Pružinové oceli: jakosti pružinové oceli a pásové značení, GOST. Charakteristika konstrukčních ocelí, tepelné zpracování pásů a jejich složení

Pružinová ocel je vyhledávanou slitinou s velkým seznamem výhod. Materiál vykazuje vynikající výkon i v náročných podmínkách a má vysokou pevnost a mezní hodnoty. Zvláštností oceli je, že si při stlačení snadno zachovává všechny své fyzikální vlastnosti a po odstranění zátěže se pak vrátí do předchozího tvaru.

Obecný popis

Pružinová ocel je slitina se zvýšenou mezí kluzu, která charakterizuje změnu tvaru tělesa i při nezvětšeném zatížení. Parametr je také zodpovědný za schopnost těla zaujmout svůj původní tvar při jiných typech zatížení, například kroucení nebo ohybu. Čím efektivněji materiál pracuje, zachovává si své původní vlastnosti a rozměry, tím vyšší je mez kluzu.

Nejvyšší sazby jsou u materiálů, které prošly speciálními technikami zpracování, které jim dodaly další vlastnosti.

Pružinová ocel se v tomto ohledu liší od většiny ostatních slitin používáním výrobců různých komponentů ve formě legovacích přísad. V Rusku jsou základem výroby oceli nízkolegované slitiny, jejichž složení obsahuje minimální počet jakýchkoli komponent. A například v Americe, Číně nebo evropských zemích pružinové oceli obsahují chrom nebo jiné složky:

• mangan a křemík;
• nikl;
• wolfram;
• dusík.

Přítomnost dalších látek vede ke zvýšení plastických vlastností materiálu a také zvyšuje inertnost slitiny vůči chemickým reakcím. Zjednodušeně řečeno, hotový materiál nebude schopen reagovat s jinými látkami.

Fyzikální vlastnosti a charakteristiky

Hlavní parametry, vlastnosti a schopnosti pružinových ocelí upravují státní normy. Mezi nejdůležitější vlastnosti patří následující faktory.

• Zvýšená odolnost proti elastické deformaci. Indikátor ukazuje, že plastový prvek lze snadno odstranit vlivem vnějších sil, ale jak se tlak zvyšuje, materiál začíná vykazovat odpor. Výsledkem je, že když je zatížení odstraněno, ocel získá svůj předchozí tvar a zachová si všechny své vlastnosti.

• Nízký koeficient zbytkového roztažení. Pokud je na materiál aplikován vnější tlak, začne se tvarovat v souladu se vzhledem vnějšího zdroje. Po odeznění tlaku však díl obnoví svůj původní vzhled. Stojí za zmínku, že čím nižší je indikátor, tím méně se materiál po zatížení deformuje.

• Vynikající indikátor síly. Stlačení ocelové pružiny nevede k deformaci materiálu. Kov nepraská, zachovává si krystalickou mřížku a nezbortí se ani při silném nárazu. V případě potřeby lze indikátor zvýšit přidáním legujících složek.

• Odolnost konstrukční oceli proti korozi. Poskytováno pouze v případě, že jsou ve složení další látky. Pokud slitina například obsahuje chrom, materiál nerezaví ani po mnoha letech. Vše je zcela jednoduše vysvětleno obvyklými fyzikálními a chemickými zákony. Přítomnost chrómu na povrchu materiálu vede k vytvoření tenkého filmu menšího než 1 mm, který zabraňuje kontaktu železa a kyslíku nebo dusíku, což vede k nemožnosti oxidačních procesů.

• Výborná odolnost proti chemickým vlivům – inertnost. Toho je také dosaženo přidáním legujících složek. Používají především křemík, selen a vanad, které zabraňují kontaktu železa s látkami přicházejícími zvenčí.

To znamená, Pro zlepšení vlastností pružinové oceli výrobci používají legující látky. Také např. kalcinace celého průřezu materiálu napomáhá dosažení elasticity. Tento postup je povinný.

