Pérové oceli: charakteristiky, vlastnosti, jakosti, GOST. Výrobky z pružinové oceli

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

Vyplatí se začít tím, že jakákoli pružina, pružina a další podobné prvky jsou provozovány v podmínkách tuhé a konstantní elastické deformace. Kromě toho je většina dílů také vystavena cyklickému zatížení. Právě z těchto důvodů jsou na pružinovou ocel kladeny vysoké nároky z hlediska pružnosti, tekutosti, odolnosti, tažnosti a také je důležité mít potřebnou odolnost proti křehkému lomu.

Složení

Složení oceli, které je vhodné pro výrobu pružin a pružin obsahuje od 0,5 % do 0,75 % uhlíku. Další požadavky na obsah legujících prvků při výrobě jsou následující:

• Obsah křemíku v pružinové oceli až 2,8 %;
• obsah manganu až 1,2 %;
• legování chrómu dosahuje 1,2 %;
• obsah vanadu až 0,25 %;
• legování wolframem až do 1,2 %;
• obsah niklu až 1,7 %.

Zde je také důležité dodat, že při výrobě oceli probíhá proces zjemňování zrna, který přispívá ke zvýšení odolnosti kovu vůči malým plastickým deformacím. Toto zasezvyšuje relaxační odpor výrobku z pružinové oceli.

Aplikace

Ve vozidlech se poměrně široce používají výrobky vyrobené z oceli jakosti jako 55C2, 60C2A, 70C3A. Zde však musíte vědět, že tento materiál podléhá takovým vadám, jako je oduhličení nebo grafitizace. Tyto nedostatky jsou nebezpečné v tom, že značně snižují vlastnosti elasticity a také pevnost materiálu. Aby se předešlo těmto vadám a jejich negativnímu dopadu na pružinovou ocel, jsou k ní přidány výše uvedené prvky.

Nejlepší výkon, na rozdíl od křemičité varianty slitiny, je třída 50XFA. Tento typ materiálu se stal nejpoužívanějším pro výrobu automobilových pružin. Také tento typ oceli se velmi často používá pro výrobu ventilových pružin, protože nepodléhá oduhličení. Zde je ale vhodné dodat, že má nízkou prokalitelnost.

Práce na pružinách

Tady je důležité pochopit, že provoz jakékoli pružiny, pružiny nebo jakéhokoli jiného dílu z pružinové oceli je charakterizován pouze tím, že jsou použity pouze elastické vlastnosti materiálu. Celková hodnota jejich pružnosti je dána konstrukčními vlastnostmi. Rozhodujícím ukazatelem zde bude počet závitů, jejich průměr a také délka samotného výrobku. Dalším důležitým bodem, který je třeba poznamenat, je plastická deformace. To se nejčastěji nesmí u pružin, a tedy z materiálu, na který se používávýroba pružin, není vyžadována vysoká rázová houževnatost nebo index tažnosti. Hlavním požadavkem je parametr pružnosti. Horní hranice této charakteristiky by měla být poměrně velká. Aby bylo dosaženo požadovaného parametru, ocel je kalena za vysokých teplot a následně je materiál popouštěn při teplotě 300-400 stupňů Celsia.

Vlastnosti

Hlavní vlastností pružinové oceli je tekutost (elasticita). Maximální hodnoty tohoto parametru je dosaženo pouze při teplotách uvedených výše. Pokud je však materiál temperován na takové stupně, pak bude popouštěcí křehkost konečného produktu na prvním místě. Jak již bylo zmíněno dříve, rázová houževnatost není kritická.

Další vlastnost oceli se týká jejího složení. Vyjadřuje se tím, že obsah uhlíku v něm je větší než v jiných slitinách. I když ve srovnání s nástrojovou ocelí je to stále méně.

Mangan a křemík se používají pro konvenční proces legování. Pro zodpovědnější pružiny nebo pružiny se jako přísady používá chrom a vanad. Tyto dva prvky jim dodávají zvýšenou elasticitu. Lze dodat, že pro dosažení nejlepších výkonových vlastností je ocel často podrobována kalení v oleji nebo vodě.

Druhy a třídy oceli

Druhy pružinových ocelí se dělí do mnoha různých skupin. Existují materiály pro všeobecné použití. Patří sem ročníky 65, 70, 75, U9A. Tento výrobek se používá k výrobě pružin pro stroje smalý oddíl. Mezi speciální vlastnosti těchto dílů patří jejich snížený relaxační odpor.

Křemíkové oceli jakosti 55C2, 60C, 60C2 se používají k výrobě prvků, jako jsou pružiny a pružiny používané v automobilovém, automobilovém a traktorovém průmyslu a také v železničním průmyslu. Zde je důležité dodat, že tyto prvky jsou náchylné k oduhličení. Tato ocel nemá žádné speciální vlastnosti.

Další druh oceli je komplexně legovaný. Tento produkt je dostupný pod obchodními názvy 50XFA a 60C2XFA. Použití tohoto materiálu se uchýlí, pokud je nutné vytvořit pružiny nebo pružiny pro důležité části. Teplotní odolnost tohoto materiálu je až +300 stupňů Celsia.

Můžete také zvýraznit speciální ocel. Patří sem takové výrobky martenzitické třídy 30X13, 40X13. Používají se k výrobě klasických pružin nebo pružin, mají však speciální vlastnosti. Charakteristickým rysem pružinové oceli této třídy je, že má zvýšenou odolnost proti korozi, zvýšenou tepelnou odolnost (až 550 stupňů Celsia) a také výrazné magnetické vlastnosti.

Požadavky GOST

Pro pružinové oceli, stejně jako pro další nejrozmanitější produkty, byl přijat GOST. Nastavuje všechna pravidla týkající se materiálu. Jsou zde popsány například následující technické požadavky.

• Hmotnostní zlomek látky, jako je měď, by neměl překročit 0,2 %. A zbytkové množství niklu by nemělobýt vyšší než 0,25 %.
• Pro jakost oceli, jako je 60S2G, existuje samostatný požadavek, který uvádí, že celkový hmotnostní zlomek síry a fosforu by neměl překročit 0,06 %.
• Třída oceli jako 51XFA podle GOST je určena pouze pro výrobu pružinového drátu.
• Pružinová ocel GOST také předepisuje, že na základě individuální objednávky spotřebitele lze snížit hmotnostní podíl manganu obsaženého v oceli, a to navzdory předpisům, které jsou uvedeny v tabulce dostupné ve stejném dokumentu. To za předpokladu, že slitina nebyla legována chromem a niklem.

Ocel odolná proti korozi

Jedna ze tříd speciální oceli se liší tím, že má zvýšenou odolnost proti korozi. Aby se maximalizovala odolnost materiálu vůči procesu, který jej ničí, přidává se do něj jak chrom, tak nikl v množství 13 až 27 %, respektive 9 až 12 %. Jinými slovy, tyto výrobky patří do skupiny vysoce legovaných ocelí.

Hlavním prvkem tvořícím austenit v takovém produktu je nikl. Zatímco například mangan má na vznik austenitu slabší vliv, efekt jeho použití je téměř dvojnásobný. Pokud je třeba dále rozšířit austenitický region, lze použít látky jako uhlík nebo dusík.