弹簧钢解释:牌号、性能和用途

钢弹簧
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弹簧钢是许多行业的重要材料,它具有优于其他类型钢材的特殊品质。但弹簧钢到底是什么?为什么它如此实用?在本文中,我们将探讨弹簧钢是什么、它的特性、不同的牌号、它的形成方式以及它的常用场合。

弹簧钢

什么是弹簧钢?

弹簧钢是一种专门用于制造弹簧和弹性部件的钢材,因为它在弯曲、压缩或延伸后可以恢复到原来的形状。这种能力在调质状态下被称为弹性,是由于钢的高屈服强度而产生的,而这种高屈服强度来自于其特定的成分和硬化过程。

弹簧钢通常由中等到高碳含量组成,通常约为 0.5% 至 1.0%。除碳外,它们还含有锰和硅,其中硅对于实现高合金化尤为重要。 屈服强度。由这些合金钢制成的产品可以承受连续的弯曲、压缩、延伸或扭曲,而不会产生任何永久变形。

制造弹簧钢需要先进的技术技能以确保高质量。表面上的任何缺陷,例如脱碳或不规则,都会降低疲劳强度。因此,制造商必须确保弹簧具有完美光滑的表面,以实现最佳效率和性能。

弹簧钢的成分是什么?

弹簧钢是中碳含量至高碳含量的合金,通常含量为 0.5% 至 1.0%。它们还含有其他合金添加剂,如锰、镍、铬、钒和钼。

然而,弹簧钢成分中的基本元素是硅。这种材料因其耐用性以及保持其形状和灵活性的能力而受到重视,使其非常适合弹簧钢应用,并有助于该材料的高屈服强度。这种灵活性允许材料变形,然后在负载移除后返回到其原始位置。

以下是一些常见的弹簧钢牌号及其化学成分。

年级 C[%] 硅[%] 锰[%] P [%] 最大 最大 S [%] Cr [%] 最大值/ – 钼 [%] 最大镍 [%] V [%]
C55S 0.52 – 0.60 0.15 – 0.35 0.60 – 0.90 0.025 0.010 0.40 0.10 0.40
C60S 0.57 – 0.65 0.15 – 0.35 0.60 – 0.90 0.025 0.010 0.40 0.10 0.40
C67S 0.65 – 0.73 0.15 – 0.35 0.60 – 0.90 0.025 0.010 0.40 0.10 0.40
C75S 0.70 – 0.80 0.15 – 0.35 0.60 – 0.90 0.025 0.010 0.40 0.10 0.40
C100S 0.95 – 1.05 0.15 – 0.35 0.30 – 0.60 0.025 0.010 0.40 0.10 0.40
51CrV4 0.47 – 0.55 0.40 0.70 – 1.10 0.025 0.010 0.90 – 1.20 0.10 0.40 0.10 – 0.25
80CrV2 0.75 – 0.85 0.15 – 0.35 0.30 – 0.50 0.025 0.010 0.40 – 0.60 0.10 0.40 0.15 – 0.25
气缸体用弹簧钢

弹簧钢的分类

按钢材分类标准 GB/T 13304弹簧钢根据其基本性能和使用特性,被归类为机械结构用钢。从质量等级来看,属于特优质钢类别,在生产过程中需要严格控制其质量和性能。在中国习惯中,弹簧钢被认为是特殊钢。

