فولادهای فنری: ویژگی ها، خواص، درجه ها، GOST. محصولات فولادی فنری

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 10:25

ارزش دارد با این واقعیت شروع کنیم که هر فنر، فنر و سایر عناصر مشابه تحت شرایط تغییر شکل کشسانی سفت و سخت کار می کنند. علاوه بر این، اکثر قطعات نیز تحت بارهای سیکلی قرار دارند. به همین دلایل است که از فولاد فنر از نظر کشسانی، سیالیت، استقامت، شکل‌پذیری و همچنین داشتن مقاومت لازم در برابر شکست شکننده بسیار مهم است.

ترکیب

ترکیب فولاد مناسب برای تولید فنرها و فنرها از 0.5% تا 0.75% کربن می باشد. الزامات اضافی برای محتوای عناصر آلیاژی در طول تولید به شرح زیر است:

• میزان سیلیکون در فولاد فنری تا 2.8%؛
• میزان منگنز تا 1.2%؛
• آلیاژ کروم به 1.2% رسید؛
• محتوای وانادیوم تا 0.25%؛
• آلیاژ با تنگستن تا 1.2%؛
• میزان نیکل تا 1.7%.

همچنین در اینجا مهم است که اضافه کنیم که در طول تولید فولاد، فرآیند پالایش دانه انجام می شود که به افزایش مقاومت فلز در برابر تغییر شکل های پلاستیکی کوچک کمک می کند. این به نوبه خود،مقاومت در برابر آرامش محصول فولادی فنری را افزایش می دهد.

برنامه

به طور گسترده در وسایل نقلیه استفاده می شود محصولات ساخته شده از گریدهای فولادی مانند 55C2، 60C2A، 70C3A. اما در اینجا باید بدانید که این ماده در معرض نقص هایی مانند کربن زدایی یا گرافیت شدن است. این کاستی ها از این جهت خطرناک هستند که ویژگی های کشسانی و همچنین استحکام مواد را به شدت کاهش می دهند. برای جلوگیری از این عیوب و تاثیر منفی آن بر روی فولاد فنر، عناصری که در بالا ذکر شد به آن اضافه می شود.

بهترین عملکرد، برخلاف انواع سیلیسی آلیاژ، درجه 50XFA است. این نوع مواد بیشترین استفاده را برای ساخت فنرهای خودرو داشته است. همچنین از این نوع فولاد برای تولید فنرهای سوپاپ استفاده می شود، زیرا در معرض کربن زدایی نیست. اما در اینجا شایان ذکر است که سختی پذیری پایینی دارد.

کار چشمه

درک این نکته مهم است که عملکرد هر فنر، فنر یا هر بخش فولادی فنری دیگر تنها با این واقعیت مشخص می شود که فقط از خواص کشسانی مواد استفاده می شود. مقدار کل کشش آنها توسط ویژگی های طراحی تعیین می شود. شاخص تعیین کننده در اینجا تعداد چرخش ها، قطر آنها و همچنین طول خود محصول خواهد بود. نکته مهم دیگری که باید به آن توجه کرد تغییر شکل پلاستیک است. این اغلب در فنرها و بنابراین از موادی که برای آن استفاده می شود مجاز نیستتولید فنر، مقاومت ضربه ای بالا یا شاخص شکل پذیری لازم نیست. نیاز اصلی پارامتر الاستیسیته است. حد بالایی این مشخصه باید کاملاً بزرگ باشد. برای دستیابی به پارامتر مورد نیاز، فولاد را در دماهای بالا سخت می کنند و سپس مواد را در دمای 300-400 درجه سانتیگراد تمپر می کنند.

خواص

خاصیت اصلی فولاد فنر سیالیت (کشسانی) است. حداکثر مقدار این پارامتر فقط در دماهای ذکر شده در بالا به دست می آید. با این حال، اگر مواد در چنین درجه هایی حرارت داده شوند، تردی مزاج محصول نهایی در درجه اول خواهد بود. همانطور که قبلا ذکر شد، قدرت ضربه مهم نیست.

یکی دیگر از خواص فولاد به ترکیب آن مربوط می شود. این در این واقعیت بیان می شود که محتوای کربن در آن بیشتر از آلیاژهای دیگر است. اگرچه در مقایسه با فولاد ابزار، هنوز کمتر است.

