弹簧钢丝的标准及用途

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弹簧钢丝的标准及用途牌号总结

弹簧钢丝的标准及用途牌号总结

弹簧钢丝的标准及用途牌号摘要我国弹簧纲丝标准是参照ISO和JIS制订的,本文以ISO和JIS为依据,分析了弹簧纲丝现行国家标准和行业标准的适用范围,各组别之间隐含的的差别,对弹簧钢丝的生产和使用都有参考价值。

关键词弹簧钢丝、标准、适用范围弹簧是机械行业和日常生活中最常用的零件,弹簧主要作用是利用自身形变时所储存的能量来缓和机械或零部件的震动和冲击、控制机械或零部件的运动。

1、弹簧钢丝的使用特性和用途弹簧在弹性范围内使用,卸载后应回复到原来位置,希望塑性变形越小越好,因此钢丝应具有高的弹性极限,屈服强度和抗拉强度。

屈强比越高,弹性极限就越接近抗拉强度,因而越能提高强度利用率,制成的弹簧弹力越强。

弹簧依靠弹性变形吸收冲击能量,所以弹簧钢丝不一定要有很高的塑性,但起码要有能承受弹簧成型的塑性,以及足够的能承受冲击能量的韧性。

弹簧通常在交变应力作用下长期工作,因此要有很高的疲劳极限,以及良好的抗蠕变和抗松弛性能。

在特定环境中使用的弹簧,对钢丝还会有一些特殊要求,例如:在腐蚀介质中使用的弹簧,必须有良好的抗腐蚀性能。

精密仪器中使用的弹簧,应具有长期稳定性和灵敏性,温度系数要低,品质因素要高,后效作用要小,弹性模量要恒定。

在高温条件下工作的弹簧,要求在高温时仍能保持足够的弹性极限和良好的抗蠕变性能等。

此外,还应考虑弹簧钢丝的成形工艺和热处理工艺。

冷拉弹簧钢丝和油淬火回火弹簧钢丝都以供货状态钢丝直接绕制弹簧,弹簧成形后经消除应力处理直接使用。

冷拉弹簧钢丝的抗拉强度要略高于油淬火回火钢丝。

大规格冷拉钢丝弹力太大,绕制弹簧很困难,所以冷拉弹簧钢丝使用规格一般小于8.0mm,油淬火回火钢丝使用规格一般小于13.0mm。

实际上直径13.0mm弹簧多选用轻拉状态弹簧钢丝,冷拉绕制成形后再淬回火使用。

直径15.0mm以上钢丝大多采用加热绕制工艺制簧。

弹簧根据运行状态可分为静态簧和动态簧。

静态弹簧指服役期振动次数有限的弹簧,如安全阀弹簧,弹簧垫,秤盘弹簧,定载荷弹簧,机械弹簧,手表游丝等。

sus304弹簧钢丝标准

sus304弹簧钢丝标准

sus304弹簧钢丝标准SUS304弹簧钢丝标准。

SUS304是一种不锈钢材料,具有优良的耐腐蚀性和耐高温性能,因此被广泛应用于制造弹簧钢丝。

在生产和使用过程中,对SUS304弹簧钢丝的标准有着严格的要求,下面将对SUS304弹簧钢丝的标准进行详细介绍。

首先,SUS304弹簧钢丝的标准主要包括化学成分、机械性能、热处理性能等方面。

在化学成分方面,SUS304弹簧钢丝的主要成分包括镍、铬、锰等元素,其中镍的含量应不少于8%,铬的含量应不少于18%,这些元素的含量对于钢丝的耐腐蚀性能和强度起着至关重要的作用。

在机械性能方面,SUS304弹簧钢丝的抗拉强度应不小于590MPa,屈服强度应不小于245MPa,延伸率应不小于40%,这些性能指标直接关系到钢丝的使用寿命和安全性。

