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开户送38元体验金

2018-11-21 16:11:00     作者:陈定乾

  对材料施加应力,材料发生变形(应变),但应力去除后,材料又恢复到原来状态,材料的这种特性叫做弹性。弹簧是利用这种弹性的零部件。为了吸收冲击能和缓解冲击力,汽车、工程机械、产业机械等机械中广泛使用弹簧。虽然也有树脂弹簧等非金属弹簧,但在汽车、工程机械、产业机械等机械中主要使用的是特殊钢弹簧。一般来说,在应力-应变为直线关系的范围内,去除应力,材料会恢复到原来状态,这个范围叫做弹性区。弹簧就是在这个范围内使用的。

  淬火、回火热处理可以提高材料的弹性极限、强度和疲劳强度。材料的弹性模量基本上是一个定值。大幅度提高弹性模量是很困难的。拉伸等单轴应力作用下变形的弹性模量是杨氏模量(纵弹性模量),钢的杨氏模量约为210GPa。弹性模量是材料难变形程度的指标。要求高弹性极限、高疲劳强度的弹簧需要进行淬火回火处理。

  虽然是在弹性极限以下的应力范围内,但对钢材反复施加应变、或使钢材承受长时间应变作用,会使钢材发生塑性变形、不能恢复到原来的状态,这种现象叫做弹性衰减。车辆高度下降就是弹性衰减的表现。抗弹性衰减性是弹簧的重要特性。

  为了提高弹簧的耐久性、抗弹性衰减性,弹簧向高强度方向发展。由此又发生了弹簧在腐蚀环境下特性恶化的问题。例如,汽车悬架弹簧在寒冷地区融雪剂环境下,处于恶劣的腐蚀环境。高强度钢对腐蚀环境敏感,增加发生延迟断裂的危险性。因此对于弹簧在提高耐久性、抗弹性衰减性的同时,也要考虑提高耐蚀性的问题。

  在世界各国的标准中,弹簧钢一般属于特殊用途钢。各种使用场合根据弹簧的种类、尺寸,选择适宜的弹簧钢钢种。在对弹簧进行淬火回火处理时,应使弹簧中心充分淬透后再进行回火。因此,大尺寸弹簧应选用淬透性良好的弹簧钢。轻量化是实现汽车CO2减排和提高燃料效率的重要措施之一。世界各国在标准牌号之外,各大钢厂开发出强度更高的弹簧钢。这些开发钢对弹簧钢的基本成分进行了调整,并添加了提高耐蚀性的合金元素。

  在弹簧钢中一般都含硅比较高,因为Si提高了抗弹性衰减性。许多卷簧生产线都实现了包括淬火、回火工序在内的自动化生产。汽车悬簧的制造周期很短。油回火钢丝是对冷拉拔钢丝进行连续淬火回火制造的。阀簧和弹簧不仅用于汽车,还广泛用于普通卷簧。还有高频感应加热淬火回火的弹簧钢丝。高频感应加热的优点是,加热速度快、加热时间短,可使晶粒细化并且不发生脱碳。自动控制的高频感应加热淬火回火可以使产品的性能波动小。

  热处理是充分发挥弹簧钢特性的重要工艺。热处理工艺出现差错,将会造成弹簧质量严重不合格。例如未淬透会导致弹簧硬度、强度不足,过度加热会导致弹簧表面脱碳,使表层硬度下降。这些都将导致弹簧耐久性下降。许多弹簧制造从加热成型到最终工序是连续进行的,一旦发生质量不合格,其影响范围很大。其中,热处理自然成为关键工序了。

编辑:陈曦     来源:中国冶金报-中国钢铁新闻网
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