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      彈簧鋼絲
      下面按標準介紹各類碳素彈簧鋼絲的應用范圍及工藝特點。 
         (1)YB/T5220-93 《非機械彈簧用碳素彈簧鋼絲》 
        該標準適用于沙發墊簧,座墊,靠背拉簧,卡簧,夾簧等非機械彈簧用碳素彈簧鋼絲。標準按抗拉強度要求不同將鋼絲分成A1,A2,A3…A9九個組別,每個組別鋼絲不分規格大小按一個強度范圍供貨,抗拉強度偏差≤200Mpa。A1,A2和A3組用于制造較低應力彈簧。A3,A4和A5用于制造一般應力彈簧。A7,A8和A9用于制造較高應力彈簧。床墊簧一般選用A3和A4組別。 
        從使用狀態分析,該標準鋼絲基本屬于靜態簧,成品鋼絲僅考核抗拉強度、纏繞和單次彎曲三項性能,詳見表3。 表3 YB/T5220-93 非機械彈簧用碳素彈簧鋼絲 
        說明: 
       、佴怠4.0mm鋼絲在2d芯棒上纏繞兩圈無裂紋或折斷。 
       、讦>4.0mm鋼絲進行彎曲試驗,試樣沿R=10mm圓弧向不同方向彎曲90o,彎曲處不得有裂紋或折斷。
        A1-A3組鋼絲一般選用45~70鋼,A3~A6組選用65Mn或70鋼,A7~A9組鋼絲選用70或T8MnA(82B)生產。由于按該標準供貨的鋼絲基本用于制作靜態彈簧,對疲勞壽命的要求相對寬松,鋼絲可以采用控軋控冷盤條直接拉拔成品。鋼絲成前熱處理也可以用正火代替鉛浴處理。同時允許選用轉爐鎮靜鋼作為原料。 
         (2)GB/T4357-89 《碳素彈簧鋼絲》 
        該標準是冷拉碳素彈簧鋼絲的通用標準,主要用于制作在各種應力狀態下工作的靜態彈簧。根據彈簧工作應力狀態鋼絲可分三個級別供貨:B級用于低應力彈簧,C級用于中等應力彈簧,D級用于高應力彈簧。成品鋼絲考核抗拉強度、扭轉、纏繞和彎曲四項性能,常見規格的力學性能如表4。 表4 GB/T4357-89 碳素彈簧鋼絲 
        說明: 
       、佴怠4.0mm的D級鋼絲和Φ≤6.0mm的B級、C級鋼絲在等于鋼絲直徑的芯棒上纏繞2圈、 纏繞后的試樣表面不得產生裂紋和斷裂。 
       、讦>4.0mm的D級鋼絲在2倍鋼絲直徑的芯棒上纏繞2圈,纏繞后的試樣表面不得產生裂紋和斷裂。 
       、郐>6.00mm的鋼絲應進行彎曲檢驗,試樣沿R=10mm圓弧向不同方向彎曲900,彎曲后不得產生裂紋和斷裂。 
        B級和C級鋼絲一般選用70(67A、72A)或65Mn(67B),D級選用T9XtA和T8MnA(82B)生產。 
        本標準鋼絲主要用于制作靜態機械彈簧,其服役期振動頻次要高于非機械彈簧,對疲勞壽命有一定的要求,成品也增加扭轉性能的考核。因此對鋼絲用盤條應采用電爐或電爐+爐外精煉法冶煉,盤條中P≤0.030%、S≤0.020%等。成品鋼絲顯微組織中如含有游離鐵素體,會降低彈簧疲勞壽命,而控軋控冷盤條中一般均存有5%~1.5%的游離鐵素體,一般不宜采用盤條直接生產成品鋼絲。按此標準供應的鋼絲原則上成前應經鉛浴處理,消除游離鐵素體組織,成品鋼絲顯微組織應為纖維化索氏體組織。 
         (3)GB/T4358-1995《重要用途碳素彈簧鋼絲》 
        按該標準供貨的鋼絲,主要用于制作在各種應力狀態下工作的動態彈簧。根據彈簧工作應力狀態,鋼絲分3個組別供貨:E組適用于中等應力動態彈簧,F組適用于高應力動態彈簧,G組適用于高疲勞壽命的動態彈簧。成品鋼絲考核抗拉強度,扭轉,纏繞,彎曲和脫碳五項性能指標,常見規格的力學性能如表5。 表5 GB/T4358-1995 重要用途碳素彈簧鋼絲 
        說明: 
       、佴<4.0mm的鋼絲在等于鋼絲直徑的芯棒上、Φ≥4.0mm鋼絲在2倍鋼絲直徑的芯棒上纏繞5圈,不得有裂紋或折斷。 
       、讦>1.0mm鋼絲進行彎曲試驗,試樣沿R圓弧向不同方向彎曲900,彎曲處不得有裂紋或折斷,Φ≤4.0mm,R=5mm;Φ>4.0mm,R=10mm。 
       、跥組鋼絲脫碳層≤1.0d%。 
