榮創金屬專業代理SUP10彈簧鋼碳素彈簧鋼硬度合金彈簧鋼特性彈簧鋼牌號
SUP10彈簧鋼
執行標準: JIS G4801-2005
中國標準:GB/T 3077-1999
美國標準:A29M:2005
●特性及適用範圍:
SUP10具有良好的力學性能和工藝性能,淬透性較高,加入釩使鋼的晶粒細化,降低過熱敏感性,提高了強度和韌性,具有高的疲勞強度,屈服比也較高,但焊接性差,冷因變形塑性低。SUP10是一種較彈簧,用作較大截面的高負荷重要彈簧及工作溫度<300℃的閥門彈簧、活塞彈簧、閥彈簧。
●化學成份:
碳C:0.47∼0.55
硅Si:0.15∼0.35
錳Mn:0.65∼0.95
硫S:≤0.030
磷P:≤0.030
鉻Cr:0.80∼1.10
鎳Ni:≤0.35
銅Cu:≤0.25
釩V:0.15∼0.25
●力學性能:
抗拉強度σb (MPa):≥1274(130)
屈服強度σs (MPa):≥1127(115)
伸長率δ5 (%):≥10
斷面收縮率ψ (%):≥40
硬度:熱軋,≤321HB;冷拉+熱處理,≤321HB
●熱處理規範及金相組織:
熱處理規範:淬火850℃±20℃,油冷;回火500℃±50℃(特殊需要時,±30℃)。
●交貨狀態:
熱軋鋼材以熱處理或不熱處理狀態交貨,冷拉鋼材以熱處理狀態交貨。
研究進展
傳統彈簧鋼的強度水平難以滿足現代工業發展的要求,眾所周知,彈簧鋼力學性能在材料的前提下取決於熱處理工藝,而熱處理工藝也應根據所用材料來決定,彈簧鋼高強度化的一個重要途徑是充分發揮合金元素的作用,達到佳合金化效果。
1.熱處理
彈簧鋼要求較高的強度和疲勞極限,一般在淬火+中溫回火的狀態下使用,以獲得較高的彈性極限。熱處理工藝技術對彈簧內在質量有著至關重要的影響。因此,如何進一步提高彈簧疲勞壽命,需進一步研究,尤其是化學表面改性熱處理、噴丸強化等都對彈簧疲勞壽命產生重要影響。為進一步強化氣門彈簧的表面強度、增加壓應力、提高疲勞壽命,氣門彈簧成形後,要進一步經過滲氮、低溫液體碳氮共滲或硫氮共滲處理,然後經噴丸強化。例如,日本將f4mm的si-cr油淬鋼絲經450℃×4.5h低溫體碳氮共滲與經400℃×15min中溫回火進行對比,其疲勞極限可提高240mpa。氮的滲入,不僅了脫碳的不良影響,而且還提高了殘餘壓應力,同時經滲氮和低溫液體碳氮共滲的氣門彈簧高溫強度提高,150℃時的變形量為0.2%(規定值為0.5%),250℃的變形量為0.56%,提高了氣門彈簧的熱穩定性和抗松弛穩定性,但滲氮和液體碳氮共滲時間應嚴格控制,否則會形成網狀硫化物和網狀氮化物,反而會降低其疲勞強度。
氣門彈簧提高強度的方法還可以選擇噴丸,經生產實踐表面氣門彈簧噴丸可用兩種丸粒,一種直徑為0.8mm,其顯微硬度為720hv0.2,另一種直徑0.25mm,其顯微硬度為800hv0.2,三次噴丸可達到較好的強化效果,又可使表面質量得到改善。
2.合金化
碳是鋼中的主要強化元素,對彈簧鋼的影響往往超過其他合金元素。根據使用要求,彈簧鋼材料應是中高碳的合金鋼。當今各國普遍採用的彈簧鋼,含碳量絕大部分在0.45%∼0.65%。
為了克服彈簧鋼強度提高後韌性和塑性降低的難題,也有降低碳含量的趨勢。我國對低碳馬氏體彈簧鋼進行了深入的研究,如28mnsib、35mnsib等,其碳含量在0.30%左右。實踐表明,這些彈簧鋼可以在低溫回火的板條狀馬氏體組織下使用,有足夠強度和優良的綜合力學性能,尤其是塑性、韌性。日本研究開發的幾種高強度彈簧鋼,如uhs1900、vhs2000、nd120s、nd250s等,碳含量均在0.40%左右。
合金元素在彈簧鋼中的主要作用是提高力學性能、改善工藝性能及賦予某些特殊性能(如耐高溫、耐蝕)等。
很多彈簧鋼以硅為主要合金元素,它是對彈減抗力影響大的合金元素,這主要是由於硅具有強烈的固溶強化作用;同時,硅能抑制滲碳體在回火過程中的晶核形成和長大,改變回火時析出碳化物的數量、尺寸和形態,提高鋼的回火穩定性。目前,國內鋼材牌號中wsi為1.8%∼2.2%,是現有標準中含硅高的彈簧鋼。但硅含量如果過高,將鋼在軋制和熱處理過程中的脫碳和石墨化傾向,並且使冶煉困難和易形成夾雜物,因此,過高硅含量彈簧鋼的使用仍需慎重。
由於鉻能夠顯著提高鋼的淬透性,阻止si-cr鋼球化退火時的石墨化傾向,減少脫碳層,因此是彈簧鋼中的常用合金元素,以鉻為主要強化元素的彈簧鋼50crv使用較廣泛。
錳是提高淬透性有效的合金元素,它溶入鐵素體中有固溶性化作用。研究表明,wmn大於0.5%,以使淬火時彈簧鋼心部完全較變為馬氏體,但當wmn超過1.5%時,韌性明顯下降,這在選擇彈簧鋼時應優先考慮的。
鉬可以提高鋼的淬透性,防止回火脆性,改善疲勞性能,現有標準中加鉬的彈簧鋼不多,加入量一般在0.4%以下。
釩是強碳化物形成元素,固態下所析出的細小彌散的mc型碳化物具有很強的沉淀強化效果。在35crmnb鋼中加入0.11%v,可顯著提高鋼的淬透性,還發現釩能有效降低35simnb鋼的脫碳敏感性,認為這與釩降低鋼中有效固溶碳、防止晶粒長大和阻止晶界擴散並提高抗氧化性有關。榮創金屬專業代理SUP10彈簧鋼碳素彈簧鋼硬度合金彈簧鋼特性彈簧鋼牌號