Из какой стали делают пружины

Гост 13764-86 пружины винтовые цилиндрические сжатия и растяжения из стали круглого сечения. классификация

из какой стали делают пружины

ГОСТ 13764-86

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ПРУЖИНЫ ВИНТОВЫЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ СЖАТИЯ И РАСТЯЖЕНИЯ

ИЗ СТАЛИ КРУГЛОГО СЕЧЕНИЯ

КЛАССИФИКАЦИЯ

Москва

Стандартинформ

2007

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Дата введения 01.07.88

Настоящий стандарт распространяется на пружины, предназначенные для работы в неагрессивных средах при температуре от минус 60 °С до плюс 120 °С.

1. Пружины разделяются на классы, виды и разряды в соответствии с указанными в табл. 1 и 2.

Таблица 1

Класс пружин Вид пружин Нагружение Выносливость Nf (установленная безотказная наработка), циклы, не менее Инерционное соударение витков
I Сжатия и растяжения Циклическое 1 × 107 Отсутствует
II Сжатия и растяжения Циклическое и статическое 1 × 105 Отсутствует
III Сжатия Циклическое 2 × 103 Допускается

Примечания:

1. Отсутствие соударения витков у пружин сжатия определяется условием:

где vmax — наибольшая скорость перемещения подвижного конца пружины при нагружении или при разгрузке, м/с;

vк — критическая скорость пружины сжатия (соответствует возникновению соударения витков пружины от сил инерции), м/с.

2. Значения выносливости не распространяются на зацепы пружин растяжения.

3. Критериями отказа в условиях эксплуатации является невыполнение требований ГОСТ 16118.

Класс пружин характеризует режим нагружения и выносливости, а также определяет основные требования к материалам и технологии изготовления.

Разряды пружин отражают сведения о диапазонах сил, марках применяемых пружинных сталей, а также нормативах по допускаемым напряжениям.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2. В стандарт включены дополнительные требования, которые приведены в приложениях 1 — 3.

Краткие сведения о выносливости и стойкости циклических и статических пружин

При определении размеров пружин необходимо учитывать, что при vmax >, помимо касательных напряжений кручения, возникают контактные напряжения от соударения витков, движущихся по инерции после замедления и остановок сопрягаемых с пружинами деталей. Если соударение витков отсутствует, то лучшую выносливость имеют пружины с низкими напряжениями t3, т.е. пружины I класса, промежуточную — циклические пружины II класса и худшую — пружины III класса.

При наличии интенсивного соударения витков выносливость располагается в обратном порядке, т.е. повышается не с понижением, а с ростом t3. В таком же порядке располагается и стойкость, т.е. уменьшение остаточных деформаций или осадок пружин в процессе работы.

Средствами регулирования выносливости и стойкости циклических пружин в рамках каждого класса при неизменных заданных значениях рабочего хода служат изменения разности между максимальным касательным напряжением при кручении t3 и касательным напряжением при рабочей деформации t2.

Возрастание разности t3 — t2 обусловливает увеличение выносливости и стойкости циклических пружин всех классов при одновременном возрастании размеров узлов. Уменьшение разности t3 — t2 сопровождается обратными изменениями служебных качеств и размеров пространств в механизмах для размещения пружин.

Для пружин I класса расчетные напряжения и свойства металла регламентированы так, что при vmax/ £ 1 обусловленная стандартом выносливость пружин при действии силы F1 (сила пружины при предварительной деформации) обеспечивается при всех осуществимых расположениях и величинах рабочих участков на силовых диаграммах (разности напряжений t3 — t2 и t2 — t1, где t1 — касательное напряжение при предварительной деформации).

Циклические пружины II класса при vmax/ £ 1 в зависимости от расположения и величин рабочих участков могут быть поставлены в условия как неограниченной, так и ограниченной выносливости.

Циклические пружины III класса при всех отношениях vmax/ и величинах относительного инерционного зазора пружин d не более 0,4 [формула (1) ГОСТ 13765] характеризуются ограниченной выносливостью, поскольку они рассчитаны на предельно высокие касательные напряжения кручения, к которым при vmax/ > 1 добавляются контактные напряжения от соударения витков.

Статические пружины, длительно пребывающие в деформированном состоянии и периодически нагружаемые со скоростью vmax менее , относятся ко II классу. Вводимые стандартом ограничения расчетных напряжений и свойств проволоки (ГОСТ 13764, табл. 2) обеспечивают неограниченную стойкость статических пружин при остаточных деформациях не более 15 % величины максимальной деформации s3.

Допустимые остаточные деформации статических пружин регламентируются координацией сил пружины при рабочей деформации s3 на силовых диаграммах, причем увеличение разности F3 — F2 способствует уменьшению остаточных деформаций.

Технологические средства регулирования выносливости и стойкости пружин определяются документацией на технические условия.

Краткие сведения о материалах

Имеющиеся в промышленности марки пружинной стали характеризуются следующими свойствами и условиями применения.

Проволока класса I по ГОСТ 9389. Высокая разрывная прочность. Наличие больших остаточных напряжений первого рода (от волочения и навивки) обусловливает появление остаточных деформаций пружин при напряжениях t3 > 0,32Rm. При vmax > остаточные деформации высоки независимо от применения операции заневоливания. В связи с указанным проволока класса I по ГОСТ 9389 назначается для пружин III класса в виде трехжильных тросов.

Проволока классов II и IIА по ГОСТ 9389. Отличается от проволоки класса I уменьшенной прочностью при разрыве и повышенной пластичностью. Применяется для изделий, работающих при низких температурах, а также для пружин растяжения со сложными конструкциями зацепов. Проволока класса IIА отличается от проволоки класса II более высокой точностью размеров, уменьшением вредных примесей в металле и дальнейшим повышением пластичности.

Сталь марки 65Г. Повышенная склонность к образованию закалочных трещин. Применяется с целью удешевления продукции для изделий массового производства в случаях, когда поломки пружин не вызывают нарушения функционирования деталей механизмов и не связаны с трудоемкими заменами.

Сталь марки 51ХФА. Повышенная теплоустойчивость. Закаливается на твердость не более 53,5 HRCэ. В результате высоких упругих и вязких свойств служит лучшим материалом для пружин I класса.

Сталь марок 60С2А, 60С2. Высокие упругие и вязкие свойства. Повышенная склонность к графитизации и недостаточная прокаливаемость при сечениях d > 20 мм. Широкая применимость для пружин I и II классов. Для пружин III класса назначается при vmax £ 6 м/с.

Сталь 60С2ХФА. Высокая прокаливаемость, малая склонность к росту зерна и обезуглероживанию при нагреве (по сравнению со сталью 60С2А), повышенные вязкость, жаропрочность и хладостойкость, хорошая циклическая прочность и релаксационная стойкость в широком диапазоне циклических изменений температур. Предпочтительное применение в сечениях проволоки от 30 мм и выше.

Сталь марки 65С2ВА. Высокие упругие свойства и вязкость. Повышенная прокаливаемость. Служит лучшим материалом для пружин III класса. Применяется при vmax > 6 м/с.

Сталь марки 70С3А. Повышенная прокаливаемость. Обладает склонностью к графитизации. Преимущественное применение при диаметрах проволоки d ³ 20 мм. Заменителем служит сталь 60С2Н2А.

