文档介绍：! 弹簧钢
高强度弹簧钢的发展课题
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现状
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汽车悬挂弹簧设计应力已达水平,并已实用化。
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再进一步提高强度遇到如下问题:
( )伴随强度的提高抗腐蚀疲劳强度下降;
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( )抗弹减性下降;
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( )抗氢致延迟断裂性下降。
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进一步高强度化课题点和对策
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降低非金属夹杂物
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硬质夹杂物如、,或大型夹杂物均可成为疲劳断裂
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源。对策是:夹杂物软质化,就是低熔点化,使其在热轧时变形;冶
炼时加强脱气,浇铸时加强搅拌,使夹杂物上浮而除去;夹杂物细
小化或进行变质处理等都是有效的。图示出
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系夹杂低熔点化变成无害形状。
腐蚀疲劳强度改善
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汽车悬挂弹簧受沿海大气或冬季除雪盐气氛腐蚀,所以提高抗
腐蚀疲劳性能是最重要的课题之一。进一步高强度化弹簧钢中加
少量或能有效地改善抗腐蚀疲劳,并已实用化,见图。
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延迟断裂特性的改善
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延迟断裂特性的改善第章已有详细叙述。钢中氢能在静态
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应力下经过一定时间发生突然断裂。防止氢致脆断的对策有:细
化晶粒,强化晶界,增加氢陷阱。图是改变硬度与延迟断裂强
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度比关系曲线,从图可以看出加、能提高延迟断裂强度比。
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高强度弹簧钢的发展课题
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图钢中氧化物电子显微镜观察图
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—通常冶炼;—氧化物形态控制
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图对腐蚀坑深度的影响图加、提高延迟
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断裂强度比
弹簧钢
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利用形变热处理提高强度
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根据弹簧种类的不同,使弹簧钢强化的方法有多种,如冷加工
强化、热处理强化、定形方法、形变热处理等。其中形变热处理是
现代强化方法。
作为高强度化技术,以往采用钢材加工,热处理等是按顺序各个
工序单独实施。而现代方法往往是结合在一起,一次化达到最终目
标。形变热处理就是集变形与热处理工艺于一体的强化方法。超级
钢的研究成果有的已实用化,特别是弹簧钢的高强度化前景很好。
弹簧钢丝
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阀簧
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阀簧的最主要指标是高疲劳寿命,发动机吸气阀要求次
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以上的反复疲劳。世纪年代制造阀簧主要使用钢琴丝,而
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现在主流产品是钢丝,用、细化晶粒,并提高抗回火软
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化性能,而量高达。强度级已超过阀簧的破损源
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于由炼钢带入钢中的硬质夹杂物、和等。因为质
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硬,拉丝时不变形而破坏基体的连续性。现代阀簧素材夹杂要求
不大于。为改善夹杂物延性需低熔点化。按图所示设
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计渣成分,使硬质夹杂变为延性夹杂,以改善拉拔性能和疲劳性
能。图中箭头所示是低熔点渣系。
典型的阀簧用钢的化学成分见表。
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表典型的阀簧用钢的化学成分( )
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弹簧钢丝
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图夹杂物低熔点化
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悬挂弹簧的发展
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汽车悬挂弹簧的发展见图。世纪年代用,
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年代用, 年代用,设计应力已发展到,见
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图。此时发现材料在腐蚀环境中由腐蚀坑引起破坏,因此钢
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中开始加入、以改善耐蚀性,加、、以改善抗氢性能。
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汽车弹簧亦属于减重要求部件, 级弹簧已开发出
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来。
螺旋弹簧设计应力的变化
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图显示了日本汽车工业中螺旋弹簧设计应力的变化。
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年初,为减轻客车的重量,采用轻型弹簧,在那时高合金弹簧
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钢被研制开发出来以承受设计应力的提高。此时,低