Сталь пружинная листовая

Марки пружинной стали — свойства и сфера применения

К конструкционным углеродистым или высокоуглеродистым относят сталь рессорно — пружинную. Для придания ей узконаправленных свойств легируется в небольших количествах 2-3 элементами, в общей сумме до 2,5 %. Но применение этих марок сталей не ограничивается только изготовлением пружин. Называют эту группу так, из-за того, что название это наиболее сильно отражает их главную особенность — упругость.

Характеристики пружинных сталей

Пружинные стали характеризуются повышенным пределом текучести (δ_В) и упругости. Это важнейшая характеристика металла — выдерживать механические нагрузки без изменений своей первоначальной формы. Т.е. металл, подвергающийся растяжению или наоборот сжатию (упругой деформации), после снятия с него действующих сил, должен оставаться в первоначальной форме (без остаточной деформации).

Марки и область применения пружинной стали

По наличию дополнительных свойств пружинная сталь подразделяется на легированную (нержавеющую) и углеродистую. За основу легированной стали берется углеродистая с содержанием С 65-85 % и легируется 4 основными элементами, всеми или выборочно, каждый из которых вносит свои особенности:

1. хром;
2. марганец;
3. кремний;
4. вольфрам.

Хром — при концентрации более 13 % работает на обеспечение коррозионной стойкости металла. При концентрации хрома около 30 % изделие может работать в агрессивных средах: кислотной (кроме серной кислоты), щелочной, водной. Коррозионная пружинная сталь всегда легируется вторым сопутствующим элементом — вольфрамом и/ или марганцем. Рабочая t до 250 °C.

Вольфрам — тугоплавкое вещество. При попадании его порошка в расплав, образует многочисленные центры кристаллизации, измельчая зерно, что приводит к повышению пластичности без потери прочности. Это привносит свои плюсы: качество такой структуры остается очень высоким при нагреве и интенсивном истирании поверхности. При термической обработке этот элемент сохраняет мелкозернистую структуру, исключает разупрочнение стали при нагреве (в процессе эксплуатации) и дислокацию. Во время закалки увеличивает прокаливаемость, в результате чего структура получает однородность на большую глубину, что в свою очередь увеличивает эксплуатационный срок изделия.

Марганец и кремний — обычно участвуют в легировании обоюдно, причем соотношение всегда увеличивается в пользу марганца, примерно до 1,5 раз. Т. е. если содержание кремния 1 %, то марганец добавляется в количестве 1,1-1,5 %.

Тугоплавкий кремний является не карбидообразующим элементом. При попадании его в расплав одним из первых принимает участие в кристаллизации, выталкивая при этом карбиды углерода к границам зерен, что соответственно приводит к упрочнению металла.

Марганец можно назвать стабилизатором структуры. Одновременно искажая решетку металла и упрочняя его, марганец устраняет излишнюю прочность кремния.

В некоторые марки сталей (при работе изделия в высокотемпературных условиях, при t выше 300 ºC) в сталь присаживают никель. Он исключает образование карбидов хрома по границам зерен, которые приводят к разрушению матрицы.

Ванадий также может являться легирующим элементом, его функция похожа на действие вольфрама.

В пружинных марках оговаривается такой элемент как медь, содержание ее не должно превышать 0,15 %. Т. к. являясь легкоплавким веществом, медь концентрируется на границах зерен, снижая прочность.

К пружинным маркам относят: 50ХГ, 3К-7, 65Г, 65ГА, 50ХГФА, 50ХФА, 51ХФА, 50ХСА, 55С2, 55С2А, 55С2ГФ, 55ХГР, 60Г, 60С2, 60С2А, 605, 70, 70Г ,75, 80, 85, 60С2ХА, 60С2ХФА, 65С2ВА, 68А, 68ГА, 70Г2, 70С2ХА, 70С3А, 70ХГФА, SH, SL, SM, ДМ, ДН, КТ-2.

Марки такой стали используются для изготовления не только пружин и рессор, хотя это основное их назначение, которое характеризует основное свойство. Их применяют везде, где есть необходимость предать изделию упругость, одновременно пластичность и прочность. Все детали, которые изготавливают из этих марок, подвержены: растяжению и сжатию. Многие их них испытывают нагрузки, периодически сменяющие друг друга, причем с огромной циклической частотой. Это:

• корпуса подшипников, которые испытывают в каждой точке сжатие и растяжение с высокой периодичностью;
• фрикционные диски, испытывающие динамические нагрузки и сжатие;
• упорные шайбы, основное время они испытывают нагрузки на сжатие, но к ним можно присовокупить и резкое изменение на растяжение;
• тормозные ленты, для которых одним из главнейших задач является упругость при многократно повторяющемся растяжении. При такой динамике с усиленным старением и износом более прочная сталь (с меньшей упругостью) подвержена быстрому старению и внезапному разрушению.

Тоже касается и шестерней, фланцев, шайб, цанг и т. д.

Маркировка

Пружинно-рессорные стали можно сгруппировать по позициям:

• нелегированные с содержанием углерода 65-85 % — недорогая сталь общего назначения;
• марганцево-кремниевые — наиболее дешевая с высокими физико-химическими показателями;
• хромо-марганцевые — нержавеющая сталь, работает в агрессивных средах при t -250 +250 C;
• дополнительно легированные и/или вольфрамом, ванадием, бором — представляют собой стали с повышенным ресурсом работы благодаря однородной структуре, отличным соотношением прочности и пластичности благодаря измельченному зерну и выдерживает высокие механические нагрузки. Используются на таких объектах как ЖД транспорт.

Маркировка пружинных сталей проводиться следующим образом. Разберем на примере 60С2ХФА:

• 60 — процентное содержание углерода в десятых долях (углерод не указывается в буквенном значении);
• С2 — буквенное обозначение кремния с индексом 2, обозначает увеличенное стандартное содержание (1-1,5 %) в 2 раза;
• Х — наличие хрома до 0,9-1 %;
• Ф — содержание вольфрама до 1 %;
• А — добавленный буквенный индекс А в конце маркировки обозначает минимальное содержание вредных примесей фосфора и серы, не более 0,015 %.