根据化学成分,弹簧钢又分为碳素弹簧钢、合金弹簧钢、不锈钢弹簧钢、铜基弹簧合金、镍基弹簧合金等。

以下是根据化学成分对弹簧钢进行的分类。

材料 国标 日本工业标准 美国材料试验学会/美国汽车工程师学会 DIN
不锈钢 1Cr18Ni9 不锈钢302 302 1.4310
0Cr18Ni9 SUS304 304 X5CrNi18-10
0Cr17Ni12Mo2 不锈钢316 316 X5CrNi17.12.2
07Cr17Ni7A1 SUS631 SAE17-7 X7CrNiAL17.7
镍基 GH4169 GH169 铬镍铁合金X-718 NiCrl9Fe19Nb5、Mo3
GH145/GH4145 NCF750 Incone1X-750 镍铬15铁7钛铝
埃尔吉洛伊
合金基 60Si2MnA 桨板6 SAE9260 60Si7
55铬硅 SWOSC-V
50CrVA SUS10A 6150 67SiCr5
60Si2CrA 桨板12 SAE9254 67SiCr5
30W4Cr2VA
碳基 65锰 1066 CK67
音乐线 SWP-B/ SWP-A
铜基 QSn4-3(锡青铜) C3712 C28000 铜锌40
QSi3-1(硅青铜) C6561
QBe2(铍青铜) C1720 C17200
蒙乃尔合金400 NW4400 UNS N04400 2. 4360
蒙乃尔合金K500 NW5500 UNS N05500 2. 4375

65锰

化学成分

年级标准C小号
65锰GB/T 1222-20070.62~0.700.17~0.370.90~1.20≤0.035≤0.035≤0.25≤0.25≤0.25

机械性能

拉伸强度Rb(MPa)屈服强度Rs (MPa)剪切模量 G/x103(兆帕)弹性模量E/x103(兆帕)推荐温度
980(φ=10mm)78578.8196.0-40~120

特点及应用

65Mn是一种高碳钢。其组成简单,成本低廉。添加锰是为了提高淬透性。其综合力学性能、脱碳等性能均优于碳钢。但65Mn对高温处理敏感,淬火时容易开裂。

65Mn通常用于制造各种圆形弹簧、发条、弹簧环、减振器和离合器弹簧。

音乐线

化学成分

年级标准C小号
SWP-BJIS_G35220.60~0.950.12~0.320.30~0.90≤0.025≤0.025≤0.20

机械性能

拉伸强度Rb(MPa)屈服强度Rs (MPa)剪切模量 G/x103(兆帕)弹性模量E/x103(兆帕)推荐温度
2260~2450(φ=1.0mm)156878.7196.0-40~120

特点及应用

琴丝在铅浴中淬火后进行冷拔。它是一种高级弹簧,具有非常高的强度、弹性和抗疲劳性。是一种应用广泛的小型弹簧材料,用于制造各种重要弹簧、各种高应力机械弹簧、阀门弹簧等。

60硅锰

化学成分

年级标准C小号
60硅锰GB/T 1222-20070.54~0.601.5~2.00.70~1.00≤0.035≤0.035≤0.35≤0.35≤0.25

机械性能

拉伸强度Rb(MPa)屈服强度Rs (MPa)剪切模量 G/x103(兆帕)弹性模量E/x103(兆帕)推荐温度
1274(φ=10mm)117078.8196.0-40~200

特点及应用

60Si2Mn中的锰可提高淬透性。由于含硅量高,其强度、淬透性、抗回火性均高于碳素弹簧钢。但由于其含硅量较高,表面脱碳的可能性较大,冷变形塑性较低。调质后具有较高的屈强比、抗松弛能力和回火稳定性,特别是疲劳寿命显着提高。

60Si2Mn适合制造截面厚度小于25mm的螺旋弹簧,广泛应用于重型机械、铁路车辆、汽车等领域。

55铬硅

化学成分

年级标准C小号
55铬硅GB/T 1222-20070.50~0.601.2~1.60.50~0.800.50~0.80≤0.030≤0.030≤0.20≤0.20

机械性能

拉伸强度Rb(MPa)屈服强度Rs (MPa)剪切模量 G/x103(兆帕)弹性模量E/x103(兆帕)推荐温度
1862(φ≥4.2mm)166678.8196.0-40~250

特点及应用

55CrSi弹簧钢具有高抗疲劳性能和高抗松弛性能。由于其中Si的质量分数较高,可显着提高弹性极限、屈强比、抗疲劳性能。还添加Cr元素以增强机械性能。 Cr对升高处理的敏感性较低,有助于消除含硅弹簧钢的石墨化倾向。

