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弹簧钢的概念：弹簧钢是指由于在淬火和回火状态下的弹性、而专门用于制造弹
簧和弹性元件的钢。钢的弹性取决于其弹性变形的能力、即在规定的范围之内、
弹性变形的能力使其承受一定的载荷、在载荷去除之后不出现永久变。
弹簧钢的分类：弹簧钢分为非合金弹簧钢(碳素弹簧钢)和合金弹簧钢
按照生产加工方法分类：
1.热轧 (锻) 钢材包括热轧轧圆钢、方钢、扁钢、钢板、锻制圆钢、方钢
2.冷拉 (轧) 钢材包括钢丝、钢带、冷拉材 (冷拉圆钢)
按照钢材交货状态分类：
a.以热轧 (锻) 状态交货钢材经热成形制成弹簧、然后进行淬火和回火处理。
b.以退火状态交货 钢材经冷成形制成弹簧、然后进行淬火和回火处理。
弹簧钢的特点：弹簧主要在动载荷下工作、即在冲击、振动的条件下或交变应力
作用下工作、利用弹性变形来吸收冲击能量、起缓冲作用。弹簧在冲击、振动或
长期交应力下使用、所以要求弹簧钢有高的抗拉强度、弹性极限、高的疲劳强度
常用的烘干设施有3种:(1)烘干箱、为带有上盖的箱体、其有效尺寸按线盘的最
大直径确定。工作时箱内通以150～250℃的热风。这种设备烘干速度较快、时间
约为2～15分钟、烘干比较均匀。(2)隧道式烘干炉、靠炉底下的燃烧室提供热源
、干燥室的温度可达280℃左右。炉底上铺有小车轨道以及拱形铸铁散热片。烘
干的盘条或中间线坯借助吊杠挂在小车上、经卷扬机或人工送入炉内。每炉可装
入10～12个小车。这种设备容量较大、产量较高、但进出小车时工人劳动强度较
大、且烘干温度不均匀、小车底部温度偏高。(3)链式烘干炉、炉子底部为燃烧
室、火焰可由底部返到两侧炉墙后再经烟道跑出。炉膛温度为200～400摄氏度。
烘干时盘条置于移动的链条上、链条的移动速度约为12米/分钟。这是一种较先
进的炉型、容量大、速度快、产量高、同时克服了隧道式炉工人劳动强度大、烘
干温度不均的缺点。涂层处理即在经过清除氧化铁皮的盘条或中间线坯表面涂上
一层牢固的由本身具有一定润滑性能特别是拉拔时能有效地吸附和携带润滑剂进
入变形区的物质所形成的薄膜涂层。所以涂层实质上是润滑剂的载体。涂层的目
的是为拉拔创造良好的润滑条件、以减少拉拔过程中的摩擦和发热。处理方法包
括物理方法和化学方法两大类、主要形式有蘸石灰、黄化、磷化、镀铜、硼砂处
理等。钢丝绳的钢丝、以及南通生产的各种用途钢丝主要的工艺还是磷化。
弹簧根据运行状态可分为静态簧和动态簧。静态弹簧指服役期振动次数有限的弹
簧、如安全阀弹簧、弹簧垫、秤盘弹簧、定载荷弹簧、机械弹簧、手表游丝等。
动态弹簧指服役期振动次数达1×10^6次以上的弹簧、如发动机阀门弹簧、车辆
悬挂簧、防震弹簧、联轴器弹簧、电梯缓冲弹簧等。静态弹簧选材时主要考虑抗
拉强度和稳定性、动态弹簧选材时主要考虑疲劳、松弛及共振性能。
弹簧根据负荷状况可分为轻载荷、一般载荷和重载荷三种状态。轻载荷指承受静
态应力、应力较低、变形量较小的弹簧、如安全装置用弹簧、吸收振动用弹簧等
。设计使用寿命10^3～10^4次。
一般载荷指设计寿命10^5～10^6次、在振动频率300次/min条件下使用的普通弹
簧。在许用应力范围内、寿命保证1×106次、载荷应力越低、寿命越长。