Производство

В зависимости от дальнейшей обработки и окончательно вида детали, сталь поставляется в листах, проволоке, шестигранниках, квадратах. Высокие эксплуатационные качества изделия обеспечиваются 2 составляющими:

1. структурой металла, которая определяется химическим составом и последующей обработкой;
2. наличием в структуре неметаллических включений, точнее минимальным количеством и размерами, что устраняется на этапе выплавки и разливки;
3. формой детали (спираль, дуга) и ее размерами, что определяется расчетным методом.

При растягивании пружины, внутренние и наружные стороны витков испытывают различные степени нагрузки: внешние меньше подвержены растяжению, в то время как внутренние испытывают наибольшую степень деформации. Тоже касается и концов пружины: они служат местом крепления, что увеличивает нагрузку в этих и граничащих местах. Поэтому разработаны марки стали, которые предпочтительно используются на сжатие либо растяжение.

Термомеханическая обработка

Все без исключения пружинные стали повергаются термомеханической обработке. После нее прочность и износостойкость способна увеличиться в 2 раза. Форму изделию придают в отожженном состоянии, когда сталь имеет максимально возможную мягкость, после чего нагревают до 830-870 С и охлаждают в масляной или водной среде (только для марки 60 СА). Полученный мартенсит отпускают при температуре 480 ºC.

Все требования и рекомендации к этому виду стали описаны в ГОСТ 14959-79. На их основании предприятием разрабатываются более детальные технологические листы, которые отвечают узким параметрам.

Сталь листовая пружинная в Москве

• Листовой прокат
• Фасонные части воздуховодов

Лист нержавеющий стальной AISI 430 0,5х1000х2000 2B (в мм) (вес 8 кг)

Лист гладкий из нержавеющей стали GAH ALBERTS 467463 500х250 мм

Лист нержавеющий стальной AISI 304 1,0х1000х2000 4N (в мм) (вес 16 кг)

Лист стальной х/к 1250х2500х1,2

Лист гладкий стальной GAH ALBERTS 466237 500х250 мм

Стальной лист 2,0*1250*2500 г/к

Полоса металлическая 20х4мм ст3сп, 3000мм

Лист гладкий стальной GAH ALBERTS 466268 1000х600 мм

Лист стальной 2 х 1250 х 2500 х/к

Лист горячекатаный 1,5х1250х2500 мм

Стальной лист GAH ALBERTS 466237

Лист горячекатаный 2х750х1250 мм

Лист нержавеющий стальной AISI 430 1,0х1000х2000 2B (в мм) (вес 16 кг)

Стальной лист GAH ALBERTS 466213

Лист стальной х/к 1250*2500х0,5

Лист из оцинкованной стали 600x600x1 мм Giacomini Лист из оцинкованной стали 600x600x1 мм

Лист стальной г/к 1250х2500х3

Стальной лист 2,5*1250*2500 г/к

Лист оцинкованный (1,25х2,5м)

Азовсталь Лист стальной 3х1250х2500 рифленый

Лист притопочный стальной «Радиус»

Лист притопочный стальной «Прямой»

Лист нержавеющий стальной AISI 430 2,0х1250х2500 2B (в мм) (вес 50 кг)

Полоса из нержавеющей стали (нержавейка) AISI 304 25х4

Лист стальной горячекатанный 14

Лист нержавеющий стальной AISI 430 0,5х1250х2500 4N (в мм) (вес 12.5 кг)

Стальной лист горячекатаный 2х1250х2500

Лист нержавеющий стальной AISI 304 0,5х1000х2000 2В (в мм) (вес 8 кг)

Стальной лист холоднокатаный 1.2х1250х2500

Лист нержавеющий стальной AISI 430 3,0х1000х2000 2B (в мм) (вес 48 кг)

Азовсталь Стальной лист холоднокатаный 0,5х1250х2500

Лист нержавеющий стальной AISI 430 0,5х1250х2500 2B (в мм) (вес 12.5 кг)

Лист гладкий из нержавеющей стали GAH ALBERTS 467456 1000х120 мм

лист стальной оцинкованный 0,5х300×1000мм

Лист нержавеющий стальной AISI 430 0,7х1250х2500 2B (в мм) (вес 17.5 кг)

Лист горячекатаный, 1250х2500х3 мм

Лист нержавеющий стальной AISI 430 2,0х1250х2500 BA (в мм) (вес 50 кг)

Лист оцинкованный 0.5*1000*2000

Лист стальной горячекатаный г/к 1,5х1250х2500мм

Лист горячекатаный 6 мм (м2)

Лист 3х1250х2500 мм стальной горячекатаный (цена за лист)

Лист нержавеющий стальной AISI 304 2,0х1500х3000 2B (в мм) (вес 72 кг)

Стальная полоса 20*3

Железо Лист 1,5 х 6,0 м х 14 мм

Лист горячекатаный 3х1250х2500 мм

Лист стальной оцинкованный 0,5х600×1000мм

Лист горячекатаный 2500х1250х3мм (3 кв.м.) / Лист стальной горячекатаный 2500х1250х3мм (3,0 кв.м.)

Сталь пружинная в Москве

• Борона дисковая
• Бороны БДМ
• Дискатор БДМ
• Борона навесная
• Дискатор навесной
• Бороны дисковые двухрядные
• Борона дисковая БАРС
• Диск бороны
• БДМ 6х2
• Бороны БДМ 6х2

Пружинная лента, пружинные листы и проволока со склада в Московской обл.

