ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 01.08.2024
Просмотров: 94
Скачиваний: 4
Таблица 3
Рессорно-пружинные стали, их свойства и область применения
Группа стали Марка стали
|
65 |
|
|
70 |
|
|
75 |
|
|
85 |
|
Углероди |
У7—У13 |
|
У7А—У13А |
||
стая |
||
|
œ
60Г
65Г
70Г Марганцовая 55ГС
Механические свойства |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
о*Т, |
Ôf,. % |
|
|
Область |
применения |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
кГ/мм- |
кГ/мм' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
100 |
80 |
10 |
Плоские |
пружины, |
элементы |
рессор |
|||||
105 |
85 |
9 |
толщиной |
до 12 мм; |
цилиндрические |
||||||
ПО |
90 |
9 |
и фасонные |
пружины |
диаметром до |
||||||
115 |
100 |
8 |
15 мм; буферные пружины |
небольших |
|||||||
|
|
|
размеров. Цилиндрические и фасонные |
||||||||
|
|
|
пружины, навиваемые в холодном со |
||||||||
|
|
|
стоянии из проволоки диаметром 0,14—• |
||||||||
|
|
|
8 мм, плоские пружины, деформируе |
||||||||
|
|
|
мые в холодном |
состоянии |
из |
ленты |
|||||
|
|
|
толщиной не более 5 мм |
|
|
||||||
о |
80 |
8 |
Плоские |
пружины, |
элементы |
рессор |
|||||
о |
80 |
8 |
толщиной 5—15 мм, витые пружины |
||||||||
о |
|||||||||||
о о сл |
85 |
7 |
из |
прутков |
диаметром |
до 20 мм, шай |
|||||
о о |
80 |
8 |
бы |
пружинные. |
Пружины, |
деформи |
|||||
|
|
|
руемые в |
холодном |
состоянии: |
пло |
|||||
|
|
|
ские — толщиной |
до |
5 мм, |
витые —• |
|||||
|
|
|
диаметром до 8 мм |
|
|
|
|
|
50С2 |
120 |
110 |
6 |
Плоские пружины, элементы рессор, |
||
|
55С2 |
130 |
120 |
6 |
цилиндрические и фасонные |
пружины |
|
|
55С2А |
130 |
120 |
6 |
из |
заготовок с поперечным |
сечением |
f Кремнистая |
60С2 |
130 |
120 |
|
до 20 мм; максимальная рабочая тем |
||
|
60С2А |
160 |
140 |
|
пература — 250° С. |
|
|
|
70СЗА |
180 |
160 |
|
Сталь 70СЗА применяется для тяже |
||
|
|
|
|
|
ло нагруженных пружин ответственно |
||
|
|
|
|
|
го |
назначения из прутков |
диаметром |
|
|
|
|
|
свыше 20 мм |
|
|
|
50ХГ |
130 |
ПО |
|
Хромомар- |
50ХГА |
130 |
120 |
|
ганцовая |
55ХГР |
140 |
125 |
— |
Хромована- |
50ХФА |
130 |
ПО |
|
диевая |
|||
|
|
|
|
|
|
Хромомар- |
50ХГФА |
130 |
120 |
|
ганцована- |
|
|
|
|
диевая |
|
|
|
|
ХрфмоЛрем- |
60С2ХФА |
190 |
170 |
|
|
|
|
|
|
•венадневая |
|
|
|
tr 0) |
X О Р |
|
|
|
|
|
|
|
|
X m |
|
50ХСА |
135 |
120 |
• Ü 5?3 X ? |
60С2ХА |
180 |
160 |
|
О?, |
Частая рем- |
70С2ХА |
|
|
> |
О® Р |
|
|
|
С ж а |
|
|
|
Плоские пружины, элементы рессор толщиной 5—15 мм; цилиндрические и фасонные пружины из прутков диа метром 30—40 мм
Ответственные клапанные пружины, пружины из прутков диаметром до 20 мм, работающие при повышенных (до 300—400° С) температурах и в условиях циклической нагрузки
Весьма ответственные и тяжело нагру женные пружины, изготовляемые из круглого калиброванного материала диаметром до 20 мм
Крупные тяжело нагруженные пружи ны и рессоры. Сталь 70С2ХА — для весьма ответственных тяжело нагру женных пружин, изготовляемых из тонкой пружинной ленты
Группруппа стали
Вольфрамокремнистая
Никелькремнистая
Кремнемарганцовая
Вькокохромистая
|
Механические свойства |
||
Марка стали |
°в. |
|
бб, % |
|
кГ/мм' |
||
|
кГ/мм' |
|
|
65С2ВА |
190 |
170 |
5 |
Продолжение табл. 3
Область применения
Весьма ответственные пружины, рабо тающие в условиях, соударения вит ков. Предельная рабочая температура 350° С
60С2Н2А |
175 |
160 |
6 |
Применяется |
в тех |
же |
случаях, |
что |
|||||
|
|
|
|
и сталь |
70СЗА |
|
|
|
|
|
|
||
60СГА |
160 |
140 |
6 |
Плоские |
|
пружины, |
|
элементы |
рессор |
||||
|
|
|
|
толщиной |
3—14 мм, |
цилиндрические |
|||||||
|
|
|
|
и фасонные |
пружины |
(в |
том |
числе |
|||||
|
|
|
|
буферные) |
из |
прутков |
диаметром |
до |
|||||
|
|
|
|
25 мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3X13 |
95 |
80 |
9 |
Пружины, |
работающие |
в |
агрессивных |
||||||
4X13 |
95 |
75 |
9 |
средах. |
Максимально |
допустимая |
ра |
||||||
|
|
|
|
бочая температура: для стали 3X13—• |
|||||||||
|
|
|
|
300° С, для стали |
4X13 — 400° С |
|
Кремнистые стали дешевы, хорошо поддаются термообра ботке. Кремний снижает склонность к образованию трещин и повышает предел упругости. Недостаток этой стали — большая чувствительность к поверхностному обезуглерожи ванию и к графитизации, что снижает прочность наиболее напряженных поверхностных слоев, особенно в условиях динамических нагрузок.
