Справочник по конструкционным материалам (998983), страница 42
Текст из файла (страница 42)
Релаксационная стойкость пружин после отпуска увеличивается цо сравнению с неотпущенным состоянием примерно в 2-3 раза. На 5-10 % возрастает и предел выносливости, причем температура отпуска для достижения максимума этого свойства обычно выше (300-350 С), чем температура отпуска для досттюкения максимального предела упругости (обычно 200-300 С) (табл. 42). Прн назначении режима отпуска следует учитывать влияние не только температуры, но и его продолжительности (табл. 4.3).
Тайпща 4.2. Зависимость пределе выиесливести т ~ проволоки диеметрем 6,$ мм из стали УЭА ет стеиеии ебжатия при велечеиии и температуры последующего отпуска Тайм~а 4З. Влияние ирелелжительиести етиусиа ири 366 и %6 'С иа предел выиесливести т, иревелеии диаметром М мм из стали УЗА песле велечеиия е ебжатием 70% (числитель) и 90 % (зиямеиатель)~ По данным Л.А. Красильникова. Без отпуска. Рекомендуемые режимы отпуска пружин из патентированной высокоуглероднстой стальной проволоки: 175 С, 2 ч; 220 — 300 С, 1 ч или 350 С, 15 мии. Пружины, изготовленные нз патентированной н холоднодеформированной стальной проволоки или ленты, после дополнительного отпуске приобретают высокую прочность, в том числе и сопротивление усталости, при повышенной вязкости.
Эта сталь рекомендуется длл изготовления тяжелонагруженных пружин преимущественно из профилей малого сечения (толщиной или диаметром до 1,5-2 мм). При больших диаметрах проволоки не удается обеспечить высоких степеней обжатия, и поэтому стандартный комплекс механических свойств в этих сечениях ниже, хотя н не уступает свойствам, получаемым после обычной закалки и отпуска.
Однако по ограниченной выносливости и меньшей склонности к хрупкому разрушению пружины из патентированных сталей превосходя~ упрочненные в результате закалки и отпуска. В то же время у стали, закаленной и отпущенной до равной твердости с патентированной н холоднотянутой, более высокий предел упругости и большая релаксационная стойкость прн 20 С; прн нагреве эта стойкость для стали после обеих упрочняюших обработок практически одинакова. Термически обработанную или нагартованную (упрочненную) пружинную ленту и проволоку изготовляют из углеродистой (60, 70, У7А-У12А) или легированной (65Г, 70С2ХА, 60С2А) стали (см. табл.
4.1). Лента отличается высокой точностью размеров, повышенной прочностью, высоким качеством отделки поверхности в результате шли- 216 фования и полирования, что определяет ее высокое сопротивление хрупкому разрушению и сопротивление выносливости. Последнее может быть повышено при шлифовании не только поверхности, но и закругленных кромок, полученных в результате плющения проволочной заготовки под валками. Прочностные свойства термически обработанной или нагартованной ленты (ГОСТ 21997-76) приведены ниже: 1П 1300-! 600 375-485 2П ! 610-1900 486-600 Группа прочности гт„МПа..... НУО,! ЗП ~ 1900 ~ 600 Вязкость термически обработанной или нагартованной ленты характеризуют данные, приведенные в табл.
4.4. Из термически обработанной или нагартованной плющеной ленты изготовляют пружины сравнительно простой кон- Таблица 4,4. Числе иеремеииык изгибов термически обрвбетвпвей илв пагвртовяивев ленты (ГОСТ И 997-76) Чнсгиг перепгбое на 180 С, не менее, по группам прочности !и 2П ЗП ра (табл. 4.6). Основные достоинства термически упрочненной проволоки — минимальные отклонения от прямолинейности формы и повышенная релаксационная стойкость особенно у проволоки повышенных диаметров. Стали этого типа используют главным образом для изготовления клапанньпг пружин.
Примечание. В числителе-для стали марок 60, 70, 65Г, У7А, У8А, в знаменателе— лля У9А, У ЮА, У12А, 60С2А, 7ОС2ХА. Табанг/а 4.5. Химический состав сталей длв термически ®брабвгаипей проволоки, % (мвс.) После шлифовании или полирования ленту подвергают ннзкотемнервтурному отпуску, которнй уменьшает возникающие прн поверхностной обработке остаточные напряжения н создает оксндную пленку (желтую или синюю), способствующую лучшему сохранению смазочного материала.
фигурации путем вырубки с применением, если необходимо, небольшой гибки. После этих операций проводят низкий отпуск при 200-300 С для снлтня напряжений. Помимо термически обработанной нли нагартованной ленты в промышленности для изготовления пружин также применяют и термически обработанную проволоку диаметром 1,2-5,5 мм из сталей 65ГА, 68ГА, 68А (табл. 4.5) и 51ХФА.