У нас на складе вы можете купить пружинную ленту, пружинные листы и проволоку. Пружинная лента из стали 65Г, 60С2А, 70С2ХА, У8А и др. ГОСТ 2283-79 и 21996-76. Пружинные листы из стали 65Г и 60С2А, холоднокатаные и горячекатаные. Большой ассортимент с нашего склада в Подмосковье. Изготавливаем под заказ нестандартные позиции стальной ленты под .

В наличии / Опт и розница

Продаем проволоку стальную пружинную

. а также низкоуглеродистая (ОК (вязальная, гвоздильная), сварочная), со склада в Подмосковье. У нас также можно купить ленты из инструментальной и пружинной стали . ГОСТ 21996-76 и ГОСТ 2283-79. Со склада и под заказ. Возможны отгрузки небольших (от нескольких килограмм) ленты и проволоки. Предлагаем круги и поковки из конструкционных и специальных .

В наличии / Опт и розница

Пружины по чертежам, стопорные кольца, тарельчатые пружины, пресс-масленки

ОАО «Точность» производит Пружины по чертежам любой сложности (используем сталь 65Г, 60С2А, 50ХФА, 65С2ВА, 12Х18Н10, 40Х, 30ХГСА, Al, медь, латунь, бронза и др.), тарельчатые пружины , стопорные кольца по ГОСТам все размеры всегда в наличии продаем оптом и в розницу, пресс-масленки все типы и размеры, шплинты, стопорные шайбы. Доставка грузов .

Изготовление пружин различных типов и конфигурации

Изготовление пружин различных типов и конфигурации Производство пружин различной конфигурации (сжатия, растяжения, кручения, тарельчатые и т.д.) для любого типа оборудования, деталей, механизмов. Есть возможность изготовления стопорных колец. Пруток от 0,3 мм до 72 мм. Стали :Б2 ГОСТ 9389-75, 60С2А, 51ХФА ГОСТ14959-79, 12Х18Н10Т ГОСТ 18143-72. .

Пружинная лента в наличии на складе

. виды металлопродукции из пружинных и специальных сталей . У нас можно купить: • Ленты из инструментальной и пружинной стали . ГОСТ 21996-76 и ГОСТ 2283-79. ( Возможны отмотки небольших количеств) • Пружины сжатия, растяжения, кручения • Пластинчатые, ленточные, тарельчатые пружины • Различные изделия из рессорно- пружинной стали (Раскройные ножи .

В наличии / Опт и розница

Изготовление пружин различных типов и конфигурации (большой длины)

Изготовление пружин различных типов и конфигурации (большой длины) Производство пружин различной конфигурации (сжатия, растяжения, кручения, тарельчатые и т.д.) для любого типа оборудования, деталей, механизмов. Есть возможность изготовления стопорных колец. Пруток от 0,3 мм до 72 мм. Стали :Б2 ГОСТ 9389-75, 60С2А, 51ХФА ГОСТ14959-79, .

Изготовление пружин различных типов и конфигурации

Изготовление пружин различных типов и конфигурации ( пружины сжатия) Производство пружин различной конфигурации (сжатия, растяжения, кручения, тарельчатые и т.д.) для любого типа оборудования, деталей, механизмов. Есть возможность изготовления стопорных колец. Пруток от 0,3 мм до 72 мм., Стали :Б2 ГОСТ 9389-75, 60С2А, 51ХФА ГОСТ14959-79, .

Хомут пружинный W1 цена

Технические характеристики Материал: пружинная сталь марки W1 Термостойкость: стойкость к влажной и слабо-кислотной среде Лента выполнена из пружинной стали марки W1, покрытие — оцинковка серебристо-белого цвета. Изделие представлено во всех ходовых размерах. Особенности изделия: Способность сжиматься помогает поддерживать .

В наличии / Опт и розница

Пружины РТ772Ф3.90.187(ф.39мм.) и РТ747Ф3.90.168(ф.65мм.)

. для перемещения кулачков. Изготовление пружин различных типов и конфигурации ( пружины сжатия) Производство пружин различной конфигурации (сжатия, растяжения, кручения, тарельчатые и т.д.) для любого типа оборудования, деталей, механизмов. Есть возможность изготовления стопорных колец. Пруток от 0,3 мм до 72 мм., Стали :Б2 ГОСТ 9389-75, 60С2А .

Под заказ / Опт и розница

Пружины возврата шпинделя 2М112, 2Л53 продаем в Москве

. обработки заготовок, изделий Изготовление пружин различных типов и конфигурации ( пружины сжатия) Производство пружин различной конфигурации (сжатия, растяжения, кручения, тарельчатые и т.д.) для любого типа оборудования, деталей, механизмов. Есть возможность изготовления стопорных колец. Пруток от 0,3 мм до 72 мм., Стали :Б2 ГОСТ 9389-75 .

Под заказ / Опт и розница

Калибровачное устройство для сравнения энергии пружинного ударного устройства с энергией маятника

. .1.10-2013 и позволяет определять следующие значения энергии удара: •0,14 Дж; •0,2 Дж; •0,35 Дж; •0,5 Дж; •0,7 Дж; •1,0 Дж. Используемые материалы • Пружинная проволока D 0,8 ( ГОСТ 2246-70) •Фторопласт Ф4 • Сталь 3 • Сталь пружинная 65Г •Ткань хлопчатобумажная Цена по запросу.

Пружины возврата шпинделя 2К52

. обработки заготовок, изделий Изготовление пружин различных типов и конфигурации ( пружины сжатия) Производство пружин различной конфигурации (сжатия, растяжения, кручения, тарельчатые и т.д.) для любого типа оборудования, деталей, механизмов. Есть возможность изготовления стопорных колец. Пруток от 0,3 мм до 72 мм., Стали :Б2 ГОСТ 9389-75 .