Кремнемарганцовая сталь 60СГА сочетает преимущества марганцовых и кремнистых сталей.
Вольфрамокремнистая сталь 65С2ВА характеризуется более высокой выносливостью и стабильностью упругих свойств, лучшей прокаливаемостью. Применяется для пру жин, работающих в условиях динамических нагрузок и при температурах до 350° С.
Особенно глубокой прокаливаемостью (до 30—40 мм) и высокими прочностными характеристиками отличаются хромомарганцовые стали (50ХГ, 50ХГА). Недостаток — склонность к отпускной хрупкости.
Введение в сталь ванадия (стали 50ХФА, 50ХГФА и др.) способствует повышению механических характеристик вооб ще и усталостной прочности в особенности, а также сниже нию склонности к обезуглероживанию. Кроме того, эти ста ли устойчивы к температурам до 400° С. Применение хромованадиевых и хромомарганцованадневых сталей ограничено их высокой стоимостью и дефицитностью.
Никелесодержащие стали (например, 60С2Н2А) употреб ляются в тех случаях, когда высокая прочность должна сочетаться с вязкостью при небольших поперечных размерах (например, торсионы), а также для работы в условиях по вышенных температур (клапанные пружины).
Выбор материала для винтовых цилиндрических пружин
сжатия и растяжения из стали круглого сечения |
необходимо |
|
производить в соответствии |
с ГОСТ 13764—68. |
Этот стан |
дарт, однако, не распространяется на пружины, |
предназна |
|
ченные для работы при высоких температурах, |
а также в |
|
агрессивных и иных средах. |
|
|
2* |
19 |
|
Д л я пружин, работающих в условиях высоких (до 400° С) температур в коррозионной среде, можно рекомендовать сталь 4X13.
В настоящее время установлено, что применение бора для сталей, легированных марганцем, способствует повыше нию прочности, выносливости и релаксационной стойкости.
Таблица 4
Механические свойства стальной термообработанной пружинной ленты (по ГОСТ 2614—65)
Группа лепты по |
ö ß , кГ/ммг |
Твердость, НѴ |
прочности |
|
|
ІП |
130—160 |
375-485 |
2П |
161—190 |
486 -600 |
ЗП |
Более 190 |
Более 600 |
Механические свойства стальной холоднокатаной термо обработанной. ленты приведены в табл. 4. Эта лента выпус кается толщиной 0,08—1,5 мм при ширине 3—100 мм, об
ласть применения — плоские пружины. Марка |
применяе |
||||||||||
мого |
материала |
(углеродистая или |
легированная |
сталь) |
|||||||
зависит от степени ответственности пружины. Дл я |
пружин |
||||||||||
толщиной до 3 мм применяется |
холоднокатаная |
|
нагарто- |
||||||||
ванная лента по ГОСТ 2283—69. |
|
|
|
|
|
|
|||||
Д л я заводных пружин часовых механизмов |
используются |
||||||||||
специальные |
сплавы |
с |
временным |
сопротивлением |
до |
||||||
270 |
кГ/мм2. |
Сведения |
о |
марках |
пружинных |
сталей, |
их |
||||
сортаменте, |
химическом |
составе, |
механических |
свойствах |
|||||||
и цене приведены |
в работе [4] . |
|
|
|
|
|
|
Наряду с химическим составом большое влияние на рабо тоспособность пружин оказывает качество поверхности про волоки. Негладкая поверхность, трещины, закаты, раковины, ржавчина и другие дефекты снижают усталостную прочность и могут свести на нет эффективность применения лучших пружинных материалов. Поэтому в ответстЕе.-іных случаях
20
проволоку диаметром до 12 мм целесообразно заказывать в шлифованном состоянии по ГОСТ 14963—69.