在热处理性能方面,SUS304弹簧钢丝应具有良好的热处理可塑性,能够在经过热处理后获得均匀的组织和良好的机械性能。

其次,SUS304弹簧钢丝的标准还包括了外观质量、尺寸偏差、表面缺陷等方面。

在外观质量方面,SUS304弹簧钢丝的表面应光滑平整,不得有裂纹、折痕、氧化皮等缺陷,表面不得有明显的划痕和凹凸不平的现象。

在尺寸偏差方面,SUS304弹簧钢丝的直径、圆度、长度等尺寸应符合国家标准规定的公差范围,以保证钢丝在使用过程中的可靠性和互换性。

在表面缺陷方面,SUS304弹簧钢丝的表面不得有氧化皮、锈斑、划痕等缺陷,以保证钢丝的耐腐蚀性能和美观度。

最后,SUS304弹簧钢丝的标准还包括了包装、贮存、运输等方面的要求。

在包装方面,SUS304弹簧钢丝应采用防潮、防锈的包装材料进行包装,以避免在运输和贮存过程中受到外界环境的影响。

在贮存方面,SUS304弹簧钢丝应存放在干燥通风的库房内,远离酸、碱等腐蚀性物质,避免钢丝受潮生锈。

在运输方面,SUS304弹簧钢丝应采取轻装轻放,防止碰撞和挤压,避免钢丝在运输过程中产生变形和表面损伤。

综上所述,SUS304弹簧钢丝的标准涵盖了化学成分、机械性能、热处理性能、外观质量、尺寸偏差、表面缺陷、包装、贮存、运输等多个方面,这些标准的严格执行对于保证SUS304弹簧钢丝的质量和安全具有重要意义。

65mn弹簧钢丝标准

65mn弹簧钢丝标准

65Mn弹簧钢丝是一种在中国广泛使用的弹簧材料,其标准涉及多个方面。

以下是对65Mn弹簧钢丝标准的详细解释。

一、简介65Mn弹簧钢丝是一种碳锰合金钢丝,由于其良好的强度、弹性和淬透性,广泛用于制造各种弹簧,如汽车悬挂弹簧、工业机械的支撑弹簧和减震弹簧等。

它的化学成分主要包括碳和锰,以及少量的硅、磷、硫等元素。

二、化学成分65Mn弹簧钢丝的化学成分应符合GB/T 13013-91的规定。

其碳含量应在0.62%~0.70%之间,锰含量应在0.80%~1.10%之间,硅含量应在0.15%~0.35%之间,磷含量应在0.035%~0.04%之间,硫含量应在0.035%~0.04%之间。

这些成分范围可以确保65Mn弹簧钢丝具有优良的力学性能和加工性能。

三、力学性能65Mn弹簧钢丝的力学性能应符合GB/T 13013-91的规定。

在淬火和回火状态下,其抗拉强度应达到1480MPa,屈服强度应达到1120MPa,延伸率应达到7.5%。

此外,在弹性范围内,其弹性模量应达到210GPa。

这些性能指标可以确保65Mn弹簧钢丝具有足够的强度和刚度,以满足各种弹簧设计的要求。

四、表面质量65Mn弹簧钢丝的表面质量应符合GB/T 342的规定。

其表面应光滑、洁净,无裂纹、折叠、结疤、夹杂物等缺陷。

这些要求可以确保弹簧钢丝在后续加工和使用过程中不会出现断裂或疲劳失效等问题。

五、尺寸和形状偏差65Mn弹簧钢丝的尺寸和形状偏差应符合GB/T 342的规定。

其直径偏差应在±0.02mm之间,椭圆度应在直径公差范围内,表面粗糙度应在Ra 1.6μm以下。

这些要求可以确保弹簧钢丝在加工和使用过程中具有一致的尺寸和形状,从而提高弹簧的精度和稳定性。

六、热处理工艺65Mn弹簧钢丝的热处理工艺包括淬火和回火。

淬火是将钢丝加热到临界温度以上,保持一定时间,然后快速冷却,以获得高硬度和高强度的马氏体组织。

回火是将淬火后的钢丝再次加热到一定温度,保持一定时间,以降低内应力并提高韧性。

弹簧钢丝的标准及用途牌号分析

弹簧钢丝的标准及用途牌号分析

弹簧钢丝的标准及用途牌号分析弹簧钢丝是一种重要的金属材料,广泛应用于机械制造、电子设备、汽车制造等领域。

不同牌号的弹簧钢丝在机械性能、化学成分等方面有所差异,因此在选择和使用弹簧钢丝时需要了解其标准和用途。

弹簧钢丝的标准主要有国际标准和国内标准两种。

国际标准主要包括ISO、ASTM和DIN等,而国内标准主要有GB、YB和JB等。

这些标准规定了弹簧钢丝的化学成分、机械性能、硬度等要求,以及加工和检验方法。

根据弹簧钢丝的用途不同,其牌号也有所差异。

以下是一些常见的弹簧钢丝牌号及其用途分析。

1.45钢(GB/T699-1999)45号钢是一种碳素结构钢,含碳量约为0.42%-0.50%,具有良好的硬化性能和耐磨性。

适用于制造中小型机械零件、冷冲模具、切削工具等。

2.65Mn钢(GB/T1222-2024)65Mn钢是一种碳素弹簧钢,含碳量约为0.62%-0.70%,具有良好的弹性和韧性。

适用于制造弹簧、刀片、锯条、刀具、测量工具等。

3.60Si2MnA钢(GB/T1222-2024)60Si2MnA钢是一种硅锰弹簧钢,含硅量约为1.50%-2.00%,含锰量约为0.60%-0.90%,具有较高的弹性和疲劳性能。