Под заказ / Опт и розница

Гимнастический мостик подкидной с усиленными пружинами

Производитель Спортивные Города () представляет новый гимнастический мостик подкидной c двумя усиленными пружинами из стали . Благодаря новым пружинам увеличивается сила прыжка и надежность конструкции. Покрытие из ковролина обеспечивает максимальное сцепление с спортивной обовью. /гимнастическое-оборудование/мостики-для-прыжков/ Характеристика мостика Вес изделия 12 кг; Длина мостика 120 см; Материал многослойное дерево; Высота мостика 23 см; Ширина 60 см; Покрытие мостика — ковролин Пружины -2 усиленные стальные пружины . Купить мостик подкидной можно на сайте СпортГорода.

Пружинная сталь – самые упругие детали получаются из нее!

Пружинная сталь применяется для производства упругих изделий, которые характеризуются возможностью восстанавливать свою первоначальную форму после скручивания и существенного изгиба.

1 Зачем нужна нержавеющая и обычная пружинная сталь?

Во многих современных механизмах, агрегатах и машинах рессоры и пружины, а также иные упругие детали выполняют очень важные функции. На такие элементы воздействуют переменные многократные нагрузки, что приводит к их деформированию. Понятно, что для нормальной работы механизма требуется, чтобы после подобных влияний деталь вернулась в свое исходное состояние (то есть она должна восстановить начальные геометрические размеры и форму).

Для изготовления деталей, которые при существенных ударных и статических нагрузках не испытывают остаточной деформации, и используются пружинные стали.

К ним выдвигается ряд требований. Во-первых, они должны противостоять релаксации напряжений, иметь высокие показатели текучести, упругости и выносливости. Во-вторых, такие сплавы обязаны качественно сопротивляться явлению хрупкого разрушения и характеризоваться достаточным уровнем пластичности.

Необходимый предел текучести различные марки пружинных сталей получают за счет их закалки, которая дополняется отпуском (он выполняется, как правило, при температурах от 300 до 480 градусов). Выбор именно такого интервала температур неслучаен. Доказано, что в данном случае предел упругости стали становится максимально высоким. А это как раз и требуется для рессорно-пружинных сплавов.

Описываемые нами марки стали применяются для изготовления упругих изделий с высоким показателем износостойкости:

• подающих и зажимных цанг;
• фланцев;
• тормозных лент;
• уже упомянутых рессор и пружин;
• корпусов подшипников;
• фрикционных дисков;
• упорных шайб;
• фланцев;
• разнообразных шестерней.

2 Рессорно-пружинные стали по ГОСТ 14959–79

Под таким сплавами понимают средне- и высокоуглеродистые стали, а также стали с малым уровнем легирования. К легированным составам Государственный стандарт 14959 относит следующие марки: 70С2ХА, 65С2ВА, 60С2ХА, 50ХГФА, 50 ХФА, 50 ХГА, 60С2Г, 60С2А, 55С2А, 70Г, 60Г, 60С2Н2А, 60С2ХФА, 55С2ГФ, 51ХФА, 55ХГР, 50ХГ, 70С3А, 60С2, 55С2, 65Г. Углеродистые стали приведены далее: 65, 80, 70, 85, 75.

Две первые цифры в маркировке устанавливают в долях процента массовую часть (среднюю) углерода в конкретном сплаве. Литеры после цифр говорят о том, какие легирующие добавки имеются в композиции, а числа после них – о содержании элементов. Причем, если его количество менее 1,5 %, число не ставится; если содержание легирующего компонента более 2,5 %, ставится цифра 3; от 1,5 до 2,5 % — цифра 2.

Прокат из сталей пружинного класса (листы, нержавеющая полоса, шестигранник, квадрат и т.д.) делят на разные группы по следующим характеристикам:

• по химсоставу: высококачественная, качественная листовая нержавеющая сталь, а также нормируемая по показателям (в последнем случае прокат дополнительно подразделяют на 14 категорий – от 1 до 4Б);
• по варианту обработки: полоса горячекатаная со шлифованной либо обточенной поверхностью, прокат со специальной отделкой, калиброванный, горячекатаный и кованый.

Пружинные стали содержат от 0,25 (углеродистые и среднелегированные сплавы) до 1,2 (60С2ХФА, 50ХГА и другие) процентов хрома, от 0,5 до 1,25 процентов марганца, от 0,17 до 2,8 (70С3А) процентов кремния, от 0,46 (50ХГ) до 0,9 (85) процентов углерода. Остаточного никеля в пружинном прокате (листовая сталь) должно быть не более 0,25 %, меди – до 0,20 %.

Отметим, что по химическому составу проверяется и нормируется любая обычная и нержавеющая сталь, из которой делаются упругие элементы. А вот другие характеристики для некоторых категорий являются ненормированными. Например, полоса категорий 1, 1А и 1Б не нормируется на показатель обезуглероженного слоя, прокаливаемость, механические величины на образцах, прошедших термообработку (закалка и отпуск).

3 Другие требования к пружинным сталям по ГОСТ

Относительное сужение проката варьируется в пределах от 20 (65С2ВА, 60 С2А) до 35 % (нержавеющая сталь 50 ХГФА), относительного удлинения – от 5 до 10 %, временное сопротивление – от 980 (сталь 65) до 1860 (65С2ВА) МПА, предел текучести – от 785 (60Г) до 1665 (65С2ВА) МПа.

Кованая и горячекатаная проволока, полоса и прутки обязательно обрезаются. При этом не допускается загиб проката, заусенцы. В тех случаях, когда резка выполняется под молотами либо на прессах, полоса и прутки могут иметь на своих торцах несущественные смятия. Впрочем, потребитель имеет право потребовать устранения данного изъяна.

Общее обезуглероживание по своей глубине может быть следующим:

• для легированных кремнием сплавов – 2,5 % (при толщине либо сечении проката менее 8 мм), 2 % (более 8 мм);
• для остальных – 2 и 1,5 %.

Без обезуглероженного слоя производят горячекатаные круглые прутки.

Пружинные стали 55С2 и 55С2А, 50ХГА, 50ХГ и 50ХГФА, 60С2А и 60С2 исследуются на показатель аустенитного зерна. По Госстандарту 5639 он должен быть не выше пятого номера (для 50ХГФА – не выше шестого).