55CrSi广泛用于制造高端摩托车的制动弹簧、实心稳定杆、扭杆、气门弹簧、减震器弹簧以及重要用途的机械弹簧。

50CrVA

化学成分

年级标准CV小号
50CrVAGB/T 1222-20070.46~0.540.17~0.370.50~0.800.80~1.100.10~0.20≤0.03≤0.03≤0.35≤0.25

机械性能

拉伸强度Rb(MPa)屈服强度Rs (MPa)剪切模量 G/x103(兆帕)弹性模量E/x103(兆帕)推荐温度
1274(φ=10毫米)112778.8196.0-40~250

特点及应用

50CrVA具有良好的机械性能和高淬透性。钒的加入可以细化钢的晶粒,从而提高强度、韧性和耐热性。但其焊接性较差。 50CrVA是一种高级弹簧钢,用于大截面和高载荷应用,例如阀门弹簧、活塞弹簧和安全阀弹簧。

30W4Cr2VA

化学成分

年级标准CVW小号
30W4Cr2VAGB/T 1222-20070.26~0.340.17~0.37≤0.042.00~2.500.50~0.804~4.5≤0.03≤0.03≤0.35≤0.25

机械性能

拉伸强度Rb(MPa)屈服强度Rs (MPa)剪切模量 G/x103(兆帕)弹性模量E/x103(兆帕)推荐温度
1470(φ=10mm)132381.8~78.7206.0~196.2-40~500

特点及应用

30W4Cr2VA含有钨、铬和钒。钨(w)的主要作用是提高钢的淬透性和耐热性,使弹簧在高温下保持较高的强度和弹性。钨还可以提高回火稳定性和热加工性。在调质状态下使用,用作耐热弹簧,如锅炉主安全阀弹簧等。

60Si2CrA

化学成分

年级标准C小号
60Si2CrAGB/T 1222-20070.56~0.641.40~1.800.04~0.700.70~1.00≤0.030≤0.030≤0.35≤0.25

机械性能

拉伸强度Rb(MPa)屈服强度Rs (MPa)剪切模量 G/x103(兆帕)弹性模量E/x103(兆帕)推荐温度
1764(φ=10mm)156881.8~78.7206.0~196.2-40~250

特点及应用

60Si2CrA是一种高强度弹簧钢。具有较高的淬透性和良好的热处理性能。由于其强度较高,轧后应及时消除内应力。 60Si2CrA可用于制造汽轮机密封弹簧、调节弹簧、凝汽器支撑弹簧、高压水泵碟形弹簧等,还可用于制造常规武器回收钩弹簧、破碎机弹簧、工程机械弹簧等。

不锈钢弹簧钢

化学成分

年级标准C小号
不锈钢302JIS G4314≤0.15≤1.00≤2.00≤0.0308.00-10.0017.00-19.00≤0.045 
SUS304JIS G4314≤0.15≤1.00≤2.00≤0.0308.00-10.0017.00-19.00≤0.045 
不锈钢316JIS G4314≤0.15≤1.00≤2.00≤0.03010.00-14.0016.00-18.00≤0.0452.0~3.0
SUS631JIS G4314≤0.09≤1.00≤1.00≤0.036.5-7.7516.0-18.0≤0.04铝 0.75~1.5

机械性能

年级拉伸强度Rb(MPa)拉伸强度Rs (MPa)剪切模量 G/x103(兆帕)弹性模量E/x103(兆帕)推荐温度
SUS302/3041863~2108 (φ=1mm)≥20571.7193.2-200~200
不锈钢3161863~2108 (φ=1mm)≥20571.7193.2-200~200
SUS6311705~2010 (φ=1mm)≥20571.7193.2-200~343

特点及应用

作为一种广泛使用的弹簧钢,具有良好的耐低温、耐腐蚀、耐热性能。

  • SUS302/304:耐腐蚀、耐热弹簧钢。它们的机械性能相同,但304比302更耐腐蚀。
  • SUS316:由于添加了Mo,其耐腐蚀性和耐高温性特别好。通常用于航海和耐氯化物腐蚀。
  • SUS631:比300系列不锈钢强度更高。具有高强度、高硬度、耐疲劳、耐热、耐腐蚀等特点。用于航空航天、化学、石化、造纸和金属加工行业。