        由于按該標準供貨的鋼絲用于制作中、高應力狀態下工作的動態彈簧,成品鋼絲除保持高的彈性極限和良好的韌性指標外,還必須考慮到疲勞極限和彈簧的疲勞壽命。為此,對鋼的純凈度,非金屬夾雜含量和氣體含量,鐵素體含量及表面脫碳程度有更高的要求。鋼絲用盤條必須采用電爐+爐外精煉法冶煉,對盤條的化學成分有更高的要求:P≤0.025%、S≤0.020%,Cr ≤0.10%、Ni≤0.15%(0.12%)、Cu≤0.20%。實際生產中為提高疲勞壽命往往將Mn控制在高限,E組選用70或70MN(72B),F組選用T8MnA或T9RtA,G組選用65Mn(Mn可調整到0.9-1.2%)或67B。降低鋼中P、S含量,提高Mn含量和采用爐外精煉的目的是:消減鋼 中非金屬夾雜含量,改善夾雜物形態和降低氣體含量,提高疲勞極限和疲勞壽命。如果鋼絲顯微組織中含有游離鐵素體,會較大幅度地降低疲勞壽命,按該標準供貨的鋼絲,成前必須進行鉛淬火處理。 
        G組鋼絲用于制作在劇烈振動狀態下工作的閥門彈簧,對疲勞壽命要求極高,所以選用韌性更好的65Mn盤條,抗拉強度雖有所下降,但疲勞壽命更有保證。鋼絲表面脫碳,形成鐵素體組織嚴重影響疲勞性能,標準對G組鋼絲增加脫碳層檢驗,規定總脫碳層深度不得大于1.0%d,但對較大規格鋼絲(Φ>4.0mm)受減面率限制,由熱軋盤條帶來的脫碳層很難徹底消除,標準補充規定:"征得需方同意,可供應脫碳層不超直徑1.5%d的鋼絲"。 
         (4)GJB1497-92 《特殊用途碳素彈簧鋼絲規范》 
        在某些特定場合,需要彈簧具有超出常規要求的彈力,如槍械彈簧,為便于攜帶和使用,彈簧所占的空間很小,彈力要足夠大,必須選用抗拉強度特高,韌性較好的鋼絲來制作彈簧,《特殊用途碳素彈簧鋼絲》就適應這種需要的標準。 
        該標準規定鋼絲分甲、乙、丙3組供貨。丙組適應于較高應力彈簧,乙組適應于高應力彈簧,甲組適用于超高應力彈簧。標準推薦鋼絲采用t9A,T10A和T8MnA制造。實際上鋼絲抗拉強度隨碳含量增高而上升,扭轉性能(韌性指標)隨碳含量上升而下降,綜合考慮, 遼寧特殊鋼集團大連三大鋼絲公司選用加稀土的T9A鋼絲生產甲、乙、丙組鋼絲。成品鋼絲考核抗拉強度、扭轉、扭轉斷口、纏繞、抗拉強度均勻性和尺寸均勻性六項性能指標,常見規格的力學性能如表6。 
        應該指出鋼絲的超高抗拉強度是以犧牲部分塑性和疲勞壽命換來的,只適用于制作形狀簡單,對疲勞壽命要求不很高的彈簧,該標準不宜推廣使用。 表6 GJB 1497-92 特殊用途碳素彈簧鋼絲規范 
        說明: 
       、倜勘P鋼絲兩端抗拉強度差不得大于100Mpa。 
       、阡摻z扭轉時,在規定扭轉次數以內不得有肉眼可見的裂紋和分層。 
       、垆摻z進行纏繞試驗,鋼絲繞芯棒纏繞1~5圈后不得折斷和破裂。芯棒直徑等于鋼絲直徑。 
         (5)YB/T5103-93 油淬火-回火碳素彈簧鋼絲 
        油淬火、回火鋼絲先將鋼絲生產到成品尺寸,然后再進行油淬火回火處理,以回火馬氏體組織交貨。組織均勻性是決定油淬火回火鋼絲性能的重要指標,因碳素彈簧鋼絲淬透性有限,規格太大的鋼絲油淬火回火后芯部不能完全轉變為馬氏體,所以標準規定油淬火回火碳素彈簧鋼絲供貨直徑小于12.0mm。 
        與冷拉碳素彈簧鋼絲相比,直徑≤2.0mm的油淬火回火鋼絲抗拉強度和彈性極限低于冷拉鋼絲。但大規格鋼絲(Φ≥6.0mm)索氏體處理后,不可能采用大減面率拉拔獲得高的抗拉強度,而油淬火回火鋼絲只要完全淬透,就可以獲得比冷拉鋼絲更高的抗拉強度。即使在抗拉強度相同條件下,油淬火回火鋼絲的彈性極限也高與冷拉鋼絲。 
        冷拉彈簧鋼絲的各向異性明顯,而油淬火回火鋼絲幾乎各相同性。油淬火回火鋼絲的疲勞壽及抗應力松弛性能比冷拉鋼絲好得多,工作溫度更高(150~170℃),抗蠕變性能更好。另外油淬火回火鋼絲直條度好,打開盤卷后鋼絲彈直,幾乎無彎曲,纏繞彈簧時成形性能更好。因此工業發達國家大規格油淬火回火碳素彈簧鋼絲幾乎取代了冷拉碳素彈簧鋼絲。 
         (6)YB/T5102-93《閥門用油淬火回火碳素彈簧鋼絲》 
        YB/T5102-93與YB/T5103-93的關系相當于GB/T4358-1995與GB/T4357-89的關系。前者用于制作動態彈簧,后者是通用標準,主要用于制作靜態彈簧。由于動態油淬火回火彈簧對組織均勻性要求更嚴格,碳素鋼淬透性有限,YB/T5102規定供貨規格更。ㄖ睆健6.0mm)。 
        閥門用油淬火回火碳素鋼絲使用范圍和質量控制要求基本與GB/T4358-1995 G組相當,這里不再贅述。
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