适用于制造弹簧、拉簧、复合弹簧、冲床弹簧等。

4.55CrSi钢(GB/T1222-2024)55CrSi钢是一种铬硅弹簧钢,含铬量约为0.70%-1.00%,含硅量约为1.20%-1.60%,具有优异的弹性和疲劳性能,耐腐蚀性能也较好。

适用于制造高负荷、高强度和耐腐蚀的弹簧、扭簧等。

以上只是一部分常见的弹簧钢丝牌号及其用途,实际上还有很多其他牌号的弹簧钢丝。

不同的牌号在化学成分、机械性能、硬度等方面有所差异,选择适合特定用途的弹簧钢丝可以提高制品的质量和使用寿命。

总之,了解弹簧钢丝的标准及用途牌号对于正确选择和使用弹簧钢丝非常重要。

在实际应用过程中,还应根据具体需求和工艺要求选择合适的弹簧钢丝,以确保制品的性能和质量。

弹簧钢国标

弹簧钢国标

弹簧钢国标弹簧钢材是一种广泛应用于工业生产和生活中的特种钢材,其广泛应用体现在电子、汽车、机械、交通、医疗等各个领域。

弹簧钢国标是对弹簧钢材质和性能的统一规定和标准,是确保弹簧钢材制品优质和可靠的重要标准之一。

一、弹簧钢材质的国标规定1、GB/T 1222-2016 高碳钢丝该标准规定了高碳钢丝的材质和允许偏差范围。

其中,高碳钢丝材质成分需满足以下条件:C≥0.60%。

弹簧钢属于高碳钢丝的一种。

2、GB/T 3077-2015合金结构钢该标准规定了合金结构钢的化学成分、机械性能测试方法等,合金结构钢中可以包含多种元素,如Cr、Mo、Ni、V等。

弹簧钢材也可以属于合金结构钢的一种。

二、弹簧钢材性能的国标规定1、GB/T 3190-2016 金属材料拉伸试验方法该标准规定了金属材料拉伸试验的试验装置、试验方法、标志与表示等。

弹簧钢材常用的拉伸试验表现为抗拉强度、屈服强度、伸长率等。

2、GB/T 229-2007 金属材料室温拉伸试验方法该标准规定了室温下金属材料的拉伸试验方法,包括试样的形状、尺寸和制备方法等。

弹簧钢材的性能评估中会用到该标准中定义的抗拉强度、屈服强度、断面收缩率和断裂延伸率等参数。

三、弹簧钢材的加工性能和应用1、加工性能弹簧钢材的加工性能包括锻造、热处理、热轧、拉伸等多个环节。

在加工之前,需对弹簧钢材的材质和性能进行仔细的检测和评估,以确保其符合工艺要求,从而得到优质的制品。

2、应用弹簧钢材是应用广泛的特种钢材之一,主要用于制造弹簧、卡簧、弹性紧固件、阀芯、水泵轴承等机械零部件。

此外,弹簧钢材也可以用于制造汽车制动弹簧、座椅弹簧等汽车零配件,还可以用于医疗、航空、航天等领域。

综上所述,弹簧钢国标对于保证弹簧钢制品的优质和可靠至关重要。

弹簧钢对于一些特殊应用领域的制品质量和安全性具有非常重要的作用,因此制定完善的国家标准体系有利于保障消费者的权益,规范市场行为,促进产业发展。

弹簧钢丝的标准及用途牌号总结

弹簧钢丝的标准及用途牌号总结

弹簧钢丝的标准及用途牌号总结
弹簧钢丝是由碳钢或高强钢经过冷轧加工,冷拔制成的金属细长形的
一种产品。

弹簧钢丝具有优良的强度、弹性和韧性,并且具有良好的电气
导电性能,所以被广泛用于制造弹簧、碳刷、无功器、螺旋、扭簧等零件,并能用于制造各种组建,机械、交通、冶金、石油、民用、自动设备制品
中的线路,以及装饰家具等等。