铬镍铁合金750

化学成分

年级标准C国际单位制小号
铬镍铁合金X750自动化管理系统 5698≤0.0814.0~17.0≥70.00.40~1.002.25~2.755.00~9.000.70~1.20≤0.501.0≤0.01≤0.5

机械性能

拉伸强度Rb(MPa)屈服强度Rs (MPa)剪切模量 G/x103(兆帕)弹性模量E/x103(兆帕)推荐温度
1241~179379082.7214-260~550

特点及应用

它是一种用 Al、Ti 和 Nb 增强的镍基合金。弹簧用不锈钢或其他特殊用途弹簧材料中主要添加铝(A1)、钛(Ti)、铌(Nb)。主要目的是提高材料的耐腐蚀性能。 Ti是钢中的强脱氧剂,可以细化晶粒,降低敏感性。 Nb能细化晶粒,降低钢的过热敏感性和脆性。它是早期铬镍铁合金系统中较好的合金之一。在980℃以下具有良好的强度、耐腐蚀性、抗氧化性。

Inconel X-750合金主要用于制造要求较高强度的抗松弛扁弹簧和螺旋弹簧。

铬镍铁合金718

化学成分

年级标准C国际单位制
铬镍铁合金718自动化管理系统 5662≤0.0817.0~21.050.0~55.0≤1.00.20~0.800.65平衡2.8~3.3≤0.35≤0.35≤0.3

机械性能

拉伸强度Rb(MPa)屈服强度Rs (MPa)剪切模量 G/x103(兆帕)弹性模量E/x103(兆帕)推荐温度
1310~1515108280200-260~650

特点及应用

Inconel 718 是一种 Fe-Ni-Cr 合金。它具有优异的耐高温和耐腐蚀性能。在650℃以下具有高强度和良好的韧性,并且在高低温环境下具有抗氧化和抗腐蚀能力。可广泛应用于各种高要求场合,如汽轮机、燃料火箭低温工程、酸性环境、核工程等。

埃尔吉洛伊

化学成分

年级标准C小号
埃尔吉洛伊AMS 5833≤0.1539.0~41.0≤0.119.0~21.0平衡6.0~8.01.5~2.5≤1.214.0~16.0≤0.015≤0.015

机械性能

拉伸强度Rb(MPa)屈服强度Rs (MPa)剪切模量 G/x103(兆帕)弹性模量E/x103(兆帕)推荐温度
1515-2000 77.2190-184~454

特点及应用

埃尔吉洛伊合金是一种钴铬镍合金。钴的添加使材料达到很高的弹性极限,并且该合金在许多环境下还具有优异的耐腐蚀性和抗疲劳性。它适用于需要高耐腐蚀性或需要在高达 380°C 的温度下低松弛的应用。在海水中,埃尔吉洛伊合金几乎不受缝隙腐蚀和应力腐蚀的影响。它广泛应用于石油和天然气开采、医疗、牙科、航空航天、国防、太空探索和制表业。

铜基弹簧钢

化学成分

年级标准总杂质
锡青铜GB/T 13808平衡3.5~4.52.7~3.30.0020.002 0.05 ≤1.5
硅青铜GB/T 4423平衡0.250.50.03(铅)2.75~3.50.20.31.0~1.5(锰)≤1.1
铍青铜GB/T 5231平衡 0.150.05(铅)0.150.20.151.0~2.1≤0.5

机械性能

年级拉伸强度Rb(MPa)屈服强度Rs (MPa)剪切模量 G/x103(兆帕)弹性模量E/x103(兆帕)推荐温度
锡青铜780~1130 4020793163-250~120
硅青铜780~1130 4020793163-40~120
铍青铜373~1275 42169129448-200~120