منگنز و سیلیکون برای فرآیند آلیاژسازی معمولی استفاده می شود. برای فنرها یا فنرهای با مسئولیت بیشتر، از کروم و وانادیوم به عنوان افزودنی استفاده می شود. این دو عنصر به آنها خاصیت ارتجاعی بیشتری می بخشد. می توان اضافه کرد که برای دستیابی به بهترین خواص عملکردی، فولاد اغلب در روغن یا آب در معرض کوئنچینگ قرار می گیرد.

انواع و درجات فولاد

گریدهای فولادی فنری به گروه های مختلفی تقسیم می شوند. مواد با هدف عمومی وجود دارد. این شامل گریدهای 65، 70، 75، U9A است. این محصول برای ساخت فنر برای ماشین آلات بابخش کوچک از خواص ویژه این قطعات می توان به کاهش مقاومت در برابر آرامش آنها اشاره کرد.

نمرات فولاد سیلیکونی 55C2، 60C، 60C2 برای ایجاد عناصری مانند فنرها و فنرهای مورد استفاده در صنایع خودروسازی، خودروسازی و تراکتورسازی و همچنین در صنعت راه آهن استفاده می شود. در اینجا اضافه کردن این نکته مهم است که این عناصر مستعد دفع کربن هستند. این فولاد خاصیت خاصی ندارد.

نوع دیگری از فولاد آلیاژی پیچیده است. این محصول با نام های تجاری 50XFA و 60C2XFA موجود می باشد. در صورت نیاز به ایجاد فنر یا فنر برای قطعات مهم از این ماده استفاده می شود. مقاومت دمایی این ماده تا +300 درجه سانتیگراد است.

همچنین می توانید فولاد هدف ویژه را برجسته کنید. این محصولات شامل چنین محصولاتی از کلاس مارتنزیتی 30X13، 40X13 است. از آنها برای تولید فنرها یا فنرهای معمولی استفاده می شود، اما دارای خواص ویژه ای هستند. ویژگی فولاد فنری این گرید افزایش مقاومت در برابر خوردگی، افزایش مقاومت حرارتی (تا 550 درجه سانتیگراد) و همچنین خاصیت مغناطیسی بارز است.

شرایط GOST

برای فولادهای فنری، و همچنین برای سایر محصولات متنوع، GOST به تصویب رسید. او تمام قوانین مربوط به مواد را تعیین می کند. برای مثال، الزامات فنی زیر در آنجا توضیح داده شده است.

• کسر جرمی ماده ای مانند مس نباید از 0.2٪ تجاوز کند. و مقدار باقیمانده نیکل نبایدبالاتر از 0.25% باشد.
• برای عیار فولادی مانند 60S2G، یک شرط جداگانه وجود دارد که بیان می کند که کسر جرمی کل گوگرد و فسفر نباید از 0.06% تجاوز کند.
• گرید فولادی مانند 51XFA طبق GOST فقط برای تولید سیم فنر در نظر گرفته شده است.
• فولاد فنری GOST همچنین تجویز می کند که با سفارش فردی مصرف کننده، کسر جرمی منگنز موجود در فولاد را می توان کاهش داد، علیرغم نسخه هایی که در جدول موجود در همان سند نشان داده شده است. این به شرطی است که آلیاژ با کروم و نیکل آلیاژ نشده باشد.

فولاد مقاوم در برابر خوردگی

یکی از گریدهای فولادهای خاص از این جهت متفاوت است که مقاومت آن در برابر خوردگی افزایش یافته است. برای به حداکثر رساندن مقاومت ماده در برابر فرآیندی که آن را از بین می برد، کروم و نیکل به ترتیب به میزان 13 تا 27 درصد و 9 تا 12 درصد به آن اضافه می شود. به عبارت دیگر این محصولات در گروه فولادهای پر آلیاژ قرار دارند.

عنصر اصلی تشکیل دهنده آستنیت در چنین محصولی نیکل است. در حالی که به عنوان مثال منگنز تأثیر ضعیف تری بر تشکیل آستنیت دارد، تأثیر استفاده از آن تقریباً دو برابر کمتر است. در صورت نیاز به گسترش بیشتر ناحیه آستنیتی، می توان از موادی مانند کربن یا نیتروژن استفاده کرد.