由于弹簧钢丝在使用过程中有着许多不同的应用性能要求,所以在选
择使用时,有许多标准和牌号需要考虑。

一、国家标准及牌号
1、GB/T1098-2002《钢丝弹簧分类和牌号》
这个标准规定了弹簧钢丝的牌号和基本参数,牌号共分为四类:SWC (特强弹簧钢丝),SWP(强劲弹簧钢丝),SWO(中温弹簧钢丝)和SWN (普通弹簧钢丝),每一类型牌号的参数有所不同,例如屈服点、抗拉强度、断裂点等。

2、GB/T4357-1989《螺旋弹簧用钢丝牌号》
这个标准规定有关螺旋弹簧用钢丝的牌号和基本参数,牌号主要由四类:SWP型、SWO型、SWN型和SWC型,每一类型牌号的参数有所不同,
例如屈服点、断裂点、延伸率等。

3、GB/T5224-2003《活塞环用钢丝牌号》
这个标准规定有关活塞环用钢丝的牌号和基本参数,牌号由四类:SWC、SWP、SWO和SWN。

不锈钢弹簧钢丝标准

不锈钢弹簧钢丝标准
一、化学成分
不锈钢弹簧钢丝的化学成分应符合相应的国家或行业标准,通常采用低碳不锈钢材质,如304、316等。

具体的化学成分要求可以参考相应的标准或合同要求。

二、物理性能
1. 弹性模量:不锈钢弹簧钢丝的弹性模量应符合相关标准要求,一般应在190GPa左右。

2. 抗拉强度:不锈钢弹簧钢丝的抗拉强度应符合相关标准要求,一般应在1500-2000MPa范围内。

3. 伸长率:不锈钢弹簧钢丝的伸长率应符合相关标准要求,一般应在20%-45%之间。

4. 硬度:不锈钢弹簧钢丝的硬度应符合相关标准要求,一般应在HRC28-45之间。

三、形状和尺寸
1. 不锈钢弹簧钢丝的形状应符合相应的设计要求,一般有圆形、方形、矩形等。

2. 不锈钢弹簧钢丝的尺寸应符合相应的设计要求,包括直径、间距、节距等参数。

四、表面处理
1. 不锈钢弹簧钢丝表面应光滑、无毛刺、无氧化皮等缺陷。

2. 不锈钢弹簧钢丝表面可进行抛光、镀层等处理,以提高耐腐蚀性
能和美观度。

五、检测和验收
1. 不锈钢弹簧钢丝应按照相应的检测方法进行检测,如拉伸试验、硬度试验等。

2. 不锈钢弹簧钢丝的验收应按照相应的验收标准进行,如表面质量、尺寸偏差等。

预镀锌弹簧钢丝标准

预镀锌弹簧钢丝标准预镀锌弹簧钢丝是一种具有优异弹性和耐腐蚀性能的金属材料,广泛应用于汽车制造、机械设备、建筑工程等领域。

为了保证预镀锌弹簧钢丝的质量和安全性能,相关部门制定了一系列的标准,以规范其生产和使用过程。

一、国家标准。

我国对预镀锌弹簧钢丝的生产和质量管理制定了一系列的国家标准,其中包括GB/T 4357-2009《弹簧钢丝》、GB/T 4358-2017《预镀锌弹簧钢丝》等。

这些标准从原材料、生产工艺、机械性能、化学成分等方面对预镀锌弹簧钢丝进行了详细的规定,确保产品质量达到国家标准要求。

二、行业标准。

除了国家标准外,行业标准也对预镀锌弹簧钢丝的生产和使用提出了具体要求。

比如汽车制造行业对弹簧钢丝的使用有特殊的要求,需要符合汽车行业的相关标准,以确保汽车零部件的质量和安全性能。

三、企业标准。

在生产实践中,一些大型企业也会根据自身的生产特点和技术要求,制定企业标准,以确保产品质量和生产效率。

这些企业标准通常是在国家标准的基础上进行细化和补充,更加贴近企业的实际情况。

四、标准的重要性。

预镀锌弹簧钢丝标准的制定和执行,对于保障产品质量、确保使用安全、促进行业发展具有重要意义。

标准可以规范生产和使用行为,提高产品的一致性和稳定性,有利于消除市场混乱和不良竞争,促进行业健康发展。

五、标准的落实。

为了确保预镀锌弹簧钢丝标准的有效实施,需要相关部门、企业和用户共同努力。

相关部门应加强标准的宣传和培训,提高企业和用户的标准意识;企业应加强内部管理,严格执行标准要求,确保产品质量和安全性能;用户应选择符合标准要求的产品,并正确使用和维护,以确保产品的性能和安全性。