Потребитель может потребовать, чтобы описываемая нами сталь (марки могут быть разными) выпускалась:

• с регулированием мартенситных участков;
• с контролированной микроструктурой;
• со сниженным минимумом и максимум содержания углерода;
• с проверкой на усталость;
• с установлением предела упругости;
• с ограниченными показателями загрязненности сплавов неметаллами.

4 Особенности рессорно-пружинных сталей

Высоко- и среднеуглеродистые марки таких сталей упрочняются посредством пластической холодной деформации, предполагающей использование гидроабразивных и дробеструйных технологий. При подобном виде обработки напряжения сжатия (остаточного вида) наводят на поверхность изделий.

Практически любая пружинная сталь (нержавеющая, без специальных антикоррозионных свойств) должна пройти процедуру прокаливаемости по сквозной методике. За счет этого готовая продукция по всему своему сечению будет иметь структуру троостита.

Закалка в масле при температуре 820–870 градусов, сочетаемая с отпуском при 400–480 градусах обеспечивает увеличение предела упругости – важнейшей эксплуатационной характеристики описываемых сталей. Нередко применяется и изотермическая закалка, гарантирующая не только высокую упругость, но еще и повышенные показатели пластичности, прочности и вязкости материала.

Нержавеющая полоса и проволока из сталей 70 и 65 наиболее часто используются для производства автомобильных пружин. В транспортной сфере также активно применяются кремнистые марки пружинного проката – 60С2А, 70С3А и 55С2. В принципе, они склонны к обезуглероживанию, что уменьшает показатели их упругости и выносливости. Но за счет добавок хрома, ванадия и некоторых других элементов все эти потенциальные угрозы нивелируются.

Далее мы приводим области использования рессорно-пружинного проката наиболее популярных марок:

• пружины для разных механизмов и установок машино-, тракторо- и автомобилестроительной отраслей – 55С2, 50ХФА, 50ХГ, 50ХГА;
• тяжелонагруженные пружины – 60 С2Г, 60С2А, 60С2, 60С2Н2А, 65С2ВА;
• износостойкие плоские и круглые пружины (используется полоса), функционирующие при высоких вибрациях – 80, 85, 75.

Добавим напоследок, что описанные нами марки стали имеют два недостатка:

• плохую свариваемость (по сути, любой вид сварки не дает ожидаемых результатов, когда речь идет о пружинных сталях);
• сложность резки (операцию выполнять можно, но обрабатываемость пружин и других элементов таким способом минимальная).

Особенности производства пружинной стали

При производстве пружинной стали получается материал с большим пределом текучести. Благодаря этому свойству все изделия, изготавливаемые из этого материала, способны принимать исходную форму даже после скручивания или значительного изгиба. Именно для производства упругих изделий, не испытывающих остаточную деформацию, и предназначаются эти материалы.

Сферы использования

Из пружинной стали изготавливается широкий ассортимент изделий и деталей, используемых в транспортных средствах, агрегатах и заводском оборудовании. Торсионы и рессоры, которые можно встретить в подвесках автомобилей и бронетехники, изготавливаются из стали марок 55C2, 60C2A и 70C3A. С недавнего времени для этих же целей стала использоваться сталь марки 50ХФА. Из нее же обычно изготавливаются клапана для пружин.

Детали для транспортных средств – не единственная сфера, в которой применяется пружинная сталь. Материалы из этой категории используются для изготовления отмычек, пружин для фрикционных дисков, а также для разного рода механизмов, в том числе производственных. Для тех или иных изделий и пружин подходит сталь определенных марок. Между ними есть большие отличия в плане важных эксплуатационных характеристик:

• 50ХГФА – применяются для создания часовых пружин;
• 55C2 – рессоры и пружины, используемые в подвеске транспортных средств;
• 60Г, 65 – для изготовления износостойких и вибростойких пружин, упорных шайб;
• KT-2 – для проката холоднокатаной проволоки.

Существуют и другие многочисленные марки, причем многие из них способны взаимозаменять друг друга. Например, сталь марки 68 может применяться вместо 65ГА, а сталь марки 70(Г) отлично заменяет 60Г. В ГОСТ можно обнаружить таблицы, в которых приведены все существующие марки с их режимами обработки и свойствами.

Состав и производство

Для сборки пружин и механизмов на их основе используется сталь, в состав которой входит от 0,5% до 0,75% углерода. В случае если содержание этого элемента превышает отметку 0,7%, материал называется инструментальной сталью. Это твердый и высокопрочный материал для изготовления разных инструментов. А также он применяется с целью создания пружин, максимально устойчивых к механическим воздействиям.

Углерод – не единственный элемент, оказывающий влияние на важные характеристики стали для пружин. При производстве металла в его состав намеренно вводятся легирующие компоненты в следующих концентрациях:

• никель – до 1,7%;
• вольфрам – до 1,2%;
• хром – до 1,2%;
• ванадий – до 0,25%;
• марганец – до 1,25%;
• кремний – до 2,8%.

Важнейшим этапом производственного процесса является измельчение зерна. В результате сопротивляемость готового металла мелким пластическим деформациям значительно увеличивается. Это положительным образом сказывается на релаксационной стойкости пружин, которые изготавливаются из высоколегированных сталей.

Современные методы изготовления сплавов для создания пружин позволяют производить материалы с любым исполнением, любой поверхностью и диаметром, если речь идет о пружинной проволоке. Строго соблюдаются как отечественные, так и международные стандарты, определяющие эксплуатационные характеристики стали. Кроме того, осуществляется тщательный контроль качества за каждым этапом создания пружинных сплавов.