Примечание. Преимущественное практическое использование пружин из стали марки 51ХФА определяется интервалом температур от минус 180 до плюс 250 °С, из стали марки 60С2ХФА от минус 100 до плюс 250 °С, из проволоки класса IIА по ГОСТ 9389 от минус 180 до плюс 120 °С, из стали марок 65Г, 70С3А, 60С2А, 65С2ВА и из проволоки класса I по ГОСТ 9389 от минус 60 до плюс 120 °С. В случаях использования пружин при более высоких температурах рекомендуется учитывать температурные изменения модуля.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

Краткие сведения о назначении высокой твердости для пружин iii класса

Установлено, что пружины сжатия, работающие в режиме интенсивного соударения витков, преждевременно выходят из строя, главным образом, по причине поломок опорных витков, а также по причине быстрой потери сил в результате остаточных деформаций.

Назначение высокой твердости способствует возрастанию упругих свойств и предела прочности Rm пружинных материалов, в результате чего остаточные деформации резко уменьшаются и благодаря этому пружины более продолжительное время работают без поломок и без недопустимых потерь сил.

У применяемых марок стали безопасным для работоспособности пружин III класса является интервал твердости HRCэ 53,5 58,0, однако условием для этого служит обязательное применение дробеструйной обработки независимо от требуемых норм выносливости.

Важной предпосылкой назначения высокой твердости служит также всемерное сокращение периодов нагрева для закалки и установление продолжительности отпуска на заданную твердость не менее 45 мин при нагреве в жидких ваннах и не менее 1 ч при нагреве в воздушной среде.

Все пружины, закаливаемые на высокую твердость, в зависимости от уровня требований к стабильности размеров и сил, а также с целью контроля дефектов металла рекомендуется подвергать заневоливанию до соприкосновения витков, также копровой или стендовой отбивке.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТЧИКИ

Б.А. Станкевич (руководитель темы); О.Н. Магницкий, д-р. техн. наук; А.А. Косилов; Б.Н. Крюков; Е.А. Караштин, канд. техн. наук

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 19.12.86 № 4007

3. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 5616-86

4. ВЗАМЕН ГОСТ 13764-68

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

6. Ограничение срока действия снято по протоколу № 7-95 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 11-95)

7. ИЗДАНИЕ (январь 2007 г.) с Изменением № 1, утвержденным в ноябре 1988 г. (ИУС 2-89)

СОДЕРЖАНИЕ

Источник: https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4294837/4294837574.htm

Пружинная сталь

из какой стали делают пружины

Многие упругие элементы выполняют ключевую роль в работе различных узлов и механизмов. В процессе эксплуатации они подвергаются многочисленным знакопеременным нагрузкам, под воздействием которых обратимо деформируются, возвращая свою исходную форму и габариты после завершения нагрузки. Характерным отличием их функционирования является то, что при существенных статичных и ударных воздействиях они получают лишь упругое деформирование, а остаточное – не возникает.

Что такое пружинная сталь?

Пружинная сталь представляет собой средне- или высокоуглеродистую сталь с малым объемом легирующих элементов (до 2,5 %), но значительным пределом текучести. Это обуславливает свойство изделий из такого металла приобретать первоначальную форму, невзирая на существенный изгиб, излом, кручение и динамическое нагружение. Эта особенность используется в производстве пружинных изделий, металлических шпаг, фортепианных струн и рессорных хомутов.

Закалка пружинной стали с последующим отпуском при 400-500 °С до величины 45 HRC являются обязательными этапами производства. Пружины из неграмотно закалённого материала становятся ломкими и легко крошатся. Термическая обработка пружинных сталей на многих производствах основательно освоена термистами и выполняется в соответствии с регламентированными в стандартах режимами.

Главные требования, которые ставятся к пружинным сталям и сплавам – обеспечение повышенных показателей гибкости, пластичности, выносливости, сопротивляемости хрупкому разрушению, устойчивости к ослаблению напряжений. Достигается это в большей степени благодаря добавлению легирующих элементов.

Кремний – основополагающий компонент стальных сплавов данного типа. Расплавляясь в феррите, он содействует образованию стойкой неоднородности углеродных атомов, задерживающих дислокацию.

Параллельно с увеличением твердости сплава, кремний существенно уменьшает ее пластичность и обуславливает обезуглероживание, что очень ограничивает использование недорогих, чисто кремнистых сплавов.

Свойства и применение пружинной стали

Наличие кремния в разных рессорно-пружинных сталях составляет 0,17-2,60% в зависимости от класса.

Помимо этого, полезными легирующими добавками считаются хром и марганец при совокупном легировании, поскольку они увеличивают сопротивляемость к низким пластическим деформациям, одновременно увеличивая многие технологические свойства сплава.

Добавление ванадиевых, молибденовых и вольфрамовых включений обеспечивает образование стойкой тонкой однородной структуры и карбидной фракции, блокирующей дислокацию. Для улучшения технико-эксплуатационных свойств в состав стали вводят микродозы бора.

Максимальными физико-механическими качествами отличаются пружинные стали марки 70СЗА и 60С2ХА. Их параметры упругости достигают 1100 МПа, а твердость – до 48 HRC по шкале Роквелла.

При этих показателях металл чувствителен к концентраторам напряжений (поверхностным дефектам). При их отсутствии параметры выносливости металла на изгиб – выше 550 МПа, а на кручение – 350 МПа.

Для снижения этой чувствительности готовые изделия получают наружный паклен обдуванием дробью. В результате такого упрочнения показатели выносливости возрастают в 2 раза.

Нержавеющая проволока из пружинной стали используется для изготовления пружин сжимания, растяжения и кручения, эксплуатирующихся без изоляции в дистилляте, водно-паровой среде, солевых, щелочных и спиртовых растворах, морской воде. Такая проволока оптимально подходит для производства пружин, использующихся в химико-пищевой отрасли, для работы в температурном диапазоне −250 °С+250 °С.

Конструкционная пружинная сталь 65г получила наибольшее распространение в производстве упругих частей разных механизмов (рессор, пружин и шайб) благодаря дешевизне, повышенной твердости и упругости. Единственным недостатком, ограничивающим ее использование в приборостроении, является невысокая усталостная прочность (менее 200.000 циклов). Сталь этой марки обладает твердостью в незакаленном виде 25 HRC, после закалки она возрастает до 61 HRC.

Легированная пружинная сталь 60с2а характеризуется дешевизной, высокой упругостью, износоустойчивостью, отсутствием отпускной хрупкости. Такой металл не боится деформации от физико-механических контактов и давления. Он не нуждается в защитном покрытии, может эффективно эксплуатироваться при обычной влажности. Максимальная температура его применения – не более 250 ºС. Используется в производстве разнообразных изделий металлопроката.

Сталь пружинная листовая актуальна в производстве морского, пищевого и медицинского оборудования, где рабочая среда требует повышенной коррозиеустойчивости. По прочности такая сталь немного уступает нержавеющей.

Коррозионная стойкость пружинных нержавеющих сталей связана с повышенным уровнем хрома и молибдена. Кроме этого, они сочетают в себе прекрасную сопротивляемость к трещинообразованию под нагрузкой и значительную физико-механическую прочность.