六、标准的完善。

随着科学技术的不断发展和行业需求的变化,预镀锌弹簧钢丝标准也需要不断完善和更新。

相关部门应加强标准的研究和制定,及时跟踪行业发展动态,完善标准体系,以适应新的生产技术和市场需求。

结语。

预镀锌弹簧钢丝标准的制定和执行,是保障产品质量、确保使用安全、促进行业发展的重要保障。

弹簧钢丝的标准及用途牌号

弹簧钢丝的标准及用途牌号
一、弹簧钢丝的标准
1、弹簧钢丝的国家标准
GB/T4357—2005《钢丝绳及索的弯曲与拉伸性能试验》
GB/T5224—2003《钢丝绳及索的抗拉强度试验》
GB/T1804—2000《钢丝绳抗疲劳强度试验方法》
GB/T2975—1998《钢丝绳及索的抗挠曲试验方法》
GB/T3098.3—1994《钢丝绳的抗拉强度等级与试验方法》
GB/T228.1—2023《金属材料拉伸试验方法第1部分:细支钢拉伸试验》
GB/T228.2—2023《金属材料拉伸试验方法第2部分:延伸率试验》YB/T5294—2023《工业用索具用钢丝绳》
2、弹簧钢丝的国家行业标准
JG/T109—2023工业用钢丝绳标准
NTC1111-81《苗形钢丝绳标准》
JB/T][6378—2023《索具用钢丝绳标准》
NTC906-80《船用钢丝绳标准》
NTC925—81《船用钢丝绳抗拉强度和断裂拉伸率标准》
JG/T113—2023《钢丝绳组成标准》
3、弹簧钢丝的个别标准
DIN2076(05WR)—(耐用性)
JISG3521—(耐用性)
ASTMA493—(耐用性)
AWMILR1—(耐用性)
二、弹簧钢丝的用途牌号
1、弹簧钢丝的常见牌号
GB/T4358—1997《工业用钢丝绳组成和牌号》GB/T5225—2003《钢丝绳组成和牌号》。

弹簧钢丝的标准及用途说明大全

弹簧钢丝的标准及用途说明大全弹簧钢丝是一种特殊用途的钢丝,具有高强度和良好的弹性变形性能。

它广泛应用于工业生产、民用产品以及交通运输等领域,具有非常重要的作用。

下面将详细介绍弹簧钢丝的标准以及主要的应用领域。

一、弹簧钢丝的标准1.GB/T4357-2024《碳素弹簧钢丝》:这个标准适用于生产碳素弹簧钢丝,其化学成分和力学性能有详细的要求和试验方法。

2.GB3206-82《冷轧碳素弹簧钢丝》:这个标准规定了冷轧碳素弹簧钢丝的化学成分、机械性能、表面质量以及试验方法等要求。

4.ISO8458-2:2002《钢丝和钢丝制品》:该标准涉及了钢丝的尺寸、公差以及化学成分和机械性能的要求。

它是国际上最常用的钢丝标准之一以上标准是弹簧钢丝的主要标准,其它国家和地区也有相应的标准来规范弹簧钢丝的生产和使用。

二、弹簧钢丝的用途说明1.工业生产:弹簧钢丝被广泛应用于工业生产中的各种机械设备,如机床、汽车、船舶、电子设备等。

它们通常作为承载元件,用于传递力量、支撑结构和减震降噪等方面。

2.民用产品:弹簧钢丝在民用产品中也有很多应用,如家具、电器、文具和卫浴用品等。

它们通常用于弹簧床垫、弹簧门扣、弹簧笔和淋浴龙头等部件的制作,提供舒适性、灵活性和稳定性。

3.交通运输:弹簧钢丝在交通运输领域也起到重要作用。

它们被广泛应用于汽车悬挂系统、摩托车减震器、火车弹簧和地铁门扣等方面。

弹簧钢丝的良好弹性变形性能可以提供舒适和平稳的行车体验。

4.建筑行业:在建筑行业,弹簧钢丝通常用于建筑结构的加固和支撑,如桥梁、电线塔和高层建筑的防震安装等。

弹簧钢丝的高强度和良好的弹性特性确保了建筑物的结构稳定性和安全性。

5.其它领域:弹簧钢丝还可以在许多其它领域中得到应用,如农机设备、电梯、电视天线和医疗器械等。

它们在这些领域中发挥着关键的作用,保证了设备的运行效率和性能稳定。

总结起来,弹簧钢丝是一种重要的特殊用途钢材,广泛应用于不同领域的工业生产、民用产品和交通运输等。

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弹簧钢丝的标准及用途核心提示:弹簧是机械行业和日常生活中最常用的零件。