Маркировка

Маркировка стали для производства пружинных изделий довольно простая, но при этом информативная. По обозначению можно понять состав материала, которым определяются все его эксплуатационные свойства. Маркировка расшифровывается в направлении слева направо. Она включает в себя следующие позиции:

• первая позиция из двух цифр выражает массу углерода в сотых долях процента;
• вторая позиция из одной или нескольких букв указывает название легирующего элемента;
• третья позиция показывает округленную до целого значения долю легирующего элемента.

В случае если доля легирующего элемента в металле составляет менее 1,5%, в маркировке она не указывается. По обозначению можно легко понять, к какому виду принадлежит металл. Например, пружинная сталь марок 65, 70, 75, 80 и 85 относится к категории углеродистых. Материалы, в маркировке которых присутствует минимум две позиции, причисляются к легированным, так как в их составе высокая концентрация легирующих элементов.

Характеристики

Основными свойствами материалов для изготовления стальных тормозных лент, пружин и прочих изделий, являются высокая текучесть и упругость. Значительное увеличение упругости достигается путем закалки сплава в масле при высоких температурах в диапазоне от +820 °C до +870 °C. После закаливания обязательно проводится отпуск в диапазоне температур от +400 °C до +480 °C. Если есть необходимость в повышении таких свойств металла как прочность, вязкость и пластичность, на производстве прибегают к изотермическому закаливанию.

На основании характеристик материала для создания пружин выделяются следующие группы металлов:

• по химическому составу – обычный, нержавеющий, легированный металл;
• по способу обработки – калиброванный, горячекатаный, кованый прокат, со специальной отделкой.

Металлы, идущие на изготовление пружин, обязательно проверяются и нормируются по химическому составу. В этом случае прокат классифицируется по категориям. Всего существует 14 категорий, которые обозначаются маркировкой от 1 до 4Б включительно. По некоторым характеристикам нормирование не выполняется. Например, металлы категорий 1, 1A, 1Б не нормируются на наличие обезуглероженного слоя и прокаливаемость.

Основные требования

К ключевым характеристикам пружинного проката предъявляются строгие требования ГОСТ. Основной список технических требований регламентируется ГОСТ 14959-79. В нем содержится перечень как углеродистых, так и легированных марок стали. Там же описаны требования по отношению к маркировке, упаковке, правилам транспортировки, хранения и применения проката из пружинных сталей.

Перечень некоторых требований:

• максимальная массовая доля меди – 0,2%, остаточное содержание никеля – не более 0,25%;
• сталь марки 51ХФА может использоваться исключительно для изготовления упругой проволоки;
• максимальная массовая доля серы и фосфора в стали марки 60С2Г – не более 0,06%.

Некоторые требования к пружинной стали могут не соблюдаться. Например, вышеупомянутый ГОСТ допускает изменение концентрации марганца в составе сплава по желанию заказчика. Однако это действие допустимо только для тех пружинных сплавов, в составе которых нет таких легирующих элементов как никель и хром. А также не рекомендуется сильно отклоняться от таблиц, в которых указаны допустимые концентрации элементов.

Особенности сталей

Рессорно-пружинная сталь – ряд марок, в процессе создания которой применяется метод пластической холодной деформации. Для реализации этого метода могут использоваться дробеструйные и гидроабразивные технологии. Специфические методы, используемые при производстве пружинных металлов, наделяют сплав не только положительными, но и отрицательными качествами. К минусам таких материалов можно отнести:

• сложность разрезания – этот процесс возможен, однако затрудняется обработка готовых изделий;
• плохая свариваемость – металлы для производства пружин совсем не предназначены для сваривания.

Отдельно надо выделить такую разновидность металлов как коррозионностойкая сталь. Это марка специального назначения, главной ее особенностью является высокая устойчивость к коррозионному разрушению. С целью наделения материала такими характеристиками в его состав добавляют легирующие элементы – никель и хром. Содержание никеля варьируется от 9 до 12%, а хрома – от 13 до 27%, в зависимости от необходимых свойств.

В целом пружинный металл пользуется высокой востребованностью, даже несмотря на некоторые недостатки. Применение таких материалов не ограничивается пружинами, фрикционными дисками и рессорами. Сталь используется и в фортепианных струнах, для проката проволоки и других целей.

Видео по теме: Как изготавливают сверхпрочные пружины

Рессорная подвеска преимущества и недостатки

Для чего вырабатывают пружинный сплав?

Для выработки деталей могут использовать как легированную сталь, так и углеродистую, они обладают повышенной упругостью, вязкостью, выносливостью и пластичностью. Благодаря свойствам этих видов стали ограничивается упругая деструкция.

Рессорно-пружинные стали доступные, технологичные, имеющие высокий предел релаксационной стойкости.

Интересно: для получения качественных изделий из углеродистой и легированной стали ее закаливают при температуре 420-520 градусов, при этом получается эффект структуры троостита.

Рессорно-пружинные стали сопротивляются непрочному разрушению, и отличаются повышенной пластичностью. Их применяют для выработки изделий с высокой стойкостью к износу, например:

• зажимные цанги;
• тормозной прокат;
• кромки;
• пружины и рессоры;
• упорные шайбочки;
• торсы подшипников;
• фрикционные диски;
• шестеренки.

Упругие свойства рессорного подвешивания оценивают с помощью силовых характеристик и коэффициентом жесткости или коэффициентом гибкости (гибкостью). Кроме того, рессоры и пружины характеризуются геометрическими размерами. К основным размерам (рис. 1) относятся: высота рессоры или пружины в свободном состоянии без груза Н св и высота под грузом H гр, длина рессоры, диаметр пружины, диаметр прутка, число рабочих витков пружины. Разность между Н св и H гр называется прогибом рессоры (пружины)
f
. Прогиб, полученный от спокойно лежащего на рессоре груза, называется статическим. У листовых рессор для более удобного измерения прогиб определяется размерами Н св и H гр около хомута.
Гибкие свойства рессор (пружин)
определяются одной из двух величин:

• коэффициентом гибкости
  (или просто гибкостью);
• коэффициентом жесткости
  (или просто жесткостью).