Při ignorování procesu kalcinace se v určitých oblastech materiálu vytvoří vysoká mez kluzu a heterogenní struktura naopak urychlí jeho destrukci.

Výběr slitiny oceli s vysokým modulem smyku pro následnou výrobu oceli vyžaduje pečlivé zvážení a zvážení potřeby legujících látek. Optimální obsah uhlíku u slitin tohoto typu by neměl být vyšší než 0,7 %. Navýšení je možné, ale nedává to žádný praktický význam. Naopak se jen zvýší riziko vzniku trhlin s výraznými deformacemi.

Pokud jde o obsah legujících složek, jsou povoleny následující poměry:

• křemík – není přípustné více než 2,5 %;
• mangan – optimální ukazatel 1,1 %;
• wolfram – povoleno 1,2 %;
• chrom – 17-30 %;
• nikl – ne více než 1,7 %.

Chrom zvyšuje korozní odolnost kovu, proto se často používá jako legující látka v množství 13 %. Při použití chrómu v koncentraci 30% se dále zvyšuje schopnost slitiny pracovat v agresivním prostředí.

Wolfram je žáruvzdorná látka, která pomáhá zvýšit tažnost materiálu. Zároveň se neztrácí pevnost a tvrdost, což má pozitivní vliv na odolnost slitiny vůči různým vlivům a prevenci proti oděru.

Mangan a křemík se často používají současně. V tomto případě se poměr složek obvykle zvyšuje směrem k manganu. Křemík podporuje tvorbu pevné krystalové mřížky a mangan stabilizuje strukturu materiálu.

To znamená, že základem pro výrobu pružinové oceli je běžný kov, který se následně kalí při teplotě 800 až 900 stupňů, postupným zvyšováním meze kluzu. Používají se i legující látky, které zlepšují vlastnosti nového materiálu a prodlužují jeho životnost. Často se výrobci navíc uchylují k temperování oceli, aby zničili martenzit ve struktuře.

Pružinová ocel má samozřejmě nevýhody. Mezi hlavní patří nízká svařitelnost a nemožnost provádět vysoce kvalitní řezání.

Pronajmout si

Pružinová ocel je považována za velmi žádaný materiál, ze kterého se získávají následující typy válcovaných výrobků:

• drát;
• hexagony;
• povlečení na postel;
• čtverce.

Klíčovou výhodou pružinových ocelí jsou jejich vysoké výkonové vlastnosti, kterých lze dosáhnout díky následujícím komponentům:

• speciální kovová struktura vytvořená optimální kombinací komponentů a zpracování;
• přítomnost nekovových prvků ve složení;
• spirálový nebo obloukový tvar, rozměry.

Během procesu natahování jsou pružiny vystaveny zatížení jak na vnitřní, tak na vnější straně prvku. Míra zatížení je navíc v obou případech odlišná. Vnější strany jsou méně náchylné k roztažení, takže vnitřní povrch přebírá většinu deformace. Také konce pružiny, které fungují jako montážní místo, jsou vystaveny velkému zatížení. Proto byly vyvinuty speciální třídy oceli, které účinně fungují jak v tlaku, tak v tahu.

Ve složení

Vyráběné pružinové oceli se dělí podle složení na:

• kovaný;
• válcované za tepla;
• zkalibrované.

Samostatnou kategorii tvoří oceli se speciální úpravou vnějších povrchů a také kruhové oceli válcované za tepla s obrobeným povrchem.

Možností zpracování

Existuje další klasifikace ocelí, která zahrnuje rozdělení podle způsobu zpracování. V této kategorii se materiál dělí na:

• kvalitativní;
• vysoká kvalita

Z posledně jmenovaného se vyrábějí plechy nebo pásy. Vlastnosti a charakteristiky jakékoli oceli jsou regulovány státními normami. Každý materiál má svou značku, jejíž rozluštěním určíte jeho fyzikální a mechanické parametry a možnost dodatečného zpracování.