弹簧在弹性范围内使用,卸载后应回复到原来位置,希望塑性变形越小越好,因此钢丝应具有高的弹性极限,屈服强度和抗拉强度。

屈强比越高,弹性极限就越接近抗拉强度,因而越弹簧是机械行业和日常生活中最常用的零件。

弹簧在弹性范围内使用,卸载后应回复到原来位置,希望塑性变形越小越好,因此钢丝应具有高的弹性极限,屈服强度和抗拉强度。

屈强比越高,弹性极限就越接近抗拉强度,因而越能提高强度利用率,制成的弹簧弹力越强。

弹簧依靠弹性变形吸收冲击能量,所以弹簧钢丝不一定要有很高的塑性,但起码要有能承受弹簧成型的塑性,以及足够的能承受冲击能量的韧性。

弹簧通常在交变应力作用下长期工作,因此要有很高的疲劳极限,以及良好的抗蠕变和抗松弛性能。

在特定环境中使用的弹簧,对钢丝还会有一些特殊要求,例如:在腐蚀介质中使用的弹簧,必须有良好的抗腐蚀性能。

精密仪器中使用的弹簧,应具有长期稳定性和灵敏性,温度系数要低,品质因素要高,后效作用要小,弹性模量要恒定。

在高温条件下工作的弹簧,要求在高温时仍能保持足够的弹性极限和良好的抗蠕变性能等。

此外,还应考虑弹簧钢丝的成形工艺和热处理工艺。

冷拉弹簧钢丝和油淬火回火弹簧钢丝都以供货状态钢丝直接绕制弹簧,弹簧成形后经消除应力处理直接使用。

冷拉弹簧钢丝的抗拉强度要略高于油淬火回火钢丝。

大规格冷拉钢丝弹力太大,绕制弹簧很困难,所以冷拉弹簧钢丝使用规格一般小于8.0mm,油淬火回火钢丝使用规格一般小于13.0mm。

实际上直径13.0mm弹簧多选用轻拉状态弹簧钢丝,冷拉绕制成形后再淬回火使用。

直径15.0mm以上钢丝大多采用加热绕制工艺制簧。

弹簧根据运行状态可分为静态簧和动态簧。

静态弹簧指服役期振动次数有限的弹簧,如安全阀弹簧,弹簧垫,秤盘弹簧,定载荷弹簧,机械弹簧,手表游丝等。

动态弹簧指服役期振动次数达1×106次以上的弹簧,如发动机阀门弹簧,车辆悬挂簧,防震弹簧,联轴器弹簧,电梯缓冲弹簧等。

静态弹簧选材时主要考虑抗拉强度和稳定性,动态弹簧选材时主要考虑疲劳,松弛及共振性能。

弹簧根据负荷状况可分为轻载荷、一般载荷和重载荷三种状态。

轻载荷指承受静态应力,应力较低,变形量较小的弹簧,如安全装置用弹簧,吸收振动用弹簧等。

设计使用寿命103~104次。

一般载荷指设计寿命105~106次,在振动频率300次/min条件下使用的普通弹簧。

在许用应力范围内,寿命保证1×106次,载荷应力越低,寿命越长。

重载荷指长时间工作、振动频繁的弹簧。

如阀门弹簧,空气锤、压力机、液压控制器弹簧,其载荷较高,常常在低于许用应力10%左右使用,使用寿命大于1×106次,通常为107次。

弹簧选材的原则是:首先满足功能要求,其次是强度要求,最后才考虑经济性。

碳素弹簧钢是弹簧钢中用途广泛,用量最大的钢类。

钢中含0.60%~0.90%的碳和0.3%~1.20%的锰,不再添加其它合金元素,使用成本相对较低。

碳素弹簧钢丝经适当的加工或热处理,可以获得很高的抗拉强度,足够的韧性和良好的疲劳寿命。

但碳素钢丝的淬透性低,抗松弛性能和耐蚀性能差,弹性模量的温度系数较大(高达300×10-6/℃),适用于制造截面较小,工作温度较低(120℃)的弹簧。

合金弹簧钢一般含0.45%~0.70%的碳和一定量的Si,Mn,Cr,V,W及B等合金元素。

合金元素的加入改善弹簧钢的抗松弛性能,提高钢的韧性,同时显著提高钢的淬透性和使用温度,适用于制造较大截面,较高温度下使用的弹簧。