Рис. 1 — Основные размеры рессор и пружин

Прогиб рессоры (пружины) под действием силы, равной единице, называется гибкостью f 0:

где Р — внешняя сила, действующая на рессору, Н;

f — прогиб рессоры, м.

Важной характеристикой рессоры является ее жесткость ж

, которая численно равна силе, вызывающей прогиб, равный единице. Таким образом,

Для рессор, у которых прогиб пропорционален нагрузке, справедлива равенство

— величина, обратная гибкости.
Гибкость и жесткость рессор (пружин)
зависят от их основных размеров. При увеличении длины рессоры или при уменьшении числа и сечения листов гибкость ее увеличивается, а жесткость уменьшается. У пружин с увеличением среднего диаметра витков и их числа и с уменьшением сечения прутка гибкость увеличивается, а жесткость уменьшается.

По величине жесткости и прогиба пружины или рессоры определяется линейная зависимость между ее прогибом и силой упругости P = ж

f, представленная графически на (рис. 2). Диаграмма работы цилиндрической пружины, не имеющей трения (рис. 2, а), изображается одной прямой линией 0А, соответствующей как нагружению пружины (возрастанию Р), так и ее разгрузке (уменьшению Р). Жесткость в этом случае величина постоянная:

Пружины переменной жесткости (апериодические) без трения имеют диаграмму в виде линии 0АВ (рис. 2, б).

Рис. 2 — Диаграммы работы пружин (а, б) и рессоры (в)

При работе листовой рессоры

возникает трение между ее листами, что способствует затуханию колебаний подрессоренного экипажа и создает более спокойное его движение. В то же время слишком большое трение, увеличивая жесткость рессоры, ухудшает качество подвешивания. Характер изменения силы упругости рессоры при статическом нагружении изображен на (рис. 2, в). Эта зависимость представляет замкнутую кривую линию, верхняя ветвь которой 0A 1 показывает зависимость между нагрузкой и прогибом рессоры при ее нагружении, а нижняя А 1 А 2 0 — при разгрузке. Разница между ветвями, характеризующими изменение сил упругости рессоры при ее нагружении и разгрузке, обусловливается силами трения. Площадь, ограниченная ветвями, равна работе, затраченной на преодоление сил трения между листами рессоры. При нагрузке силы трения как бы сопротивляются увеличению прогиба, а при разгрузке препятствуют выпрямлению рессоры. В вагонных рессорах сила трения увеличивается пропорционально прогибу, так как соответственно возрастают силы прижатия листов друг к другу. Величина трения в рессоре обычно оценивается так называемым коэффициентом относительного трения φ, равным отношению силы трения R тр к силе Р, создающей упругую деформацию рессоры:

Величина силы трения связана с прогибом f и жесткостью рессоры ж

, обусловленной ее упругими свойствами, зависимостью

Ст. , ст. , ст. , ст. , ст. , ст. , ст. , ст.65ГА, ст.65С2ВА, ст.68А, ст.68ГА, ст. , ст.70Г, ст.70С3А, ст.75, ст.80, ст.85