特点及应用

锡青铜在大气中具有良好的耐腐蚀性,锡青铜表面形成致密的二氧化锡薄膜。二氧化锡薄膜越致密、越厚,耐磨性越好。在淡水和海水中也耐腐蚀,适合制造要求较高硬度和较强耐磨性的弹簧。

硅青铜含有锰和镍元素。具有强度高、耐腐蚀性强等特点。在淡水和海水中具有较高的耐腐蚀性,并具有良好的焊接性和切削性能。用于制造在腐蚀介质中工作的摩擦零件(如发动机排气门、进气门的导向套)和结构件。

铍青铜含有1.7~2.5%铍。铍的添加使其具有优异的弹性。它是一种沉淀硬化合金,具有良好的强度、硬度、弹性和抗疲劳性能。在海水中使用寿命可达40年以上。用途广泛,价格昂贵,比较适合制造电器上的精密弹簧。

蒙乃尔合金

化学成分

年级标准C小号
蒙乃尔合金400AMS 723363.0~70.028.0~34.0  ≤2.0≤0.5≤0.3≤2.5≤0.024
蒙乃尔合金K500QQ-N-28663.0~70.0平衡0.35~0.852.3~3.15≤1.5≤0.5≤0.25≤2.0≤0.001

机械性能

年级拉伸强度Rb(MPa)屈服强度Rs (MPa)剪切模量 G/x103(兆帕)弹性模量E/x103(兆帕)推荐温度
蒙乃尔合金4001000~1240 65.5179-184~260
蒙乃尔合金K5001100~1380 65.5179-184~232

特点及应用

Monel 400 是一种镍铜合金。该合金在氢氟酸和氟气介质中具有优异的耐蚀性,对热浓碱液也具有优异的耐蚀性。它还耐中性溶液、水、海水、大气、有机化合物等的腐蚀。

Monel K500 是一种沉淀硬化镍铜铝合金。钛和铝元素的添加使K500的抗拉强度提高到400合金的两倍,屈服强度是400合金的三倍。该材料在低至 -240° 的温度下仍保持延展性和韧性。 K500 还对多种化学元素和海洋环境(例如盐、碱、酸和非氧化性酸)具有耐火花性和出色的耐腐蚀性。

弹簧钢的性能

弹簧钢广泛用于制造各类弹簧和类似部件。它的特点是屈服强度高,使由这种材料制成的产品能够承受连续的压缩、弯曲和扭曲而不会失去其原始形状。

以下是弹簧钢的一些主要特性:

  • 弹性:弹簧钢具有很高的弹性,弯曲或拉伸后可以恢复到原来的形状。
  • 硬度和耐用性:它可以承受重载而不会破裂,并且随着时间的推移可以抵抗风化和磨损。
  • 弹性:弹簧钢可以成型、成型和后热处理,而不会失去其形状。
  • 耐腐蚀性:具有较高的耐腐蚀性,适合在恶劣条件下使用。

除了高屈服强度外,弹簧钢还具有优异的性能 抗拉强度 和疲劳强度。这些特性使弹簧钢适用于广泛的工业应用。

下表总结了不同弹簧钢牌号的屈服强度和抗拉强度 – EN 10132-2021.