国内外弹簧钢常用牌号对照如表1。

表1国内外弹簧钢常用牌号对照表2弹簧钢丝标准、适用范围及工艺特点我国弹簧钢丝标准是参照ISO和JIS标准,分钢类制定的。

现行国家及行业推荐标准包括碳素弹簧钢丝标准6个,合金弹簧钢丝标准4个,标准明细如表2。

表2弹簧钢丝标准明细2.1碳素弹簧钢丝标准、适用范围及工艺特点碳素弹簧钢丝现行国家和行业推荐标准分两种类型:一类是冷变形强化钢丝,又称冷拉弹簧钢丝。

冷拉碳素弹簧钢丝首先经铅淬火处理获得索氏体组织,然后表面磷化,以很大减面率拉拔到成品尺寸,钢丝组织呈纤维状,有很高的抗拉强度和弹性极限,良好的弯曲和扭转性能。

冷拉弹簧钢丝尺寸精度高,表面光洁,无氧化和脱碳缺陷,疲劳寿命比较稳定,是使用最广泛的弹簧钢丝。

碳素弹簧钢丝的另一类型是马氏体强化钢丝,又称油淬火回火钢丝。

碳素钢丝通过淬回火处理,可获得良好的综合力学性能,当钢丝规格较小时(φ≤2.0mm),油淬火回火钢丝的各项强度指标比索氏体化处理后冷拉钢丝要低。

当钢丝规格较大时(φ≥6.0mm)索氏体化的钢丝不可能采用很大减面率来获得所要求的强度指标,而油淬火回火钢丝只要完全淬透就可以获得比冷拉钢丝更高的性能。

在抗拉强度相同条件下,马氏体强化钢丝比冷变形强化钢丝具有更高的弹性极限。

冷拉钢丝金相组织呈纤维状,各向异性明显,油淬火回火钢丝金相组织为均匀的回火马氏体,几乎是各向同性的。

同时油淬火回火钢丝的抗松弛性能优于冷拉钢丝,使用温度(150~190℃)也高于冷拉钢丝(≤120℃)。

近年来中大规格油淬火、回火钢丝大有取代冷拉钢丝趋势。

下面按标准介绍各类碳素弹簧钢丝的应用范围及工艺特点。

1)YB/T5220-93《非机械弹簧用碳素弹簧钢丝》该标准适用于沙发垫簧,座垫,靠背拉簧,卡簧,夹簧等非机械弹簧用碳素弹簧钢丝。

标准按抗拉强度要求不同将钢丝分成A1,A2,A3…A9九个组别,每个组别钢丝不分规格大小按一个强度范围供货,抗拉强度偏差≤200Mpa。

A1,A2和A3组用于制造较低应力弹簧。

A3,A4和A5用于制造一般应力弹簧。

A7,A8和A9用于制造较高应力弹簧。

床垫簧一般选用A3和A4组别。

从使用状态分析,该标准钢丝基本属于静态簧,成品钢丝仅考核抗拉强度、缠绕和单次弯曲三项性能,详见表3。

表3 YB/T5220-93非机械弹簧用碳素弹簧钢丝说明:①Φ≤4.0mm钢丝在2d芯棒上缠绕两圈无裂纹或折断。

②Φ>4.0mm钢丝进行弯曲试验,试样沿R=10mm圆弧向不同方向弯曲90o,弯曲处不得有裂纹或折断。

A1-A3组钢丝一般选用45~70钢,A3~A6组选用65Mn或70钢,A7~A9组钢丝选用70或T8MnA(82B)生产。

由于按该标准供货的钢丝基本用于制作静态弹簧,对疲劳寿命的要求相对宽松,钢丝可以采用控轧控冷盘条直接拉拔成品。

钢丝成前热处理也可以用正火代替铅浴处理。

同时允许选用转炉镇静钢作为原料。

(2)GB/T4357-89《碳素弹簧钢丝》该标准是冷拉碳素弹簧钢丝的通用标准,主要用于制作在各种应力状态下工作的静态弹簧。

根据弹簧工作应力状态钢丝可分三个级别供货:B级用于低应力弹簧,C级用于中等应力弹簧,D级用于高应力弹簧。

成品钢丝考核抗拉强度、扭转、缠绕和弯曲四项性能,常见规格的力学性能如表4。

表4 GB/T4357-89碳素弹簧钢丝说明:①Φ≤4.0mm的D级钢丝和Φ≤6.0mm的B级、C级钢丝在等于钢丝直径的芯棒上缠绕2圈、缠绕后的试样表面不得产生裂纹和断裂。