Сварка пружинной стали имеет свои сложности. Как правило, предварительно металл упрочняется термоспособом, а при проведении сварки данное упрочнение разрушается.

Решением проблемы может быть сварка соответственным ферритным электродом за счет предварительного нагревания и дальнейшего отпуска для предотвращения трещин в области термовоздействия.

При сварке аустенитными электродами на основе нержавейки или никеля риск образования трещин уменьшается за счет повышенной растворенности водорода и хорошей пластичности плавящегося металла.

Официально принята буквенно-цифровая система маркировки пружинной стали. Главные легирующие добавки имеют специальный буквенный код. Числовое обозначение показывает уровень процентного содержания конкретного элемента. Если количество отдельного компонента не превышает 1,5 %, то число после буквенного индекса не указывают. Уровень углерода отображается в начале шифра в сотых долях %.

Источник: https://promplace.ru/metallicheskie-izdeliya-i-konstrukcii-staty/pruzhinnaya-stal-1497.htm

Из какой стали делают пружины

из какой стали делают пружины

g84jsm9tB4S

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 (δВ) 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).

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Сколько весит Проволока ВР 5

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:

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.

Источник: https://pechi-sibiri.ru/iz-kakoj-stali-delajut-pruzhiny/

Сталь пружинная листовая нержавеющая

  • Алюминий, дюраль
  • Медь, бронза, латунь
  • Олово
  • Свинец
  • Цинк

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. Рабочая t до 250 °C.

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). Производство. При попадании его порошка в расплав, образует многочисленные центры кристаллизации, измельчая зерно, что приводит к повышению пластичности без потери прочности.

В некоторые марки сталей (при работе изделия в высокотемпературных условиях, при t выше 300 ºC) в сталь присаживают никель.

Их применяют везде, где есть необходимость предать изделию упругость, одновременно пластичность и прочность. В пружинных марках оговаривается такой элемент как медь, содержание ее не должно превышать 0,15 %. Маркировка. Марганец и кремний — обычно участвуют в легировании обоюдно, причем соотношение всегда увеличивается в пользу марганца, примерно до 1,5 раз.

Называют эту группу так, из-за того, что название это наиболее сильно отражает их главную особенность — упругость. К конструкционным углеродистым или высокоуглеродистым относят сталь рессорно — пружинную.

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: Хром — при концентрации более 13 % работает на обеспечение коррозионной стойкости металла.

Сталь пружинная листовая нержавеющая

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 %.

Одновременно искажая решетку металла и упрочняя его, марганец устраняет излишнюю прочность кремния. Многие их них испытывают нагрузки, периодически сменяющие друг друга, причем с огромной циклической частотой. Т. к. являясь легкоплавким веществом, медь концентрируется на границах зерен, снижая прочность. Марганец можно назвать стабилизатором структуры.

В зависимости от дальнейшей обработки и окончательно вида детали, сталь поставляется в листах, проволоке, шестигранниках, квадратах.

При концентрации хрома около 30 % изделие может работать в агрессивных средах: кислотной (кроме серной кислоты), щелочной, водной. Во время закалки увеличивает прокаливаемость, в результате чего структура получает однородность на большую глубину, что в свою очередь увеличивает эксплуатационный срок изделия.

Все требования и рекомендации к этому виду стали описаны в ГОСТ На их основании предприятием разрабатываются более детальные технологические листы, которые отвечают узким параметрам. Тоже касается и концов пружины: они служат местом крепления, что увеличивает нагрузку в этих и граничащих местах. Тоже касается и шестерней, фланцев, шайб, цанг и т. д.

Все без исключения пружинные стали повергаются термомеханической обработке.

Для придания ей узконаправленных свойств легируется в небольших количествах 2-3 элементами, в общей сумме до 2,5 %. Это важнейшая характеристика металла — выдерживать механические нагрузки без изменений своей первоначальной формы. Марки пружинной стали — свойства и сфера применения. Т. е. если содержание кремния 1 %, то марганец добавляется в количестве 1,1-1,5 %.

Высокие эксплуатационные качества изделия обеспечиваются 2 составляющими: структурой металла, которая определяется химическим составом и последующей обработкой, наличием в структуре неметаллических включений, точнее минимальным количеством и размерами, что устраняется на этапе выплавки и разливки, формой детали (спираль, дуга) и ее размерами, что определяется расчетным методом.

Термомеханическая обработка. Марки и область применения пружинной стали. 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.

По наличию дополнительных свойств пружинная сталь подразделяется на легированную (нержавеющую) и углеродистую.

Но применение этих марок сталей не ограничивается только изготовлением пружин. Ванадий также может являться легирующим элементом, его функция похожа на действие вольфрама. Т.е.

металл, подвергающийся растяжению или наоборот сжатию (упругой деформации), после снятия с него действующих сил, должен оставаться в первоначальной форме (без остаточной деформации). Полученный мартенсит отпускают при температуре 480 ºC.

Он исключает образование карбидов хрома по границам зерен, которые приводят к разрушению матрицы. При такой динамике с усиленным старением и износом более прочная сталь (с меньшей упругостью) подвержена быстрому старению и внезапному разрушению.

Используются на таких объектах как ЖД транспорт. Вольфрам — тугоплавкое вещество. Маркировка пружинных сталей проводиться следующим образом. Тугоплавкий кремний является не карбидообразующим элементом.

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. Характеристики пружинных сталей.

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. Пружинные стали характеризуются повышенным пределом текучести (δ В ) и упругости. Все детали, которые изготавливают из этих марок, подвержены: растяжению и сжатию.

Поэтому разработаны марки стали, которые предпочтительно используются на сжатие либо растяжение.

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. При термической обработке этот элемент сохраняет мелкозернистую структуру, исключает разупрочнение стали при нагреве (в процессе эксплуатации) и дислокацию. Коррозионная пружинная сталь всегда легируется вторым сопутствующим элементом — вольфрамом и/ или марганцем.

Марки такой стали используются для изготовления не только пружин и рессор, хотя это основное их назначение, которое характеризует основное свойство. Это привносит свои плюсы: качество такой структуры остается очень высоким при нагреве и интенсивном истирании поверхности. После нее прочность и износостойкость способна увеличиться в 2 раза.

Смотрите также

  • СТАЛЬ НЕРЖАВЕЮЩАЯ ЛИСТОВАЯ ЗЕРКАЛЬНАЯЕго очень любят современные дизайнеры и архитекторы. Понятие и виды зеркального нержавеющего листа. Данный вид металлопроката выполняется из нержавеющей
  • СТАЛЬ НЕРЖАВЕЮЩАЯ ПИЩЕВАЯ ЛИСТОВАЯПищевая нержавейка используется не только на кухнях и предприятиях питания, она нашла применение так же в химической и нефтяной промышленности, на
  • СТАЛЬ НЕРЖАВЕЮЩАЯ ЛИСТОВАЯ ПИЩЕВАЯ ЦЕНАПрименение пищевой стали. Её особенностью является повышенная коррозиестойкость, благодаря чему материал может длительное время контактировать с пищевыми
  • ДЕКОРАТИВНАЯ ЛИСТОВАЯ НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬПестово, вл. 7, обработки указанных в настоящем обращении моих персональных данных (сбора, записи, систематизации, накопления, хранения, уточнения
  • КУПИТЬ ЛИСТОВУЮ НЕРЖ СТАЛЬ 2 ММКупить нержавеющий лист толщиной 2 мм Вы можете на этом сайте по доступной цене прямо сейчас. Из листа 2 мм выполняются теплообменники, емкости,

Источник: https://trastmetal.ru/blog/stal-pruzhinnaja-listovaja-nerzhavejushhaja

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.

