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彈簧材料的發展在高應力下的提高疲勞壽命和抗松弛性能方面

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彈簧材料的發展在高應力下的提高疲勞壽命和抗松弛性能方面

發布日期:2017-09-21 作者: 點擊:

  隨著彈簧應用技術的發展,對彈簧材料提出了更多的要求。主要是在高應力下的提高疲勞壽命和抗松弛性能方面;其次是根據不同的用途,要求具有耐蝕性、非磁性、導電性、耐磨性、耐熱性等方面。為此,彈簧材料除開發了新品種外,另從嚴格控制化學成分,降低非金屬夾雜,提高表面質量和尺寸精度等方面取得了有益的成效。

 ?。?)彈簧鋼生產工藝的發展  為了提高彈簧鋼的質量,工業發達國家已普通采用爐外精煉技術、連鑄工藝、新型軋制和在線自動檢測及控制設備等。

??為了保證鋼的化學成分,降低氣體和各種非金屬加夾物的含量,采用大容量電爐或轉爐熔煉,采用爐外鋼包精煉,使氧含量(質量分數)降至(0.0021~0.0010)%,生產出超純凈鋼,從而大大提高了彈簧的設計和工作應力。

??連鑄生產工藝在彈簧鋼生產中已被廣泛采用。連鑄可通過電磁攪拌、低溫鑄造等技術減小鋼的偏析,減小二次氧化,改善表面脫碳,使組織和性能穩定、均勻。

??采用分列式全連續軋機,可提高尺寸精度,表面質量,同時也可使鋼材沿長度顯微組織均勻。在軋制過程中為了保證產品的表面質量采用在線自動檢測和控制。為了適合變截面彈簧扁鋼生產而開發了奧氏體軋制成形新工藝,即先將鋼加熱到奧氏體區再急冷至亞穩奧氏體區進行塑性加工并淬火處理。這種工藝可使鋼在不降低塑性的同時提高強度。此外還有通過軋后在線熱處理和表面硬化處理來提高彈簧鋼的性能等。

??(2)合金鋼的發展  合金元素的主要作用是提高力學性能,改善工藝性能及賦予某種特殊性能。氣門彈簧和懸架彈簧已廣泛應用SiCr鋼。Si是抗應力松弛最好的合金元素,在SiCr鋼中添加V、Mo形成SiCrV和SiCrMo鋼,可以提高疲勞壽命和抗松弛性能。同時SiCr拉拔鋼絲,其在高溫下工作時的抗松弛性能,比琴鋼絲和重要用途碳素彈簧鋼絲要好。隨著發動機高速小型化,抗顫振性能好、質量輕、彈性模量小的Ti合金得到了較為廣泛的應用,其強度可達2000 MPa。

??(3)低碳奧氏體鋼的發展  低碳奧氏體鋼38SiMnB是我國自主研發的一種新型的高性能彈簧鋼,在此基礎上開發的38SiMnVBE更具優越性,具有高強韌性、高淬透性、高應用性和高性能比。在進行超細晶??刂栖堉坪?,其抗拉強度 =(2030~2140)MPa,屈服強度 =(900~2010)MPa,伸長率 =(12~15)%,面縮率 =(48~55)%。為少片變截面板彈簧提供了高性能的材料。

??(4)不銹鋼的發展  我國是生產不銹鋼的大國,隨著不銹鋼的生產發展,自然也開發了不少品種,目前已達50多種,,基本滿足了國內生產發展的需要,對當前開發的一些新品種作簡要說明。


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