После закалки и отпуска свойства стальной проволоки зависят от ее днамет- 0,16 0,20 О,ЗО 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 28/21 23/18 35/29 26/24 31/25 25/21 20/!7 17/.14 14/12 12/10 21/16 17/14 26/20 ! 9/15 22/18 17/14 12/9 1!/9 7/4 2/1 17/14 13/!0 19/) 8 12/ Ю 19/15 11/9 5/3 3/2 -/— Таблица 4.б. Механические с стальной нревелекн (ГОСТ 1 нейства 071-81) Номиналы щй Мнимою, мм Число перегибов на!80', не менее При м е чан не.
Число скручиваний на го комплекса механических свойств поднар. о 360 Равно 8-10 в зависимости от категоуии гают упрочняющей обработке закалке н отпуску или ВТМО и отпуску. Свойства и режимы термической обработки углеродистых и легированных сталей приведены в табл. 4.8. Закалку пружин из этих сталей проводят в воде или масле. Твердость пружин после обычной закалки и отпуска, как правило, находится в пределах 42 — 48 НКС,.
При более высокой твердости пружины склонны к хрупкому и в том числе к замедленному разрушению, Пружины, рессоры н другие упругие элементы больших сечений, а также те, от которых требуется повышенная релаксационная стойкость, в том числе и при небольшом нагреве, изготовляют из легированных сталей, чаще всего из кремнистых, а также хромомарганцевых, кремнехромистых, хромованадиевых и др. Таблица 4.7. Механические свойства пружинной ленты (ГОСТ 2283-79) П р н м е ч а н н е. Нвгвртованную ленту разделяют по классам прочности на Н1, Н2 н НЗ при соответственном увеличении абсолютных значений а, от 750 ло 1200 МПв.
218 1,20 1,40 1,60 1,80 2,00 2,30 2,50 2,75 3,00 3,20 3,40 3,50 3,60 3,75 4,00 4,10 4,20 4,50 4,80 5,00 5,50 7,5 7,5 10 !О 10 15 15 15 15 20 20 20 20 20 20 ЗО 30 30 ЗО 30 30 1764-2058 1715-2009 17! 5-2009 1666-1960 1666-! 960 1617-19! 1 1617-! 911 1617-1911 1568-1862 1568-1862 1568-1862 1470-1764 1470-1764 1421-1715 1421-17! 5 1372-1666 1 372-! 666 1372-1666 1 323-1617 1323-! 617 1274-1 568 Холоднокатаная и горячедеформнрованная сталь для пружин (ГОСТ 2283-79) может быть или в нагартованном состоянии, или после отжнга, в том числе и после отжига на зернистый перлит. Из этих полуфабрикатов изготовляют пружины более сложной конфигурации н точных размеров, чем из указанных ранее полуфабрикатов. Пружинную холоднокатаную ленту делают из инструментальных (У7 — У13 и У7АУ13А) и пружинных (6ОГ, 65Г, 85, 6ОС2А, 6ОС2, 50ХФА, 65С2ВА и 7ОС2ХА) сталей (см, табл.
4.1). Механические свойства пружинной холоднокатаной ленты приведены в табл. 4.7. Для производства пружин и рессор крупных сечений применяют сортовой и полосовой горячекатаный прокат из углеродистых н легированных сталей (см. табл. 4 1). Эги упругие элементы изготовляют навивкой нлн штамповкой в холодном или горячем состоянии. Пружины и другие элементы, изготовленные из холодно- или горячекатаного проката, для достижения требуемо- Таблица 4.8. Режимы термичеекей обработки и механические евейетва (не менее) углерелнетых и легированных иружинпых сталей Температура, С, точки Ражим термической обработки (орнентнровоч мы й) т, С МПв 785 835 885 9ЗО 980 980 1ОЗО 1О8О 1080 11ЗО 8ЗО 8ЗО 820 82о 82О 760-790 470 470 47О 470 470 300-420 10 9 9 8 8 З5 30 зо 30 зо 752 743 65 70 75 8О 85 У9А 727 730 730 730 73О 730 Масло (водв) ТО же Масло у)ОА-у12А' 7зо Масло (вода) Масло 775 75О 750 750 750 75О 775 775 790 82О 870 87О 850 87О 470 470 420 470 1325 147О 1665 1325 1470 1670 1860 1470 25 25 20 зо Прн звкалке в воде температуру закалки принимают по нижнему пределу, а прн закалке в масле — по верхнему.
Указанные в табл. 4.8 режимы отпуска позволяют характеризовать качество пружинных сталей, Практически используемые режимы отпуска тех или иных упругих элементов зависят от условиИ нх службы и могут варьироваться в достаточно широких пределах. В табл. 4.9-4.13 приведены зависимости свойств наиболее распространенных пружинных сталей от температуры отпуска, по которым можно назначать его оптимальный режим.