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.

Источник: https://prompriem.ru/stati/pruzhinnaya-stal.html

Какая сталь в рессоре?

Из автомобильных рессор получаются очень качественные ножи, отличающиеся прочностью, износостойкостью. По этой причине они обрели широкое распространение среди профессиональных мастеров. Правильно изготовленный нож из рессоры выдерживает тяжелые нагрузки и может использоваться по прямому предназначению. Изучение всех тонкостей создания этого клинка поможет избежать ошибок и изготовить действительно качественный нож.

Особенности

Чтобы уяснить, как из рессоры сделать нож, обязательно нужно изучить особенности материала. Сталь имеет повышенную износостойкость, хорошие показатели пластичности, вязкости, стойкости к ударным нагрузкам. Перечисленные характеристики необходимы таким ножам, как охотничьи, туристические, армейские, кухонные и мачете.

Популярность изделий из рессоры также связана с доступностью материала – его можно найти практически в любом гараже. Для обработки понадобится минимум инструментов. Чаще всего клинки изготавливаются из стали 65Г, реже встречаются варианты из 50ХГСА и 50ХГА – разница между тремя вариантами будет незаметна и никак не отразится на свойствах изделия.

Этапы изготовления

Поскольку материал имеет не самый подходящий вид для заготовки, необходимо поработать над ним кузнечным молотом или болгаркой, чтобы придать необходимую толщину в 3-6 мм (зависит от вида изделия).

Первый этап в изготовлении ножа из рессорной стали – снятие внутреннего напряжения металла. Для этого его нужно раскалить до температуры 420-460 градусов Цельсия и, не вынимая из кузнечного горна, дать остыть.

При отсутствии термометра заготовка делается на глаз, то есть до полного равномерного покраснения.

Следует придерживаться принципа: лучше не перегревать сталь, а опытным путем, проверяя свойства материала после каждого отпуска, увеличивать время, пока не будет достигнуто состояние, при котором сталь приобретет желаемую пластичность.

После процедуры отпуска можно начинать слесарные работы. Если нет специального профессионального инструмента, используется ручной – с ним на придание нужной формы заготовке будет потрачено больше времени. Добившись правильных параметров клинка с помощью наковальни и шлифовальных инструментов, необходимо провести закалку – тогда рессорная сталь для ножей вернет прежние свойства.

Материалы и инструменты

Для изготовления клинка подойдет практически любая автомобильная рессора, однако желательно использовать запасную часть от грузового транспорта. Рукоятка ножа выполняется из материала, выбранного мастером. Это могут быть древесина, пластмасса, оргстекло и так далее. Слесарные работы по изготовлению ножа из рессорной стали лучше всего проводить с использованием оборудования, помогающего ускорить процесс производства:

  • угловая шлифовальная машинка (болгарка);
  • дрель или сверлильный станок;
  • напильники и наждачная бумага разной зернистости;
  • кузнечный горн, наковальня, молот;
  • масло для закалки и печь для отпуска стали;
  • точильный станок для ножей.
ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Сколько весит метр 18 швеллера

Для изготовления ножей из рессорной стали необязательно пользоваться профессиональным инструментом – всегда можно найти альтернативу и создать качественное изделие в кустарных условиях. За неимением перечисленных выше приспособлений можно использовать подручные средства: ножовку по металлу, напильник, обычную печь или костер для закалки и отпуска.

Клинок

Его размер и форма зависят от того, какой вид ножа планируется получить (армейский, кухонный, охотничий, туристический и так далее). Перед началом кузнечных и слесарных работ сталь необходимо обязательно отпустить – после этого металл будет легко обрабатывать.

Если человек не пользуется кузнечным молотом и наковальней, можно выпиливать заготовку болгаркой или ножовкой. Рессорную сталь для ножа во время работы обязательно нужно остужать, чтобы не перегреть ее.

В месте заготовки, куда будут присоединяться элементы рукояти, нужно просверлить отверстия, затем вставить в них крепежные штифты.

Выводим форму клинка более тщательноСнимаем лишнее с хвостовикаПример клинка после обработки

Рукоятка

Дизайн ручки ножа – это отдельная и сугубо индивидуальная тема для мастеров. Каждый при ее изготовлении опирается на свой эстетический вкус и вкладывает в работу весь профессионализм.

Для новичков рекомендуется использовать классический вариант изготовления рукоятки. Она может быть сделана из двух деревянных или пластиковых плашек с несквозными отверстиями на внутренней стороне под штифты.

Форма плашек подгоняется под размер руки владельца. Процесс осуществляется в собранном виде (изделия временно крепятся к клинку).

После того как нож прошел этапы закалки и отпуска, а плашки рукоятки доведены до нужной формы, их необходимо посадить на клей. Благодаря штифтам, установленным в клинок, они будут надежно держаться. Склеиваемые детали нужно зажать струбциной или тисками для лучшего сцепления.

Делаем квадратные вставки из кожиРазрезаем деревянный брусок на две частиКрепим кожаные вставки на середину рукоятки и делаем заготовкиПрорезаем отверстия в нихПроводим обработку рукояткиКлассический вариант рукояти

Закалка

Закалка стали – важнейший этап в производстве. Без него невозможно получить полноценное изделие, так как до начала слесарных работ проводится снятие внутреннего напряжения у металла, и он теряет свои характеристики.

Кованые ножи из рессоры своими руками закаливать несложно. Можно использовать даже обычный костер, растопленный из каменного угля, но желательно делать это с помощью кузнечного горна.

Изделие нужно разогреть до 840-880 градусов Цельсия или, если нет термометра, до температуры, при которой к нему не будет притягиваться магнит.

Есть два варианта закалки: с нагревом только режущей кромки или всего клинка. Использовать последний метод нет практической необходимости. Рессорная сталь довольно упругая и прочная, а в месте рукоятки ножа она не подвергается повышенному воздействию тяжелых нагрузок.

К тому же в домашних условиях может быть проблематично раскалить всю площадь заготовки до высокой температуры, поэтому целесообразно использовать первый вариант. Окунув разогретый металл в отработанное машинное или растительное масло, его нужно вынуть, дать остыть.

После закалки стали необходимо провести низкий отпуск – раскалить до 160-200 градусов Цельсия. Для этих целей подойдет костер, печь и даже обычный духовой шкаф. После всех действий металлу нужно дать медленно остыть.

Заточка

Процедуру желательно выполнять на специальном приспособлении, которое позволяет регулировать и фиксировать угол расположения заготовки относительно точильного камня. Для этих целей подойдет напильник и обычный абразивный круг. При первой заточке выполняется формирование сечения лезвия – это обязательно нужно осуществить до процедуры закалки.

