9. Пружинная сталь

Работа пружин, рессор и тому подобных деталей характеризуется тем, что в них используют только упругие свойства стали. Большая суммарная величина упругой деформации пружины (рессоры и т. д.) определяется ее конструкцией — числом и диаметром витков, длиной пружины. Поскольку возникновение пластической деформации в пружинах не допускается, то от материала подобных изделий не требуется высокой ударной вязкости и высокой пластичности. Главное требование состоит в том, чтобы сталь имела высокий предел упругости (текучести). Это достигается закалкой с последующим отпуском при температуре в районе 300-400 °С (рис. 301). При такой температуре отпуска предел упругости (текучести) получает наиболее высокое значение, а то, что эта температура лежит в интервале развития отпускной хрупкости I рода, в силу отмеченного выше обстоятельства не имеет большого значения.

Рис. 301. Изменение мехами, ческих свойств стали в зависимости от температуры отпуска

Пружины, рессоры и подобные им детали изготавливают из конструкционных сталей с повышенным содержанием углерода (но, как правило, все же более низким, чем у инструментальных сталей) — приблизительно в пределах , часто с добавками марганца и кремния. Для особо ответственных пружин применяют сталь содержащую хром и ванадий и обладающую наиболее высокими упругими свойствами.

Составы некоторых пружинных сталей приведены в табл. 39.

Термическая обработка пружин и рессор из легированных сталей заключается в закалке от (в зависимости от марки стали) в масле или в воде с последующим отпуском при на твердость Это соответствует с.

Рекомендуемые по ГОСТ 1071-81 режимы термической обработки некоторых сталей приведены в табл. 40.

Иногда такой термической обработке подвергают детали конструкций большой длины и с тонкими стенками, которые должны обладать высокими пружинящими свойствами. В этом случае применяют сталь после закалки и отпуска при она будет иметь но вязкость а пластичность

Часто пружины изготавливают из шлифованной холоднотянутой проволоки (так называемой серебрянки). Наклеп от холодной протяжки создает высокую твердость и упругость. После навивки (или другого способа изготовления) пружину следует отпустить при для снятия внутренних напряжений, что повысит предел упругости. Для изготовления серебрянки применяют обычные углеродистые инструментальные стали

На качество и работоспособность пружины большое влияние оказывает состояние поверхности. При наличии трещин, плен и других поверхностных дефектов пружины оказываются нестойкими в работе и разрушаются, вследствие развития усталостных явлений в местах концентрации напряжений вокруг этих дефектов.

Таблица 39. (см. скан) Состав пружинной стали, % (ГОСТ 14050-70)

Таблица 40. (см. скан) Режим термической обработки пружин и рессор

Значительно улучшить стойкость пружин, рессор, как и других деталей, испытывающих знакопеременные нагрузки, можно в результате поверхностного наклепа (что достигается обдувкой дробью). Возникающие при этом в поверхностном наклепанном слое напряжения сжатия повышают предел выносливости (усталости) детали и уменьшают вредное действие возможных дефектов поверхности. Подобное упрочнение поверхности в настоящее время осуществляют не только на пружинах и рессорах, но и применяют для других деталей, испытывающих в работе знакопеременные нагрузки.

Кроме обычных пружинных материалов, имеются и специальные, работающие в специфических условиях (повышенные температуры, агрессивные среды и т. д.).