Если пружина работает с большой скоростью деформации и в условиях соударения витков, то с целью повышения ее сопротивления смятию закалку и отпуск пружины следует производить до твердости HRC 52 — 54.
Сплавы цветных металлов используются в тех случаях, когда пружины должны работать в условиях агрессивных сред, быть антимагнитными и т. д. Наибольшее распростра нение получили пружинные проволоки из кремнемарганцовистых, оловянноцинковых и бериллиевых бронз. Бериллиевые бронзы обладают особыми свойствами: им присущи высокие коррозионная стойкость и усталостная прочность, хорошая электропроводность, малый гистерезис и способ ность сохранять упругие свойства до t = 150° С.
Полуфабрикатом для изготовления пружин из цветных сплавов служит проволока, а также полосы и ленты. Меха нические свойства проволоки из некоторых цветных сплавов приведены в табл. 5. Дл я изготовления пружинящих контак тов приборов широко применяется лента из бериллиевой бронзы марки Бр. Б2 согласно ГОСТ 1789—70. Полосы из бериллиевой бронзы изготовляются толщиной 0,15—6 мм при ширине 40—300 мм; ленты толщиной 0,1—1,5 мм при ширине 10—300 мм. После облагораживания временное сопротивление полос и лент из бериллиевой бронзы марки Бр. Б2 0в = 115 ~ 120 кГ/мм*.
Сортамент и механические свойства полос и лент из дру гих цветных сплавов регламентированы ГОСТ 1761—70, ГОСТ 5063—49 и др .
Д о п у с к а е м о е н а п р я ж е н и е материала за висит не только от механических характеристик самого ма териала, но и от условий эксплуатации пружины и степени ее ответственности, учитываемых коэффициентом запаса прочности.
Выбор допускаемых напряжений для винтовых цилинд рических пружин сжатия — растяжения из стали круглого
21
|
|
|
|
Таблица 5 |
Механические |
свойства |
и область |
применения пружинной проволоки |
|
|
|
из цветных |
металлов |
|
Марка бронзы |
Бр. |
ОЦ4 — 3 |
Бр. КМц 3-1 |
Бр. Б2 (твердая) |
(по ГОСТ 5221—50) |
(по ГОСТ 5222—50) |
(по ГОСТ 15834—70) |
Диа |
|
5,о. |
Диа |
|
6ю. |
Диаметр, |
метр, |
кГ/мм* |
метр, |
кГ/мм' |
|||
мм |
% |
мм |
% |
|
||
Механические |
|
|
|
|
|
|
свойства |
90 |
0,5 |
0,1—2,6 |
90 |
0,5 |
0,06-0,50 |
0,1—2,5 |
||||||
2,8—4,0 |
85 |
1,0 |
2,8—4,2 |
85 |
1,0 |
0,55-5,00 |
4,0—8,0 |
83 |
1,0 |
4,5-8,0 |
83 |
1,5 |
5,50—12,00 |
8,5—12 |
78 |
2,0 |
8,5—10 |
78 |
2,0 |
|
°в.
95-140 75—120 65—100
Модуль |
упру |
1,1 |
10* |
|
1,1 |
• 104 |
1,3 • ІО4 |
|
||||
гости Е, |
кГ/мм1 |
|
|
|||||||||
Модуль |
сдвига |
4 |
103 |
|
4 |
• 105 |
5 |
• І0< |
|
|||
G, кГ/мм' |
|
|
||||||||||
Рабочая |
тем |
- 40 — +200 |
|
- 4 0 - |
+200 |
до |
+150 |
|
||||
пература, °С |
|
|
||||||||||
|
Пружины |
немагнит |
Пружины |
немагнит |
Пружины |
и |
пру |
|||||
|
ны, |
могут |
|
работать |
ны, |
могут |
работать |
жинящие |
контак |
|||
Область |
при во влажной |
атмосфе |
во влажной |
атмосфе |
ты точных |
при |
||||||
менения |
ре, |
пресной |
и мор |
ре, |
пресной |
воде, в |
боров; |
|
упругие |
|||
|
ской |
воде, |
в пару |
пару |
|
|
|
элементы |
енлонз- |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мернтелей |
|
|
|
сечения производят в соответствии |
с ГОСТ |
13764—68 в за |
висимости от материала, цикличности нагружения и нали чия соударения витков.
Общепринятая методика выбора допускаемых напряже ний для пружин других типов, а также пружин, изготов ленных из специальных материалов (нержавеющих сталей, цветных металлов и т. д.), в настоящее время отсутствует, поэтому ниже даны лишь ориентировочные рекомендации по этому вопросу.
22