Мастер может выбрать один из самых распространенных видов сечения: плоско-выгнутый, плоско-вогнутый, клиновидный. После первичной заточки, закалки и отпуска стали можно проводить шлифовальные работы и крепить рукоятку ножа, а затем доводить лезвие до необходимой остроты. Если всё делать правильно, рессорная сталь для ножей очень долго будет оставаться острой.

Финальным этапом будет полировка всей поверхности клинка для придания зеркального блеска.

Источник: https://varimtutru.com/kakaya-stal-v-ressore/

Особенности нержавеющей пружинной стали

Нержавеющая пружинная сталь идет на производство упругих элементов и деталей механизмов и машин, испытывающих в процессе эксплуатации повторяющиеся переменные нагрузки. Примерами таких сталей служат сплавы серий AISI 304, AISI 321. Заказать пружинную нержавейку можно на специализированых складах металлопроката.

Технические требования к нержавеющим пружинным сплавам

Отличительной особенностью их применения считается отсутствие остаточной деформации – при ударной и статической нагрузках детали испытывают лишь упругую деформацию. Они должны под действием нагрузок деформироваться в заданном диапазоне, а по окончании их действия восстанавливать первоначальные габариты и форму.

Технические требования к пружинно-рессорной нержавейке:

  • Высокая прочность к хрупкому разрушению.
  • Сквозная прокаливаемость.
  • Устойчивость к сбросу напряжений.
  • Хорошая пластичность и текучесть.
  • Высокая выносливость и упругость.

По сути, материал должен иметь одновременно высокопрочностные и пластичные свойства, которые достигаются закалкой с последующим отпуском и введением легирующих элементов: хрома, бора, ванадия, кремния, марганца.

Широко распространены рессорно-пружинные стали с высоким содержанием хрома и повышенным содержанием кремния, легирующего элемента, с помощью которого достигается высокое значение пределов упругости. AISI 321 имеет в составе сплава до 1% кремния, 17-19% хрома; AISI 304 – 18-20% хрома, менее 0,75% кремния, до 2% марганца.

Марганец и кремний добавляются в стали в незначительных количествах. Увеличение выносливости пружинного металлопроката достигается методом дробеструйной обработки поверхности.

Область применения

Легированные металлы применяются для ответственных деталей с большим сечением витков. Пружинная нержавеющая сталь используется для производства деталей, элементов приборостроения и машиностроения: шайбы; хомуты; торсионы; пружины изгиба, кручения, растяжения, сжатия.

Для изготовления пружин используется нержавеющая проволока марок AISI 304, AISI 321 и др. Из нее также делают струны музыкальных инструментов. Заказывайте нержавеющий металлопрокат под изготовление качественной проволоки на складе компании «Глобус-Сталь».

Источник: https://www.globus-stal.ru/articles/osobennosti-nerzhaveyushchey-pruzhinnoy-stali/

Рессорно-пружинные стали

Рессорно-пружинные стали – это специальные стали, которые предназначаются для производства различных упругих элементов, в частности пружин и рессор.

Рессорно-пружинные стали

Данный тип материала относится к высоко- и среднелегированным сталям. Главное отличие рессорно-пружинной стали от иных видов – это значительно увеличенный предел текучести данного материала. Другими словами можно сказать, что этот тип обладает высокой степенью упругости, то есть возвращается в исходные состояния и форму после устранения нагрузки.

Это параметрическое свойство обусловлено областью применения рессор и пружин. В нормальном режиме работы они постоянно подвергаются сжатию/растяжению или упругой деформации и должны выполнять свои функции даже после большого цикла наложения и снятия деформации.

Также данный материал должен обладать хорошей пластичностью и высокой стойкостью к хрупким разрушениям.

Основными легирующими элементами являются кремний, марганец, вольфрам и никель. Эти присадки увеличивают сопротивление пластическим и упругим деформациям путем измельчения зерна сплава. Готовым продуктом можно считать и проволоку, которую в дальнейшем применяют при изготовлении витых и компонованных пружин.

Свойства рессорно-пружинной стали

Основными характеристиками для данного вида сталей является высокое сопротивление упругим деформациям и низкий коэффициент остаточного растяжения. Это связано с недопустимостью увеличения или уменьшения конструкционного размера пружины.

Стальная пружина

Хороших конструкционных и эксплуатационных свойств добиваются, протягивая заранее патентированную проволоку при низких температурах, при этом производят сильную обтяжку материала.

Процесс патентирования ведется в промежутке между двумя вытяжками, сталь нагревают выше температурной точки образования аустенита и затем охлаждают в ванне с расплавом свинца, при этом аустенит переходит в тонкопластинчатый сорбит и увеличивается её механическая прочность.

Для достижения одинаковых физико-химических свойств по всему сечению материала пружинная сталь должна пройти процесс прокаливания сквозной методикой, это обеспечит гомогенную структуру по всему сечению. Особенно важен этот метод для изготовления рессор и пружин большого диаметра, когда неравномерность свойств исходного материала может привести к разрушению готового изделия.

Как для любого другого материала, для рессорно-пружинной стали характерно наличие в составе углерода. В данном случае его содержание может колебаться в пределе 0.50-0.80 % от массы сплава. Дополнительно используют такие легирующие добавки:

  • кремний – до 2.5 %;
  • марганец – до 1.3 %;
  • вольфрам – до 1.3 %;
  • никель – до 1.7 %.

Микроструктура рессорно-пружинной стали

Стоит заметить, что хром и марганец при совместном легировании увеличивают сопротивление стали низким пластичным деформациям. Никель и вольфрам образуют тонкую и однородную структуру карбидной фракции, которая препятствует дислокации.

Рессорно-пружинная сталь очень критична к деформациям наружного слоя материала, так как эти напряжения являются концентраторами возможных дефектов готового изделия.

Закалка данного типа производится при температурах 850 – 880 оС, но после такой термической обработки сталь проявляет слабые упругие свойства из-за образования мартенсита, для повышения данного типа свойств её отпускают при температурах порядка 420-510 оС, что способствует образованию троостита и повышению упругой деформации сплава до предела прочности 1200-1900 МПа и пределу текучести 1100-1200 МПа. При этом проведение закалки изотермически – при постоянной температуре – положительно сказывается на показателях пластичности и вязкости материала.

Стали данного типа обладают хорошими антикоррозионными свойствами из-за наличия в составе сплава таких легирующих добавок как хром и молибден. Это положительно сказывается на длительности эксплуатации и препятствует образованию трещин во время работы.

Стоит отметить так же несколько основных недостатков рессорно-пружинной стали:

  • плохая свариваемость – это обусловлено разрушением наружного слоя материала и локальном перегреве детали;
  • сложность резки – некоторые трудности возникают при попытках реза такого типа стали, связанно это напрямую с большим сопротивление деформации.

Классификация пружинных сталей

Для начала разберем маркировку такого типа материала, чаще всего она имеет вид «50А2БВГ», где:50 – содержание углерода в долях процента;А2 – легирующий элемент №1 и его содержание в процентах;

Б,В,Г – легирующие элементы №2,3,4 и т.д.

Важно! Если после обозначения легирующего элемента не стоит число, значит, его массовое содержание не превышает 1.5%, если число 2 – массовая доля больше 1,5%, но меньше 2,5%, если 3 – массовая доля выше 2,5%.