Применение рессорно-пружинной (пружинной) стали ГОСТ 14959-79

:
Сталь 50ХГ
* Применяется для производства автомобильных и тракторных рессор, пружин подвижного состава железнодорожного транспорта.
Сталь 50ХГА
* Применяется для производства рессор автомобильного транспота и тракторов, пружин подвижного состава железнодорожного транспорта.
Сталь 50ХГФАСталь 50ХСА
* Применяется для производства пружин часовых механизмов, крупных пружин ответственного назначения
Сталь 50ХФА
* Применяется для изготовления тяжелонагруженных ответственных деталей, к которым предъявляются требования высокой усталостной прочности; пружин, работающих при температурах до +300 °С; измерительных лент.
Сталь 51ХФА
* Применяется для производства катанки, ленты, используемых для изготовления тяжелонагруженных ответственных деталей, к которым предъявляются требования высокой усталостной прочности; для производства термически обработанной проволоки диаметром 1,2-5,5 мм, предназначенной для изготовления пружин.
Сталь 55С2
* Применяется для изготовления пружин и рессор, применяемых в автомобиле- и тракторостроении, на железнодорожном транспорте и в других отраслях машиностроения.
Сталь 55С2А
* Применяется для производства рессор автотранспорта, пружин подвижного состава железнодорожного транспорта, других пружин и рессор в различных отраслях машиностроения.
Сталь 55С2ГФ
* Применяется для изготовления пружин особо ответственного назначения, рессор автотранспорта.
Сталь 55ХГР
* Применяется для изготовления рессорной полосовой стали толщиной 3,0-24,0 мм.
Сталь 60Г
* Применяется для изготовления плоских и круглых пружин, рессор, пружинных колец и других деталей пружинного типа, от которых требуются высокие упругие свойства и износостойкость; бандажей, тормозных барабанов и лент, скоб, втулок и других деталей общего и тяжелого машиностроения; ножей землеройных машин (бульдозеров, скреперов, грейдеров и автогрейдеров, а также для ножей бульдозерного и грейдерного оборудования экскаваторов, катков и других землеройных машин); измерительных лент.
Сталь 60С2
* Применяется для изготовления тяжелонагруженных пружин, торсионных валов, пружинных колец и шайб, цанг, фрикционных дисков.
Сталь 60С2А
* Применяется для изготовления тяжелонагруженных пружин, торсионных валов, пружинных колец и шайб, цанг, фрикционных дисков, шайб Гровера; пружинных упорных плоских внутренних эксцентрических колец, применяемых для фиксации деталей в корпусах до +200 °С; холоднокатаной термообработанной ленты толщиной 0,05-1,30 мм и плющеной термообработанной ленты толщиной 0,15-2,00 мм для изготовления пружинящих деталей и пружин, за исключением заводных; измерительных лент.
Сталь 60С2Г
* Применяется для изготовления автомобильных и тракторных рессор, пружин подвижного состава железнодорожного транспорта.
Сталь 60С2Н2А
* Применяется для производства ответственных и тяжелонагруженных пружин и рессор.
Сталь 60С2ХА
* Применяется для изготовления крупных высоконагруженных пружин и рессор ответственного назначения.
Сталь 60С2ХФА
* Применяется для изготовления ответственных и высоконагруженных пружин и рессор.
Сталь 65
* Применяется для производства рессор, пружин и других деталей, от которых требуется повышенные прочностные и упругие свойства, износостойкость; деталей, работающих в условиях трения при наличии высоких статических и вибрационных нагрузок; горячекатаного полосового профиля с уклоном для сельскохозяйственных машин; ножей землеройных машин (бульдозеров, скреперов, грейдеров и автогрейдеров, а также для ножей бульдозерного и грейдерного оборудования экскаваторов, катков и других землеройных машин).
Сталь 65Г
* Применяется для производства пружин, рессор, упорных шайб, тормозных лент, фрикционных дисков, шестерней, фланцев, корпусов подшипников, зажимных и подающих цанг и других деталей, к которым предъявляются требования повышенной износостойкости и работающих без ударных нагрузок; проволоки квадратного, прямоугольного и трапециевидного сечений, предназначенной для изготовления пружинных шайб; ножей землеройных машин (бульдозеров, скреперов, грейдеров и автогрейдеров, а также для ножей бульдозерного и грейдерного оборудования экскаваторов, катков и других землеройных машин); плющеной термообработанной ленты толщиной 0,15-2,00 мм для изготовления пружинящих деталей и пружин, за исключением заводных; измерительных лент.
Сталь 65ГАСталь 65С2ВА
* Применяется для изготовления особо ответственных и высоконагруженных пружин и рессор; тонких пружин и измерительных лент.
Сталь 68А
* Применяется для производства термически обработанной проволоки диаметром 1,2-5,5 мм, предназначенной для изготовления пружин.
Сталь 68ГА
* Применяется для производства термически обработанной проволоки диаметром 1,2-5,5 мм, предназначенной для изготовления пружин.
Сталь 70
* Применяется для производства рессор, пружин и других деталей, от которых требуются повышенные прочностные и упругие свойства, а также износостойкость; проволоки квадратного, прямоугольного и трапециевидного сечений, предназначенной для изготовления пружинных шайб; ножей землеройных машин (бульдозеров, скреперов, грейдеров и автогрейдеров, а также для ножей бульдозерного и грейдерного оборудования экскаваторов, катков и других землеройных машин); холоднокатаной термообработанной ленты толщиной 0,05-1,30 мм и плющеной термообработанной ленты толщиной 0,15-2,00 мм для изготовления пружинящих деталей и пружин, за исключением заводных.
Сталь 70Г
* Применяется для изготовления пружин различных машин и механизмов различных отраслей промышленности; ножей землеройных машин (бульдозеров, скреперов, грейдеров и автогрейдеров, а также для ножей бульдозерного и грейдерного оборудования экскаваторов, катков и других землеройных машин); измерительных лент.
Сталь 70Г2
* Применяется для изготовления пружин различных машин и механизмов различных отраслей промышленности; ножей землеройных машин (бульдозеров, скреперов, грейдеров и автогрейдеров, а также для ножей бульдозерного и грейдерного оборудования экскаваторов, катков и других землеройных машин).
Сталь 70С2ХА (ЭИ142)
* Применяется для изготовления пружин часовых механизмов; крупных пружин ответственного назначения; холоднокатаной термообработанной ленты толщиной 0,05-1,30 мм и плющеной термообработанной ленты толщиной 0,15-2,00 мм для изготовления пружинящих деталей и пружин, за исключением заводных; измерительных лент.
Сталь 70С3А
* Применяется для производства тяжелонагруженных пружин ответственного и особоответственного назначения.
Сталь 75
* Применяется для изготовления круглых и плоских пружин различных размеров, пружин клапанов двигателя автомобиля, пружин амортизаторов, рессор, замковых шайб, дисков сцепления, эксцентриков, шпинделей, регулировочных прокладок и других деталей, работающих в условиях трения и под действием статических и вибрационных нагрузок; ножей землеройных машин (бульдозеров, скреперов, грейдеров и автогрейдеров, а также для ножей бульдозерного и грейдерного оборудования экскаваторов, катков и других землеройных машин).
Сталь 80
* Применяется для производства круглых и плоских пружин и деталей, работающих в условиях трения и под действием вибрационных нагрузок; ножей землеройных машин (бульдозеров, скреперов, грейдеров и автогрейдеров, а также для ножей бульдозерного и грейдерного оборудования экскаваторов, катков и других землеройных машин).
Сталь 85
* Применяется для изготовления пружин, фрикционных дисков и других деталей, к которым предъявляются требования высоких прочностных и упругих свойств и износостойкости; ножей землеройных машин (бульдозеров, скреперов, грейдеров и автогрейдеров, а также для ножей бульдозерного и грейдерного оборудования экскаваторов, катков и других землеройных машин); пружин и измерительных лент.

— упругий элемент, предназначенный для накапливания и поглощения механической энергии. Пружины изготавливаются из материалов, имеющих высокие прочностные и упругие свойства. Пружины общего назначения изготавливают из высокоуглеродистых сталей (У9А-У12А, 65, 70), легированных марганцем, кремнием, ванадием (65Г, 60С2А, 65С2ВА). Для пружин, работающих в агрессивных средах, применяют нержавеющую сталь (12Х18Н10Т), бериллиевую бронзу (БрБ-2), кремнемарганцевую бронзу (БрКМц3-1), оловянноцинковую бронзу (БрОЦ-4-3).

Небольшие пружины можно навивать из готовой проволоки, в то время как мощные изготавливаются из отожжённой стали и закаляются уже после формовки.