重载荷指长时间工作、振动频繁的弹簧。如阀门弹簧、空气锤、压力机、液压控
制器弹簧、其载荷较高、常常在低于许用应力10%左右使用、使用寿命大于1×
10^6次、通常为10^7次
弹簧选材的原则是：首先满足功能要求、其次是强度要求、最后才考虑经济性。
碳素弹簧钢是弹簧钢中用途广泛、用量最大的钢类。钢中含0.60%～0.90%的碳和
0.3%～1.20%的锰、不再添加其它合金元素、使用成本相对较低。碳素弹簧钢丝
经适当的加工或热处理、可以获得很高的抗拉强度、足够的韧性和良好的疲劳寿
命。但碳素钢丝的淬透性低、抗松弛性能和耐蚀性能差、弹性模量的温度系数较
大(高达300×10-6/℃)、适用于制造截面较小、工作温度较低(120℃>)的弹簧。
合金弹簧钢一般含0.45%～0.70%的碳和一定量的si、mn、cr、v、w及b等合金元
素。合金元素的加入改善弹簧钢的抗松弛性能、提高钢的韧性、同时显著提高钢
的淬透性和使用温度、适用于制造较大截面、较高温度下使用的弹簧
该标准适用于沙发垫簧、座垫、靠背拉簧、卡簧、夹簧等非机械弹簧用碳素弹簧
钢丝。标准按抗拉强度要求不同将钢丝分成a1、a2、a3…a9九个组别、每个组别
钢丝不分规格大小按一个强度范围供货、抗拉强度偏差≤200mpa。a1、a2和a3组
用于制造较低应力弹簧。a3、a4和a5用于制造一般应力弹簧。a7、a8和a9用于制
造较高应力弹簧。床垫簧一般选用a3和a4组别。
从使用状态分析、该标准钢丝基本属于静态簧、成品钢丝仅考核抗拉强度、缠绕
和单次弯曲三项性能、详见表3。 表3 yb/t5220-93 非机械弹簧用碳素弹簧钢丝
说明：
①φ≤4.0mm钢丝在2d芯棒上缠绕两圈无裂纹或折断。
②φ>4.0mm钢丝进行弯曲试验、试样沿r=10mm圆弧向不同方向弯曲90o、弯曲处
不得有裂纹或折断。
a1-a3组钢丝一般选用45～70钢、a3～a6组选用65mn或70钢、a7～a9组钢丝选用
70或t8mna(82b)生产。由于按该标准供货的钢丝基本用于制作静态弹簧、对疲劳
寿命的要求相对宽松、钢丝可以采用控轧控冷盘条直接拉拔成品。钢丝成前热处
理也可以用正火代替铅浴处理。同时允许选用转炉镇静钢作为原料。
(2)gb/t4357-89 《碳素弹簧钢丝》
该标准是冷拉碳素弹簧钢丝的通用标准、主要用于制作在各种应力状态下工作的
静态弹簧。根据弹簧工作应力状态钢丝可分三个级别供货：b级用于低应力弹簧
、c级用于中等应力弹簧、d级用于高应力弹簧。成品钢丝考核抗拉强度、扭转、
缠绕和弯曲四项性能、常见规格的力学性能如表4。 表4 gb/t4357-89 碳素弹簧
钢丝说明:
①φ≤4.0mm的d级钢丝和φ≤6.0mm的b级、c级钢丝在等于钢丝直径的芯棒上缠
绕2圈、 缠绕后的试样表面不得产生裂纹和断裂。
②φ>4.0mm的d级钢丝在2倍钢丝直径的芯棒上缠绕2圈、缠绕后的试样表面不得
产生裂纹和断裂。
③φ>6.00mm的钢丝应进行弯曲检验、试样沿r=10mm圆弧向不同方向弯曲900、弯
曲后不得产生裂纹和断裂。
b级和c级钢丝一般选用70(67a、72a)或65mn(67b)、d级选用t9xta和t8mna(82b)生产。
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