Например, сталь 50ХГФ – это сплав, в котором содержание углерода составляет 0,50%, и легирующие компоненты хром, марганец и ванадий составляют меньше 1,5%.

Если в маркировке стали есть только цифра, например, ст 50, ст 65 и др., это обозначает, что она относится к углеродистым сталям, а если в названии есть минимум 2 элемента, такая рессорно-пружинная сталь относится к легированным.

Рассмотрим основные классификации данного типа:

  1. По способу обработки:
    1. Кованный и горячекатаный.
    2. Калиброванный.
    3. Со специальной обработкой наружных поверхностей.
    4. Горячекатаный круглый с обточенной поверхностью.
  2. По химическому составу стали:
    1. Качественная.
    2. Высококачественная.

Марка рессорно-пружинной стали дает возможность определить её конструкционные и физико-химические свойства, определить область использования и возможности по механической обработке.

Область использования пружинной стали

Исходя из названия, можно сделать вывод, что данный вид предназначен для использования в областях, связанных с большими упругими деформациями, растяжением, скручиванием. Применяют такую сталь для изготовления всевозможных видов пружин для разнообразного технологического оборудования, полосок стали под рессоры, суппорты и прочее.
Основные области использования:

  • производство рессор автомобилей и тяжелой техники;
  • производство пружин для технологично оборудования, при этом это относится к пружинам на сжатие и растяжение;
  • пружины плоские, цилиндрические, сложные из прутков различных сечений и др.
  • упругие элементы тяжелой техники, станкового оборудования;
  • пружины тракторной техники и локомотивной техники;
  • ножи земельной техники;
  • блокировочные и тормозные устройства;
  • обоймы подшипников.

Рессора автомобиля

Рассмотрим сводную таблицу самых распространенных марок рессорно-пружинных сталей с указанием их маркировки и области применения:

Маркировка Основные легирующие компоненты Эксплуатационные особенности
50ХГ Хром, марганец Рессоры автомобилей, пружины железнодорожной техники
50ХСА Хром, кремний, азот Упругие элементы часовой техники
55ХГР Хром, марганец, бор Штамповка пластин рессор
60С2 Кремний Валы с нагрузкой на скручивание, цанги, подпружиненные шайбы
60Г Марганец Пружинные кольца, бандажи, тормозные башмаки
65 Детали, работающие в условиях высокого трения
65С2ВА Кремний, вольфрам, азот Рессоры и пружины, работающие под высокой динамической нагрузкой
70Г2 Марганец Ножи для землеройных машин
70С3А Кремний, азот Тяжело нагруженные пружины механизмов
85 Фрикционные диски с высокой прочностью

Как видно из таблицы, величина и количество легирующих присадок напрямую отвечают за износостойкость и механическую прочность деталей. Видно, что с повышение содержания углерода от 0,5% до 0,85% увеличивается прочность и упругость материала, хром препятствует образованию ржавчины, вольфрам повышает твердость и красностойкость стали, а марганец увеличивает стойкость к ударам.

Источник: https://stankiexpert.ru/spravochnik/materialovedenie/ressorno-prujinniye-stali.html

Как сделать нож из рессоры

Умельцы ножевого ремесла, ухитряются выполнять клинки из чего угодно. Завалялась железяка в сарае – пара дней работы, клинок готов. Не удивляться таким людям просто нонсенс. Неизменно отдельные изделия получаются произведением искусства. А нож из рессоры – выглядит уникально по-своему. Освятим тему кропотливого труда мастера.

Самодельный нож из рессоры.

Особенности ножа из рессоры

Характерной чертой рессорных марок стали, является свойство изделия принимать первоначальную форму после деформирования – скручивания или изгиба. Детали, принимающие участие в механизмах со специфическими нагрузками, обязаны иметь непростые свойства.

Сплав активно использующийся профессиональными ножеделами, позволяет получить клинок с уникальными свойствами. Высочайшая прочность плюс пластичность и износостойкость материала, позволяет мастерам изготавливать достойные внимания клинки.

Рессорно-пружинная сталь – недорогой вариант углеродистой стали. Химсостав придаёт ей упругость и ударную вязкость. Закалка сплава придаёт твёрдость 60-62 единицы по Роквеллу. Современные мастера берутся изготавливать изделия из стали 65Г, считая её самой подходящей.

Свойства рессорной стали

Существует множество мнений о рессорах автомобилей родом из СССР. Якобы они являются реально хорошим материалом для клинка. Спорить бесполезно, проще узнать из какой марки стали состоит изделие. Бывалые металлурги утверждают, что рессорно-пружинная сталь включает в себя немало марок:

  • пружины для железнодорожных вагонов и рессоры для автомобилей производят из: 50ХГ и 50ХГА, 50ХГФА;
  • машиностроение, тракторостроение использует 55С2;
  • сверхпрочные пружинные механизмы и рессоры изготавливают из55С2ГФ;
  • детали наименее подверженные ударным нагрузкам используют 65Г.

Список довольно продолжительный и освящать весь нет смысла. Но отметить приблизительную сходность данных марок стали и по химсоставу, и по физическим свойствам, стоит.

Главным ориентиром создания таких изделий, является способность восстановления первоначальной формы, после различных нагрузок, т.е. – пружинить. Недопустима малейшая деструкция во время работы изделия. В соответствии с ГОСТом к подобным сплавам предъявляются завышенные требования.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Как правильно крутить арматуру

Применение рессорной стали для изготовления ножа

Пружинный материал 65Г применяют для изготовления ножей ножеделы любители. Благодаря уникальным характеристикам металл находит своё применение в различных сферах.

Клинки для кухни, охоты, туризма – все показывают отличные режущие качества. При особой надобности, реально выковать меч либо топор. После закалки сталь приобретает хорошую жёсткость, что позволяет изделием рубить. Примеры использования рессорной стали:

  1. Кухонный нож. В не лучшие времена для страны, после распада СССР, не все люди могли позволить себе хороший кухонный набор ножей. Приходилось выкручиваться. Рессоры и пластины из стали 65Г были легкодоступны. На кухнях постсоветского пространства часто встречались самодельные изделия. Рукоять изготавливали из подручного материала: дерево, простая эпоксидка, и изолента – не мешали ножам оставаться на высоте.
  1. Туристический нож. Минус пружинного металла – он подвержен коррозии, требует постоянного ухода после использования. Нож подойдёт для применения в походных условиях. Важным моментом является закалка. При слабой – лезвие быстро затупится о консервную банку. Следует знать твёрдость ножа.
  2. Армейский. Тактические или в нынешнее время – армейские ножи, отлично справляются со своими обязанностями. Серрейторная заточка увеличит сферы применения клинка. Колющие удары выдерживает без проблем. В бытовых условиях бойцу или «выживальщику» станет ценным помощником.
  3. Топор, мачете или меч. Сплав 65Г и аналоги, позволяет изготовить действительно грозное оружие. Непременно толщина изделия играет немалую роль. Производя такой шедевр, необходимо запастись рессорой от грузовика, или раздобыть длинную пластину.

При правильной обработке металла мы гарантировано получим отличный клинок. Мало опыта с изготовлением изделий из стали, ерунда. Далее, в статье предоставим подробное описание изготовления ножей из рессоры, различными способами.