Označení a razítka

Třída oceli je vytvořena na základě požadavků GOST. Po uvolnění obdrží kov specifický kód, který vám umožní dozvědět se o základních vlastnostech a parametrech slitiny. Jako příklad stojí za to analyzovat standardní šifru značky ChD1L2L3. Dešifrování.

1. H – označuje obsah uhlíku, vyjádřený v procentech ekvivalentu. Proto při překladu musíte vydělit 100.
2. L1, L2, L3 – demonstrují druh a obsah přídavných složek ve formě legujících přísad. Pokud u aditiva není žádné číslo, můžeme dojít k závěru, že není zahrnuto. Používá se hlavně: G-mangan, B-wolfram, N-nikl, C-křemík, A-dusík. Číslo „L“ ukazuje počet legujících přísad.

Na základě toho není těžké uhodnout, že korozivzdorná ocel 50ХГ obsahuje ve svém složení 0,5% uhlíku a také přísadu ve formě chrómu a manganu v koncentraci pod 1%.

Tepelné zpracování

Jakákoli ocel ve výrobě prochází termomechanickou úpravou, pomocí které je možné zlepšit pevnost a odolnost výrobku proti opotřebení. Tepelné zpracování zvyšuje vlastnosti materiálu v průměru více než 2x. Kroky procesu:

• žíhání produktu;
• zahřívání na teplotu 830-870 stupňů;
• chlazení v médiu vody nebo oleje;
• dovolená na 480 stupňů.

Pro dosažení požadovaného výsledku je důležité produkt správně temperovat. Všechny požadavky a vlastnosti tepelného zpracování jsou uvedeny ve státní normě 14959-89. Výsledkem technologického procesu je výroba ocelí, které splňují úzké parametry. Stojí za to podrobněji prozkoumat složitější příklad – 60S2HFA. V tomto případě bude dešifrování vypadat takto:

• 60 – ukazuje, že slitina obsahuje 0,6 % uhlíku;
• C2 – písmenné označení křemíku, číslo dokládá zvýšení obsahu složky o 2 násobek standardní hodnoty (1,5 %);
• X – označuje přítomnost chrómu v množství 0,9-1 %;
• F – demonstruje použití wolframu jako legující složky v 1% obsahu.

Na konci dekódování je písmenný index A. Označuje minimum škodlivých látek ve formě fosforu nebo síry. Obvykle jejich počet v tomto případě nepřesahuje 0,015%.

Řezání a svařování

Pružinová ocel nemá dobrou svařitelnost. Kalení podporuje částečnou deformaci materiálu, takže při svařování elektrodami hrozí zničení prvku nebo vytvoření nekvalitního švu s prasklinami.

Řezání brusnými kotouči je obtížné a neumožňuje dosáhnout požadovaného výsledku. Během procesu řezání dochází k velké deformaci slitiny, což vede ke zhoršení jejích vlastností.

přihláška

Pružinové oceli se aktivně používají v průmyslu a stavebnictví. Pružiny a listové pružiny se vyrábějí převážně ze slitin, protože to je hlavním účelem materiálu. Slitiny se používají všude tam, kde je potřeba učinit strukturu elastičtější a také zlepšit tažnost bez ztráty pevnosti. Díly vyrobené z takových slitin fungují dobře jak v tahu, tak v tlaku.

Běžné prvky, které se získávají použitím pružinové oceli.

1. Ložisková pouzdra. Vyznačují se zvýšenou odolností vůči působivému zatížení, protože téměř v každém bodě zápasí s tahovými i tlakovými silami.
2. Třecí kotouče. Jsou vystaveny velkému dynamickému zatížení a jsou nuceny se stlačovat.
3. Přítlačné podložky. Pracují hlavně v tlaku, ale někdy se po částech vyskytují tahová zatížení.
4. Brzdové pásy. Jeden z hlavních úkolů takových prvků spočívá v nutnosti zachovat tvar a vlastnosti při pravidelném protahování. Obyčejná ocel se rychle opotřebuje a selže, proto se dává přednost elastičtějším materiálům.

Slitiny pružin se také používají k výrobě ozubených kol, přírub a většiny spojovacích prvků.