材料编号 标准 退火成球化渗碳体 退火至球化渗碳体-极软
爱西 日本工业标准 中文 DIN 屈服强度[MPa](最大) 拉伸强度[MPa](最大) HBW(最大) 屈服强度[MPa](最大) 拉伸强度[MPa](最大) HBW(最大)
公制 我们 公制 我们 公制/美制 公制 我们 公制 我们 公制/美制
1.1231 1070 SK7 C67S 对照67 380 55 580 84 180 330 48 550 80 171
1.1248 1075 SK6 C75S 对照75 400 58 610 88 189 345 50 570 83 177
1.1284     C80S   400 58 610 88 189 345 50 570 83 177
1.1269 1086 SK5 C85S 对照85 405 59 620 90 192 355 51 580 84 180
1.1217     C90S   420 61 630 91 195 365 53 590 86 183
1.1274 1095 SK4 SK3 C100S 对照101 430 62 640 93 198 380 55 600 87 186
1.1224     C125S   440 64 650 94 202 400 58 620 90 192
1.2002   SK2 125Cr2 125Cr1 450 65 660 96 205 385 56 640 93 198
1.2235     80CrV2 80CrV 2 390 57 600 87 186 345 50 570 83 177
1.5026 9255   56Si7   420 61 620 90 192 360 52 580 84 180
1.5634   SKS51 75镍8   450 65 660 96 205 400 58 630 91 195
1.8159 6150 桨板10 51CrV4 50 CrV 4 380 55 580 84 180 330 48 550 80 171
1.8161     58CrV4 58 CRV 4 390 57 590 86 183 350 51 560 81 174
1.2003     75Cr1   420 61 630 91 195 360 52 580 84 180
1.2018     95Cr1   430 62 640 93 198 380 55 600 87 186
1.6595     68CrNiMo3-3   400 58 615 89 190 350 51 575 83 179

弹簧钢是如何形成的?

弹簧钢

弹簧钢可进行热轧、冷轧、退火等多种工艺 热处理,取决于弹簧钢的等级和最终产品所需的机械性能。

该过程通常从熔化和精炼原材料开始,以获得正确的钢成分。然后将钢水倒入大块或钢坯中并冷却。钢坯可通过热轧或冷轧进行附加加工,降低厚度,改善晶粒结构,有效提高材料的抗拉强度,生产弹簧钢板、带材、棒材和棒材。较高的减少量会导致拉伸强度增加,但拉伸强度过高可能会导致材料变脆并容易断裂。冷轧通常受到高质量弹簧钢的青睐,因为它能够提供对厚度和厚度的更精细的控制。 尺寸公差.

轧制后,可以对钢进行退火以消除内应力并增强其延展性。这包括将钢材加热到特定温度并持续设定的时间,然后使其在受控环境中缓慢冷却,从而增强钢材的韧性和柔韧性。

最后,弹簧钢可以经过热处理以获得所需的机械性能。为了实现这一过程,特定的碳含量至关重要,碳弹簧钢的碳含量通常为 0.50% 至 1.25%。该过程包括将钢加热到临界温度,然后快速冷却(淬火)形成硬而脆的结构。随后,钢可以通过再加热过程进行回火,从而减轻应力并增强其韧性。热处理弹簧钢用于制造板簧、锯片和刀具等产品。

弹簧钢的常见用途和应用

由于其特殊的特性,弹簧钢通常被称为通用钢。它主要用于生产高质量锯片、开锁工具、天线和刮刀,特别是在硬化和回火状态下用于制造难以成型的板簧。

弹簧钢作为一种通用型钢材,有着广泛的应用范围。它通常用于创建:

  • 夹子和紧固件:弹簧钢的高强度和抗疲劳性使其成为生产夹子和紧固件的理想选择。
  • 弹簧:用于各种机械和车辆部件,弹簧钢通常用于螺旋弹簧、压缩弹簧、扭力弹簧和板弹簧。
  • 医疗设备:弹簧钢用于制造医疗器械,例如手术工具和正畸器具。
  • 机械:用于制造机械和设备,包括割草机、飞机、输送机和泵。
  • 手动工具:弹簧钢的高强度使其非常适合制作坚固耐用的工具,如钳子、扳手和剪刀。
  • 钢琴线:弹簧钢也称为音乐线,用于多种应用,包括弹簧夹、天线和车辆螺旋弹簧或板簧。
  • 开锁器:弹簧钢的柔韧性和弹性使其成为制造开锁器的流行材料。
  • 起落架:一些小型飞机的起落架采用管状弹簧钢,因为它能够吸收着陆冲击力。
  • 垫片:由于其在低厚度下具有抗变形能力,因此广泛用于垫片和长尾夹。
摩托车减震弹簧