Как сделать нож из рессоры с помощью ковки

Работа с металлом – дело тонкое. Ковка изделия требует определённых навыков. Нет ничего зазорного, испортить одну заготовку. Полученный опыт пригодится при очередной попытке. Работать будем с рессорой, ориентировочно марки стали 65Г, выяснить точно сплав поможет цвет заготовки при накаливании.

Профессионалы считают ковочный метод более практичным. При многократном нагревании и охлаждении металла происходят процессы на молекулярном уровне. Уплотнение металла и изменение структуры, скажутся на качестве изделия.

Инструменты и материалы

Работы следует проводить на свежем воздухе или в просторном гараже с вытяжкой. Стоит позаботиться о своём здоровье, найти маску и жаропрочные перчатки. Набор для ковки выглядит так:

  • стальная заготовка из рессоры;
  • горн или печь;
  • молот большой 4-5 кг, молот маленький 1-1,5 кг;
  • наковальня, щипцы;
  • шлифовальный станок;
  • сварочный аппарат, УШМ.

В качестве нагревательного элемента вполне подойдёт простой костёр с подачей воздуха. Закинуть каменного угля и трудностей с нагревом не возникнет.

Ковка клинка

Все пружинные изделия проходят закалку на предприятии. Сталь необходимо отжечь. Процесс производят постепенным нагреванием заготовки до температуры до 800-900 °С и оставляют остывать на воздухе. Деталь готова к работе:

  1. После отжига металл становится более податливым к любым манипуляциям. Проще приварить пруток, для удобства в дальнейшей работе, щипцы не понадобятся.
  2. Если заготовка имеет изогнутую форму, стоит её нагреть докрасна и малым молотом выпрямить. Следить за температурой обязательно. Не работать с остывшим металлом.
  3. Ковочная температура 1000-1100 °С, не имея термометра, определять её стоит на глаз (темно-жёлтый), либо магнитом – заготовка перестанет прилипать к нему. Цвет и термометр подсказывают, что сталь реально марки 65Г.
  4. Крупным молотом проковываем изделие и вытягиваем в длину. Рессоры в основном имею толщину в 5-6 мм, вытягивание следует продолжать до толщины в 3-4 мм.
  5. Лучше выковать спуски и носик к острию клинка сразу, в будущем меньше мороки на шлифовальном станке.

Приобретя вид клинка, изделие следует остудить на воздухе, срезать болгаркой пруток. Разметив конкретнее спуски и хвостовик, продолжить обработку на шлифовальном станке. Процессы изготовления рукояти и закалки клинка, обязательно опишем ниже.

Как выточить нож из рессоры своими руками

Резать или ковать – персональный выбор ножедела. Чтобы выгнуть заготовку нужна печь. Рессору лучше взять потоньше, иначе будет много возни с толщиной заготовки: устанешь её убирать и сотрёшь несколько кругов. Требуемый инструмент немного отличается от ковочного варианта

  • УШМ, шлифовальный станок, круги к ним с разным зерном;
  • печь и заготовка рессоры;
  • напильники, молоток, наковальня;
  • маркер, бумага;
  • наждачка с разным зерном.

Выточенный нож из рессоры.

Молотом работать не придётся, больше мороки с болгаркой и шлифстанком. Приступая к работе, защитите глаза и руки.

Процесс изготовления ножа из рессоры

Следуя инструкции, клинок выйдет не хуже кованного. Важно, не перегреть заготовку и точно провести закалку:

  1. Произведя процесс отжига, и выпрямив заготовку, необходимо изготовить шаблон будущего клинка. Фантазия ножедела и интернет позволят создать уникальный шаблон клинка.
  2. Эскиз выполнить необходимо с запасом в пару миллиметров, на случай перегрева металла. Обвести его маркером на заготовке и приступить к трудоёмкому процессу – вырезанию.
  3. Толстую рессору придётся снять до 3-4 мм, сделать это поможет УШМ или шлифстанок. Снарядив болгарку отрезным кругом, и закрепив заготовку в тиски, вырезаем по контуру будущий клинок. Следите за цветом металла, не допускайте его изменения. Меняет цвет – перегрев. Поливайте больше водой.
  4. По заключению процесса вырезания снять заусенцы помогут напильники. Разметьте симметрично спуски и на шлифмашине снимите их.

Получив изделие близкое к клинку, затачивать сразу не следует. Не забывайте обработать хвостовик. Нож почти готов, осталось несколько нюансов.

Закалка лезвия

Вариантов закалки достаточно. Работая со сталью 65Г и аналогами, профессионалы рекомендуют, производить её в масле. Но присутствует мнение, что предпочтительнее процесс провести на воздухе. Остановимся на масляном методе.

Разогрев печь до 900 °С, ниже отметки ковки, аккуратно помещаем клинок и следим за нагревом. Достигнув оранжевого цвета детали, вынимаем клещами и на 3-и сек опускаем в масло. Вытаскиваем, ждём полного остывания. Опять помещаем в печь, нагреваем и в масло. Время выдержки увеличиваем на 1-у сек.

Сделать процедуру необходимо 3-и раза с постепенным увеличением времени окунания на 1-у сек. Клинок приобретёт высокую твёрдость и не потеряет пластичных качеств. Наш ресурс содержит более подробную процедуру закалки ножей в домашних условиях.

Важный момент – отпуск клинка. Производят отпуск при температуре от 200 до 300 °С. Процесс произвести реально в духовом шкафу газовой плиты. Нагрев заготовку до необходимой отметки, следует оставить её на 2-3 часа, не уменьшая показатели термометра.

Изготовление рукоятки

Существует 2-а типа рукояти: накладная и всадная. Для клинков с высокой твёрдостью применяют 1-ый вариант.

Чертеж элементов рукоятки ножа.

Способ несложный, потребуется:

  • брусок древесины;
  • дрель, свёрла;
  • эпоксидный клей, штифты;
  • наждачку;
  • шлифовальный станок.

Древесину дозволительно заменить на: пластик, оргстекло и т.д. Материал подойдёт для применения различный. Вырезав подходящие по размеру накладки, насверливаем отверстия в хвостовике. В заготовках рукояти аналогично.

Доведя накладки наждачной бумагой до идеальной плоскости, приклеиваем их к хвостовику и вставляем штифты – их можно заклепать. Струбцинами закрепляем конструкцию, оставляем на 24 часа высыхать. На шлифовальном станке доводим рукоять до необходимых размеров.

Дерево обязательно требуется пропитать маслами или средствами против старения древесины. На нашем ресурсе имеется подробная статья о монтаже рукояти.

Заточка ножа

Твёрдость получившегося ножа составит 60-62 единицы по шкале Роквелла. Убедившись в симметричности спусков, можно приниматься за заточку. Процесс начинается с грубого точильного бруска с крупным зерном. Профессионалы советуют использовать алмазные камни для заточки ножей.

Движения осуществляются вдоль бруска до появления заусенца. Переходим к камню с зерном чуть меньше, двигая клинок поступательно. Процесс не требует быстрых и резких движений. Проводя заточку необходимо держать постоянный угол. Зависит он от будущего применения ножа. Оптимальным углом называют вариант в 20-25 град.

