一、定義
彈簧鋼是指由于其在淬火和回火狀態(tài)的彈性,而專門用于制造彈簧的彈性元件的鋼。鋼的彈性取決于其彈性變形的能力,即在規(guī)定的范圍之內(nèi),彈性變形的能力使其承受一定的載荷,在載荷去除之后不出現(xiàn)永久變形。彈簧鋼應(yīng)具有優(yōu)良的綜合性能,如力學性能(特別是彈性極限、強度極限、屈服比)抗彈減性能(即抗彈性減退性能,又稱抗松馳性能)、疲勞性能、淬透性、物理化學性能(耐熱、耐低溫、抗氧化、耐腐蝕等)。為了滿足上述性能的要求,彈簧鋼應(yīng)具有優(yōu)良的冶金質(zhì)量(高的純潔度和均勻性)、良好的表面質(zhì)量(嚴格控制表面缺陷和脫碳)、精確的外形的尺寸。
根據(jù)GB/T 13304《鋼分類》標準,按照基本性能及使用特性,彈簧鋼屬于機械結(jié)構(gòu)用鋼;按照質(zhì)量等級,屬于特殊質(zhì)量鋼,即在生產(chǎn)過程中需要特別嚴格控制質(zhì)量和性能的鋼。按照我國習慣屬于特殊鋼。
二、分類
(一)按照化學成分分類
根據(jù)GB/T 13304標準,彈簧鋼按照其化學成分分為非合金彈簧鋼(碳素彈簧鋼)和合金彈簧鋼。
1.碳素彈簧鋼
碳素彈簧鋼的碳含量(質(zhì)量分數(shù))一般在0.62%~0.90%。按照其錳含量又分為一般錳含量(質(zhì)量分數(shù))(0.50%~0.80%)如65、70、85和較高錳含量(質(zhì)量分數(shù))(0.90%~1.20%),如65Mn兩類。
2.合金彈簧鋼
合金彈簧鋼是在碳素鋼的基礎(chǔ)上,通過適當加入一種或幾種合金元素來提高鋼的力學性能、淬透性和其他性能,以滿足制造各種彈簧所需性能的鋼。
合金彈簧鋼的基本組成系列有,硅錳彈簧鋼、硅鉻彈簧鋼、鉻錳彈簧鋼、鉻釩彈簧鋼、鎢鉻釩彈簧鋼等。在這些系列的基礎(chǔ)上,有一些牌號為了提高其某些方面的性能而加入了鉬、釩或硼等合金元素。
此外,還從其他鋼類,如優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼、高速工具鋼、不銹鋼,選擇一些牌號作為彈簧用鋼。
(二)按照生產(chǎn)加工方法分類
1.熱軋(鍛)鋼材 包括熱軋圓 鋼、方鋼、扁鋼、鋼板、鍛制圓鋼、方鋼。
2.冷拉(軋)鋼材 包括鋼絲、鋼帶、冷拉材(冷拉圓鋼)。
(三)按照鋼材交貸狀態(tài)分類
1)熱軋(鍛) 鋼材
2)以熱軋(鍛)狀態(tài)交貨 鋼材經(jīng)熱成形制成彈簧,然后進行淬火和回火處理。
以上均應(yīng)符合相應(yīng)的交貨狀態(tài)硬度的規(guī)定。2.冷拉(軋)鋼材
1)鋼絲
①鉛浴等溫淬火冷拉鋼絲(又稱派登脫處理冷拉鋼絲)鋼絲制成彈簧后只需進行低溫回火,以消除應(yīng)力。
②油淬火和回火鋼絲 冷拉成所需尺寸后,進行連續(xù)加熱、連續(xù)油淬火和鉛回火。鋼絲制成彈簧后只需進行低溫回火,以消除應(yīng)力。
③冷拉鋼絲(即不經(jīng)淬火和回火處理的鋼絲)。
a. 以冷拉狀態(tài)交貨
b. 以退火、正火或回火處理狀態(tài)交貨
以上兩種狀態(tài)交貨的鋼絲制成彈簧后均需進行淬火和回火處理。
2)鋼帶
①冷軋狀態(tài)交貨 制成彈簧后需進行低溫回火,以消除應(yīng)力。
②淬火和回火狀態(tài)交貨 制成彈簧后需進行低溫回火,以消除應(yīng)力。
③退火狀態(tài)交貨 制成彈簧后需進行淬火和回火處理。
3)冷拉鋼材
以退火狀態(tài)交貨 鋼材經(jīng)冷成形制成彈簧,然后進行淬火和回火處理。
(四)其他分類方法
除以上所述外,還有一些其他分類方法,例如:
按交貨條件要求不同可分為按化學成分(力學性能)交貨和按淬透性交貨
按彈簧工作條件可分為承受靜載荷彈簧鋼、承受沖擊載荷彈簧鋼、耐高(低)溫彈簧鋼和耐腐蝕彈簧鋼等。