι επιρρεπή σε απανθράκωση. Αυτός ο χάλυβας δεν έχει ιδιαίτερες ιδιότητες.

Ένα άλλο είδος χάλυβα είναι πολύπλοκο κράμα. Αυτό το προϊόν διατίθεται με τις επωνυμίες 50XFA και 60C2XFA. Η χρήση αυτού του υλικού καταφεύγει εάν είναι απαραίτητο να δημιουργηθούν ελατήρια ή ελατήρια για σημαντικά μέρη. Η αντοχή σε θερμοκρασία αυτού του υλικού είναι έως +300 βαθμούς Κελσίου.

Μπορείτε επίσης να επισημάνετε τον χάλυβα ειδικής χρήσης. Αυτά περιλαμβάνουν τέτοια προϊόντα της κατηγορίας μαρτενσιτικών 30X13, 40X13. Χρησιμοποιούνται για την παραγωγή συμβατικών ελατηρίων ή ελατηρίων, ωστόσο έχουν ιδιαίτερες ιδιότητες. Το χαρακτηριστικό του χάλυβα ελατηρίου αυτής της ποιότητας είναι ότι έχει αυξημένη αντοχή στη διάβρωση, αυξημένη αντοχή στη θερμότητα (έως 550 βαθμούς Κελσίου), καθώς και έντονες μαγνητικές ιδιότητες.

Απαιτήσεις GOST

Για χάλυβες ελατηρίου, καθώς και για άλλα πιο διαφορετικά προϊόντα, υιοθετήθηκε η GOST. Αυτός θέτει όλους τους κανόνες σχετικά με το υλικό. Για παράδειγμα, οι ακόλουθες τεχνικές απαιτήσεις περιγράφονται εκεί.

• Το κλάσμα μάζας μιας ουσίας όπως ο χαλκός δεν πρέπει να υπερβαίνει το 0,2%. Και η υπολειπόμενη ποσότητα νικελίου δεν πρέπεινα είναι υψηλότερο από 0,25%.
• Για μια ποιότητα χάλυβα όπως το 60S2G, υπάρχει μια ξεχωριστή απαίτηση που δηλώνει ότι το συνολικό κλάσμα μάζας θείου και φωσφόρου δεν πρέπει να υπερβαίνει το 0,06%.
• Ένα είδος χάλυβα όπως το 51XFA σύμφωνα με το GOST προορίζεται μόνο για την παραγωγή σύρματος ελατηρίου.
• Ο χάλυβας ελατηρίου GOST ορίζει επίσης ότι, με μεμονωμένη παραγγελία του καταναλωτή, το κλάσμα μάζας του μαγγανίου που περιέχεται στον χάλυβα μπορεί να μειωθεί, παρά τις συνταγές που αναφέρονται στον πίνακα που διατίθεται στο ίδιο έγγραφο. Αυτό υπό την προϋπόθεση ότι το κράμα δεν έχει κραματωθεί με χρώμιο και νικέλιο.

Χάλυβας ανθεκτικός στη διάβρωση

Μία από τις ποιότητες του χάλυβα ειδικής χρήσης διαφέρει στο ότι έχει αυξημένη αντοχή στη διάβρωση. Προκειμένου να μεγιστοποιηθεί η αντίσταση του υλικού στη διαδικασία που το καταστρέφει, προστίθενται σε αυτό τόσο χρώμιο όσο και νικέλιο σε ποσότητα από 13 έως 27% και 9 έως 12%, αντίστοιχα. Με άλλα λόγια, τα προϊόντα αυτά ανήκουν στην ομάδα των χάλυβων υψηλής κραματοποίησης.

Το κύριο στοιχείο που σχηματίζει ωστενίτη σε ένα τέτοιο προϊόν είναι το νικέλιο. Ενώ το μαγγάνιο, για παράδειγμα, έχει ασθενέστερη επίδραση στο σχηματισμό του ωστενίτη, η επίδραση της χρήσης του είναι σχεδόν δύο φορές μικρότερη. Εάν η ωστενιτική περιοχή πρέπει να επεκταθεί περαιτέρω, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ουσίες όπως ο άνθρακας ή το άζωτο.