Для снятия заусенца необходимо работать на самом мелком зерне. Не забываем смачивать водой брусок. Заточка ножа потребует немалых усилий. Рессорно-пружинная сталь, после закалки, очень твёрдая.

Учитывая условия эксплуатации, наточив лезвие единожды – клинок затупится нескоро. Правильно заточенное изделие, способно резать жестяные листы без потери своих качеств.

Источник: https://VashNozh.ru/izgotovlenie/nozh-iz-ressory

Пружинные стали: характеристики, свойства, марки, ГОСТ. Изделия из пружинной стали

Начать стоит с того, что любая пружина, рессора и другие подобные элементы эксплуатируются в условиях жесткой и постоянной упругой деформации. Кроме этого, большинство деталей подвергается еще и циклическим нагрузкам. Именно по этим причинам к пружинной стали предъявляются высокие требования по упругости, текучести, выносливости, пластичности, а также важно наличие необходимого сопротивления к хрупкому разрушению.

Состав

В состав стали, которая подходит для производства пружин и рессор входит от 0,5% до 0,75% углерода. Дополнительными требования легирующих элементов при производстве следующие:

  • содержание кремния в пружинной стали до 2,8%;
  • содержание марганца до 1,2%;
  • легирование хромом достигает 1,2%;
  • содержание ванадия до 0,25%;
  • легирование вольфрамом до 1,2%;
  • содержание никеля до 1,7%.

Также здесь важно добавить, что при производстве стали осуществляется процесс измельчения зерна, который способствует возрастанию сопротивления металла к малым пластическим деформациям. Это, в свою очередь, увеличивает релаксационную стойкость изделия из пружинной стали.

Применение

Довольно широкое применение в транспортных средствах нашли изделия из таких марок стали, как 55С2, 60С2А, 70С3А. Но здесь нужно знать, что этот материал подвержен таким дефектам, как обезуглероживание или графитизация. Эти недостатки опасны тем, что они сильно снижают характеристики упругости, а также прочности материала. Для того чтобы избежать этих дефектов и их негативного влияния на пружинную сталь, в нее и добавляют те элементы, которые были указаны выше.

Лучшими показателями в отличие от кремнистой разновидности сплава обладает марка 50ХФА. Этот вид материала стал больше всего использоваться для изготовления автомобильных рессор. Также этот тип стали очень часто используется для производства клапанов пружин, так как он не подвержен обезуглероживанию. Но тут стоит добавить, что она обладает малой прокаливаемостью.

Работа пружин

Здесь важно понимать, что работа любой пружины, рессоры или любой другой детали из пружинной стали характеризуется только тем, что используются лишь упругие свойства материала. Суммарная величина их упругости определяется особенностями конструкции. Решающим показателем здесь будет количество витков, их диаметр, а также длина самого изделия. Еще один важный момент, который необходимо отметить — это пластическая деформация.

Это в пружинах чаще всего не допускается, а потому от материала, который используется для производства пружин, не требуется наличия высокой ударной вязкости или показателя пластичности. Основное требование — это параметр упругости. Верхний предел этой характеристики должен быть довольно велик.

Для того чтобы достичь требуемого параметра, сталь подвергают закалке под воздействием высоких температур, а после проводят отпуск материала при температуре в 300-400 градусов по Цельсию.

Основное свойство пружинной стали — это текучесть(упругость). Максимальный показатель этого параметра достигается только при температурах, указанных выше. Однако если отпускать материал при таких градусах, то отпускная хрупкость окончательного продукта будет находиться в первом роде. Как уже говорилось ранее, ударная вязкость не имеет принципиального значения.

https://www.youtube.com/watch?v=PDpFBJpLokE

Еще одно из свойств стали касается ее состава. Оно выражается в том, что содержание углерода в ней больше, чем в других сплавах. Хотя, если сравнивать с инструментальной сталью, все же меньше.

Для обычного процесса легирования используют марганец и кремний. Для более ответственных пружин или рессор в качестве добавок применяют хром и ванадий. Эти два элемента придают им повышенную упругость. Можно добавить, что для достижения наилучших эксплуатационных свойств сталь часто подвергают закалке в масле или воде.

Виды и марки стали

Марки пружинной стали делятся на множество различных групп. Существуют материалы общего назначения. К ним относят марки 65, 70, 75, У9А. Из этого продукта изготавливают пружины для машин с небольшим сечением. К особым свойствам этих деталей можно отнести их пониженную релаксационную стойкость.

Кремнистые стали марок 55С2, 60С, 60С2 применяются для создания таких элементов, как пружины и рессоры, использующиеся в автомобильной, автотракторной промышленности, а также в железнодорожной промышленности. Тут важно добавить, что эти элементы склонны к обезуглероживанию. Каких-либо особых свойств у этой стали не имеется.

Еще одна разновидность стали — это комплексно легированная. Данный продукт выпускается под марками 50ХФА и 60С2ХФА. К использованию этого материала прибегают в том случае, если необходимо создать пружины или рессоры для важных деталей. Стойкость к температурному воздействию у этого материала составляет до +300 градусов Цельсия.

Можно выделить также стали специального назначения. К ним принадлежат такие продукты мартенситного класса 30Х13, 40Х13. Они используются для производства обычных пружин или рессор, однако обладают особыми свойствами. Характеристика пружинной стали этой марки состоит в том, что у нее повышенная стойкость к коррозии, повышенная жаропрочность (до 550 градусов Цельсия), а также выраженные магнитные свойства.

Требования по ГОСТ

Для пружинных сталей, как и для другой самой разнообразной продукции, был принят ГОСТ. Он устанавливает все правила, касающиеся материала. К примеру, там описаны следующие технические требования.

  • Массовая доля такого вещества, как медь не должна превышать 0,2%. А остаточное количество никеля не должно быть выше, чем 0,25%.
  • Для такой марки стали, как 60С2Г, существует отдельное требование, которое гласит, что суммарная массовая доля серы и фосфора не должна быть выше 0,06%.
  • Такая марка стали, как 51ХФА по ГОСТ предназначается лишь для производства пружинной проволоки.
  • ГОСТ пружинной стали также предписывает, что по индивидуальному заказу потребителя массовая доля, содержащегося в стали марганца, может быть уменьшена, несмотря на предписания, которые указываются в таблице, имеющейся в том же документе. Это при условии, что сплав не подвергался легированию хромом и никелем.

Коррозионностойкая сталь

Одна из марок стали специального назначения отличается тем, что у нее имеется повышенная стойкость к коррозии. Для того чтобы максимально повысить сопротивляемость материала к разрушающему ее процессу, в него добавляют и хром, и никель в количестве от 13 до 27% и от 9 до 12% соответственно. Другими словами, эти продукты относятся к группе высоколегированных сталей.

Основным аустенитообразующим элементом в таком продукте является никель. В то время как марганец, к примеру, влияет на образование аустенита слабее, эффект от его использования ниже практически в два раза. Если необходимо еще сильнее расширить аустенитную область, то можно использовать такие вещества, как углерод или азот.

Источник: https://FB.ru/article/345052/prujinnyie-stali-harakteristiki-svoystva-marki-gost-izdeliya-iz-prujinnoy-stali

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Металлы и их обработка
-- Сайдб лев (липк) -->
Какие металлы блестят

Закрыть