Пружинно-рессорные стали

Основное требование к материалам, используемым для изготовления пружин, рессор, торсионных валиков и т. д. — сохранение в течение длительного времени упругих свойств. Пружинные стали должны иметь высокий предел упругости ( σ_в), высокое сопротивление разрушению (S_k) и усталости при пониженной пластичности.

 

 

Рис.153. Схема изменения прочности пружинных сталей в зависимости от температуры отпуска

Термически упрочняемые пружинно-рессорные стали обычно содержат 0,5— 0,7% С. Для менее ответственных пружин и пружин с мелким сечением витков применяют углеродистые стали по ГОСТ 1050-74. Для пружин более ответственного назначения и при большем сечении витков применяют легированные пружинные стали (ГОСТ 14959-79); химический состав некоторых пружинных сталей дан в табл. ПЗ.

Таблица П3. Распространенные рессорно-пружинные стали (ГОСТ 14959-79)

Марка стали	σт, МПа	σв, МПа	δ, %	ψ, %	Примерное назначение
					Различные пружины механизмов и машин
55С2					Пружины и рессоры в автотракторо-, станкостроении, железнодорожном транспорте. Тяжелонагруженные пружины.
70С3А
60С2ХФА					Ответственные и тяжелонагруженные пружины и рессоры. Пружины часовых механизмов и приборов
65С2ВА
65Г					Пружины, рессоры автомобилей
50ХГ
50ХФА					Рессоры, клапанные и другие пружины автомобилей. Крупные особо ответственные пружины и рессоры
60С2Н2А
Примечания:: 1.В большинстве сталей содержание фосфора не превышает 0,030…0,035%, серы 0,030…0,035%. 2. Температура отпуска 470оС (у сталей 60С2А и 65 С2ВА – 420оС

 

Чаще всего пружинные стали легируют кремнием. Задерживая распад мартенсита при отпуске и упрочняя феррит, кремний создает высокое значение предела упругости. Кремнемарганцовистые и хромомарганцовистые стали (55СГ2, 50ХГ и др.) имеют хорошую прокаливаемость, и их применяют для изготовления пружин из прутков диаметром до 25 мм. Крупные наиболее ответственные пружины изготовляют из сталей 65С2ВА, 60С2ХФА.

Режим термической обработки назначают в зависимости от состава стали и условий работы пружин. Наиболее высокая упругая прочность достигается в результате среднего отпуска на троостит. При этом отношение σ_уп /σ_в становится близким к единице (рис. 153).

Для повышения выносливости пружин и рессор широко применяют дробеструйную обработку.