(1)彈簧鋼的一般特點
彈簧是各種機械和儀表中的重要零件,它主要利用彈性變形時所儲存的能量來起到緩和機械上的振動和沖擊作用,同樣利用彈性變形的儲存能做工。由于彈簧一般是在動負荷的條件下使用,因此要求彈簧鋼首先必須具有高的彈性極限a、高的抗位強度b、高的屈強化(s/b)、高的疲勞強度r(尤其是缺口疲勞強度),并有足夠的塑性和韌性以及良好的表面質(zhì)量,同時還要求有較好的淬透性和低的脫碳敏感性,在冷熱狀態(tài)下容易加工成形。
(2)彈簧鋼的化學成分特點
為了獲得彈簧所要求的性能,彈簧鋼的含碳量比調(diào)質(zhì)鋼高,碳素彈簧鋼通常在0.6%~0.75%C范圍。由于碳素彈簧鋼(如65、75鋼等)的淬透性較差,其截面尺寸超過12mm時,在油中就不能淬透,若用水淬,則容易產(chǎn)生裂紋。因此,對于截面尺寸較大、承受較重負荷的彈簧都用合金彈簧鋼制造。
合金彈簧鋼的含碳量一般在0.46%~0.70%之間,合金彈簧鋼中所含合金元素經(jīng)常有Si、Mn、Cr、V等,它們的主要作用是提高鋼的淬透性和回火穩(wěn)定性,強化鐵素體和細化晶粒,從而有效地改善彈簧鋼的力學性能,提高彈性極限和屈強比。Si和Mn主要提高淬透性,同時也提高屈強比,且比Si的作用最突出,但它在熱處理時促進表面脫碳,Mn則使鋼易于過熱。因此,重要用途的彈簧鋼,必須加入Cr、V、W等元素,例如Si-Cr彈簧鋼表面不易脫碳;Cr-V彈簧鋼不易過熱,晶粒細,不易長大粗化,耐沖擊性能好,高溫強度也較高,其中Cr、V還有利于提高彈簧鋼的高溫強度。