②Φ>4.0mm的D级钢丝在2倍钢丝直径的芯棒上缠绕2圈,缠绕后的试样表面不得产生裂纹和断裂。

③Φ>6.00mm的钢丝应进行弯曲检验,试样沿R=10mm圆弧向不同方向弯曲900,弯曲后不得产生裂纹和断裂。

B级和C级钢丝一般选用70(67A、72A)或65Mn(67B),D级选用T9XtA和T8MnA(82B)生产。

本标准钢丝主要用于制作静态机械弹簧,其服役期振动频次要高于非机械弹簧,对疲劳寿命有一定的要求,成品也增加扭转性能的考核。

因此对钢丝用盘条应采用电炉或电炉+炉外精炼法冶炼,盘条中P≤0.030%、S≤0.020%等。

成品钢丝显微组织中如含有游离铁素体,会降低弹簧疲劳寿命,而控轧控冷盘条中一般均存有5%~1.5%的游离铁素体,一般不宜采用盘条直接生产成品钢丝。

按此标准供应的钢丝原则上成前应经铅浴处理,消除游离铁素体组织,成品钢丝显微组织应为纤维化索氏体组织。

(3)GB/T4358-1995《重要用途碳素弹簧钢丝》按该标准供货的钢丝,主要用于制作在各种应力状态下工作的动态弹簧。

根据弹簧工作应力状态,钢丝分3个组别供货:E组适用于中等应力动态弹簧,F组适用于高应力动态弹簧,G组适用于高疲劳寿命的动态弹簧。

成品钢丝考核抗拉强度,扭转,缠绕,弯曲和脱碳五项性能指标,常见规格的力学性能如表5。

由于按该标准供货的钢丝用于制作中、高应力状态下工作的动态弹簧,成品钢丝除保持高的弹性极限和良好的韧性指标外,还必须考虑到疲劳极限和弹簧的疲劳寿命。

为此,对钢的纯净度,非金属夹杂含量和气体含量,铁素体含量及表面脱碳程度有更高的要求。

钢丝用盘条必须采用电炉+炉外精炼法冶炼,对盘条的化学成分有更高的要求:P≤0.025%、S≤0.020%,Cr≤0.10%、Ni≤0.15%(0.12%)、Cu≤0.20%。

实际生产中为提高疲劳寿命往往将Mn控制在高限,E组选用70或70Mn(72B),F组选用T8MnA或T9RtA,G组选用65Mn(Mn可调整到0.9-1.2%)或67B。

降低钢中P、S含量,提高Mn含量和采用炉外精炼的目的是:消减钢中非金属夹杂含量,改善夹杂物形态和降低气体含量,提高疲劳极限和疲劳寿命。

如果钢丝显微组织中含有游离铁素体,会较大幅度地降低疲劳寿命,按该标准供货的钢丝,成前必须进行铅淬火处理。

G组钢丝用于制作在剧烈振动状态下工作的阀门弹簧,对疲劳寿命要求极高,所以选用韧性更好的65Mn盘条,抗拉强度虽有所下降,但疲劳寿命更有保证。

钢丝表面脱碳,形成铁素体组织严重影响疲劳性能,标准对G组钢丝增加脱碳层检验,规定总脱碳层深度不得大于 1.0%d,但对较大规格钢丝(Φ>4.0mm)受减面率限制,由热轧盘条带来的脱碳层很难彻底消除,标准补充规定:"征得需方同意,可供应脱碳层不超直径1.5%d的钢丝"。

表5 GB/T4358-1995重要用途碳素弹簧钢丝说明:①Φ<4.0mm的钢丝在等于钢丝直径的芯棒上、Φ≥4.0mm钢丝在2倍钢丝直径的芯棒上缠绕5圈,不得有裂纹或折断。

②Φ>1.0mm钢丝进行弯曲试验,试样沿R圆弧向不同方向弯曲900,弯曲处不得有裂纹或折断,Φ≤4.0mm,R=5mm;Φ>4.0mm,R=10mm。

③G组钢丝脱碳层≤1.0d%。

(4)GJB1497-92《特殊用途碳素弹簧钢丝规范》在某些特定场合,需要弹簧具有超出常规要求的弹力,如枪械弹簧,为便于携带和使用,弹簧所占的空间很小,弹力要足够大,必须选用抗拉强度特高,韧性较好的钢丝来制作弹簧,《特殊用途碳素弹簧钢丝》就适应这种需要的标准。

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