常见问题

钢是铁和碳的组合,并添加了其他元素以改善其特性。存在多种钢材类型,每种钢材因其独特的成分和制造方法而具有不同的性能。

弹簧钢是一种特殊类型的钢材,具有卓越的屈服强度、弹性、硬度和回弹力,非常适合弹簧以及固定夹和拉片等应用。

两者之间的优劣实际上取决于具体的应用。当涉及弹簧、汽车悬架部件和其他面临周期性应力的机械部件时,弹簧钢是更好的选择。

尽管如此,对于不需要大量弹性、回弹力和拉伸强度的应用,普通钢或其他形式的钢将更加经济和合适。使用弹簧钢也有其缺点,例如需要额外考虑机械加工和焊接。

弹簧钢应具有优异的综合性能,包括机械性能(特别是强度极限、弹性极限和屈强比)、抗弹性松弛性能(又称抗松弛性能)、疲劳性能、淬透性以及物理和化学性能(如抗氧化、耐热、低温、耐腐蚀等)。

为了满足上述性能要求,弹簧钢需要优异的冶金质量(高纯度和均匀性)、优异的表面质量(强制控制表面缺陷和脱碳)以及精确的形状和尺寸。

弹簧钢的强度取决于其性能及其所服务的特定应用。一般来说,与碳含量较低的弹簧钢相比,碳含量较高的弹簧钢往往强度更高,并且具有更好的抗疲劳性。

AISI 1095 是最坚固且最常用的弹簧钢之一,其碳含量约为 0.95%,具有卓越的强度和弹性。它经常用于制造需要卓越强度和耐久性的高应力弹簧和部件。

另一种高度坚固的弹簧钢变体是 AISI 6150,也称为铬钒钢。这种合金钢含有铬、钒以及碳,赋予其高强度、韧性和抗疲劳性。 AISI 6150 通常用于生产需要提高强度的弹簧和部件,例如卡车弹簧和其他重型应用。

其他高强度弹簧钢牌号包括 AISI 5160(将锰和硅与碳结合在一起)和 AISI 4340(一种镍铬钼合金钢,因其卓越的强度和韧性而闻名)。

确定最强类型的弹簧钢取决于应用的特定要求,涵盖应力水平、循环频率和部件的工作环境等因素。

一般来说,弹簧钢被设计为具有高硬度和强度,使其能够承受反复加载和卸载的应变而不会变形或断裂。弹簧钢的硬度通常使用洛氏硬度标尺进行评估,该硬度标尺测量金刚石或碳化钨压痕进入材料的深度。

弹簧钢通常表现出 洛氏硬度(HRC) 范围为 44-57,根据具体牌号和所采用的热处理而变化。例如,AISI 1095弹簧钢在淬火和回火后通常达到约55-57的洛氏硬度,而AISI 5160弹簧钢在热处理后通常达到约52-56的洛氏硬度。

事实上,弹簧钢可以进行机械加工,但由于其硬度,与低碳钢相比,机械加工通常更具挑战性。加工弹簧钢通常需要使用坚硬、锋利的刀具 切割用具 和低 切削速度 以防止过多的热量积聚,从而可能损坏工具和/或工件。此外,由弹簧钢制成的工件在加工过程中可能容易硬化,从而随着工艺的展开而增加难度。

为了提高弹簧钢的切削加工性,可以在加工前对其进行退火或预硬化。退火包括将弹簧钢加热到特定温度并缓慢冷却以软化材料。这可以方便加工,但也可能会降低材料的弹性和强度。另一方面,预硬化弹簧钢已经经过热处理工艺以获得特定的硬度,使其更易于加工,同时仍保留其一些所需的性能。

结论

如今,弹簧钢在各种产品的生产中发挥着至关重要的作用,并且预计将在多个工业领域保持其重要性。例如,它通常用于需要能够持续吸收和重新施加力的组件的应用中,例如汽车中的弹簧膜片和安全带系统中的卷收器弹簧。弹簧钢的弹性在这些动态应力部件的操作中起着至关重要的作用,决定了材料在不发生永久变形的情况下可以承受的力的大小。

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