Для достижения требуемых механических и химических характеристик рессорно-пружинные стали легируют кремнием, марганцем, азотом, хромом и другими компонентами. Каждый из них оказывает определенное влияние на свойства металла, а также позволяет повысить их прочность и упругость, что, в свою очередь, увеличивает надежность сплава при эксплуатации в экстремальных условиях. К примеру:
Если различных добавок в стали содержится менее 2,5%, сплав относится к низколегированным; от 2,5% до 10% — среднелегированным, более 10% — высоколегированным.
Но даже при добавлении всех доступных легирующих элементов невозможно получить суперпрочный металл, который сможет многие десятилетия работать в агрессивных условиях, не подвергаясь при этом разрушению. Это связано с тем, что в различных пропорциях сочетания химических элементов ведут себя по-разному. Поэтому прежде, чем получить новую марку стали, специалисты проводят сотни экспериментов, позволяющих понять, как новый металл будет вести себя в тех или иных условиях.
Давайте рассмотрим примеры того, как одни и те же легирующие добавки позволяют получить сплавы с разными свойствами. Причем не только за счет различных добавок, но и особенностей производства.
К примеру, сталь марки 65С2ВА содержит не менее 1,5% и не более 2% кремния, 0,8-1,2% вольфрама, подходит для изготовления ответственных и высоконагруженных пружин. А вот сталь 60С2А содержит только от 1,5% до 2% кремния и больше подходит для изготовления цанг, пружинных шайб и торсионных валов.
Основное отличие заключается в твердости материала, пределе текучести и кратковременной прочности. Причем предел кратковременной прочности для обоих металлов будет различный только после закалки, охлаждения в масле и последующего отпуска. В этом случае он составит 1 570 МПа для стали 60С2А и 1 860 МПа для 65С2ВА. А вот для холоднокатаной ленты из обоих металлов он будет от 780 до 1 180 МПа. При этом твердость по Бринеллю будет разной вне зависимости от технологии производства: для 60С2А — 269 МПа после отжига и 302 МПа без него; для 65С2ВА — 285 МПа и 321 МПа соответственно.
Еще один пример того, как один и тот же химический элемент в сочетании с другими добавками может изменить свойства сплава. Стали 50ХФА и 70С2ХА содержат хром, только в первой его количество составляет 0,8-1,1%, а во второй — 0,2-0,4%. Также в составе 50ХФА есть ванадий в количестве от 0,1 до 0,2%, а в 70С2ХА — кремний — от 1,4 до 1,7%. Отличаются они также количеством углерода и марганца: в 50ХФА C=0,46-0,54%, Mn=0,5-0,8%; в 70С2ХА C=0,65-0,75%, Mn=0,4-0,6%.
Все это дает им разные физико-химические свойства, а, следовательно, и сферы применения. 70С2ХА считается сплавом, не склонным к отпускной хрупкости и идеально подходящим для изготовления пружин часовых механизмов. А вот 50ХФА уже обладает незначительной склонностью к отпускной хрупкости, что приводит к снижению ударной вязкости. Считается более подходящим для производства тяжелонагруженных элементов, которые будут эксплуатироваться при температуре до 300°С.
Каждая марка пружинной стали имеет свои особенности и наиболее подходящие сферы применения. В рамках одной статьи сложно рассказать про все характеристики, преимущества и недостатки разных металлов. Если вам нужен сплав под определенные производственные задачи, обращайтесь к нам — мы поможем выбрать подходящий материал и подробно расскажем про его свойства и сферы применения. Изготавливаем стали различных марок в виде х/к ленты в полном соответствии с поставленными целями и действующими нормативными требованиями.
.jpg)