Помимо закалки и отпуска в ряде случаев применяют нзотермическую закалку на нижний бейнит, в частности для сталей перпитного класса марок 6ОС2, 65С2ВА, 5ОХФА и др. После аустенизацни при температурах, указанных в табл. 4.8, осуществляют переохлаждение до 280-350 С н после соответствующей выдержки пружины охлаждают в масле. 6ОГ 65Г 70Г 55С2, 55С2А босг 7ОСЗА 60С2Г 50ХГ 50ХГА 55ХГР 6ОС2А 5ОХФА 5ОХГФА 55С2ГФ 6ОС2ХА 60С2ХФА 65С2ВА 60С2Н2А 770-810 8ЗО 830 8ЗО 870 870 850 87О 850 850 850 87О 850 850 87О 300420 470 470 470 470 470 470 470 47О 470 470 420 47О 470 470 785 785 835 1175 1Г75 1470 1325 1 175 1175 1175 1375 1О8О 1325 1 375 980 980 1ОЗО 127О 1г70 1470 1470 127О 1270 1270 1570 1270 1420 1570 зо ЗО 25 ЗО 25 г5 25 35 35 35 20 35 35 25 д ч чч Таблица 4.
У, Времеиаее сеаретаалеаае аа иесле закалки и отпуска (числитель)„а такие после закалки и даиамическеге стареипп (знаменатель) арузкиииык сталей, МПа Температура отпуска (дннамнческого старенна), С Таблица 4.10. Предел текучести пел после закалки а етауска (числитель), а таким песле закалка и диаамаческеге стареиап (зиамеиатель) ируииииыд сталей, МПя Температура отпуска (динамического старение), С Марка стали 25О 350 Таблица 4.11. Предел упругости ггедаа иесле закалки и етпуска (числитель), я таким песле закалка и диаамаческеге стареаан (знаменатель) ирузкииаыд сталей, МПа Температура отпуска (динамического старение), С 350 25О 220 65 65Г 6ОС2А 60С2ХА 65С2ВА 50ХА 50ХГА 5ОХГФА 50ХФА 4ОХФА .65 65Г 60С2А 6ОС2ХА 65С2ВА 5ОХА 50ХГА 50ХГФА 50ХФА 40ХФА 65 65Г 6ОС2А 6ОС2ХА 65С2ВА 50Х 50ХГА 50ХГФА 5ОХФА 4ОХ4РА 235012450 2250/2400 2300/2370 2100/2350 2150/2300 2 $30/2210 2250/2300 2280/2350 2300/2380 2060/2080 1800/2240 -/2000 1900/2250 ! 80011840 192012070 196012020 1900/21Ю 1920/2100 1640/! 840 1050/1600 1 Юо/2100 1310/1940 122011 700 1220/ 1630 950/1510 940/1 500 950/1500 1050/$500 900/1370 2230/2400 2200/2350 2350/2360 2230/2400 2400/25Ю 2 10012 $50 2140/2170 220012250 2150/2300 1900/1950 1 750/2 130 2030/2270 2100/2280 2000/2150 -/2270 ! 35012000 1 890/1960 $930/2070 1950/2060 !620/1820 1220/1600 1200/2100 1 450/2050 1500/1900 ! 400/1890 1000/! 550 1 050/1 600 1230/1 600 1200/1600 930/ ! 450 ! 98О/2 140 2 !ОО/2260 228О/23ОО 2250/2350 2370/2430 1920/2000 1890/1980 2030/2150 2150/2200 1800/1860 1630/2000 2030/2230 2090/2200 2000/2200 2090 ! 2250 1780/ $800 1 $00(1850 1900/! 950 1900/2020 16501 1700 910/ 1300 1350/2050 1490/2020 1520(1920 1580/1950 1 150/ 1550 120011560 1250/1580 1200/1580 $050/1420 177011 380 2000/2150 2140/2250 2200(2300 2300/2390 1850! ! 9ОО 1 800/1 840 2000(2030 2060/2150 1 660/1 750 15ОО!18ОО 1900/2050 2030 ! 2120 1960/2140 2050 ! 2120 1690/1750 1660/ $750 1830/1900 1900/2000 1580/1620 850/1250 ! 500/! 850 1 45011900 1620/!900 $690/1910 1160/!500 1260/! 520 1300/! 550 1270/1580 1100/1400 1420/1570 ! ВЗО/19ОО ! 760/1820 2О5О/215О 2150/2200 1660( ! 700 1600/1670 $910/2000 1900!2Е)0 1580/1640 1330/1470 ! 760/1300 1630/1710 1890/2020 1950/2020 ! 530/1600 15001 ! 5$0 1700/1800 1760(1350 1500/1550 3201! 170 1 350/1 650 1210/ 1620 1500/1 800 1590/ $350 1200/! 400 1200/1400 ! 250!1500 1200/1550 900/1 330 1170/1200 1600/1650 1500/! 520 ! 3501 ! 900 1950!2000 ! 530/1550 1420/1500 ! ВЗО/ ! 87О !77О/!ВОО 142О/!440 1 100/1 160 1 560/! 600 1400/1450 1720/ 1820 1740/!800 1450/1500 1360/! 450 1600/1650 1600(1650 ! 360/1400 730/1030 1200/1400 1 130/1 300 1300/1060 1420/ 1660 1050/ 1250 1050/ 1220 1170/! 400 1!50/1400 $50/$290 После нзотермической закалки у пружинной стали повышаются плютичность, вязкость и уменьшается склонность к хрупкому разрушению.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
