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弹簧材料中的各种元素具有哪些作用


弹簧材料里面的主要元素是以铁元素和碳元素为主,为了保证弹簧在不同的环境下工作和满足客户对材料的要求,在制作时需要对不同的材质添加各种各样的合金元素,从而才能使弹簧材料具备弹簧钢所没有的优良性能,比如耐腐蚀、耐高温、弹性极限等等的要求,同时弹簧材料厂家还要在出厂前必须对弹簧钢进行各种各样的检测,其中包括化学成分、高的纯洁度、低的杂质含量、低的非金属夹杂物含量,并控制其形态、粒度和分布,此外还有对钢材质地的均匀性和稳定性,还应该具备良好的表面质量(表面脱碳)和精密的外形及尺寸,那么弹簧材料中的各种元素具有哪些作用呢?下面跟随着国洋弹簧厂家一起去看看。

一、弹簧材料中的各种元素具有哪些作用

1、碳(C)是钢中重要的化学元素,弹簧钢的 /(C)范围是0.3%~1.2%,其中碳素弹簧钢的 /(C)在0.60%~0.90%之间,合金弹簧钢的 /(C)在0.46%~0.75%之间。含碳量越高,钢的硬度和强度越高,但塑性降低,脆性增加。
2、锰(Mn)在弹簧钢中一般加入量为1%左右。其优点是淬透性好、强度较高、脱碳倾向较小,缺点是有过热敏感性和回火脆性倾向,淬火时开裂倾向亦较大。
3、硅(Si)在碳素钢中的 (Si)通常不超过0.37%,它是作为冶炼过程中的脱氧剂而加钢中的。含硅的合金弹簧钢其 (Si)在0.70%~2.80%之间。由于硅能溶人铁素体中,入使铁素体显著强化,从而提高了钢的强度和屈强比,硅还能提高钢的淬透性和回火稳定性。但弹簧钢中含硅量不能过高,否则会造成钢的晶粒粗化,增加石墨化倾向。
4、铬(Cr)能提高淬透性、细化晶粒,是制造高疲劳性能弹簧所用合金钢中的重要元素之一,当 (Cr)达到13%以上时,具有很好的防腐蚀能力,是制造弹簧所用不锈钢中的主要添加元素。但铬能引起回火脆性,回火后均需快冷,以避免回火脆性的产生。
5、镍(Ni)是我国资源较少的元素,一般弹簧钢中很少使用,它是奥氏体不锈钢中的主要成分之一。镍主要用于形成稳定奥氏体组织,铬镍奥氏体的组织稳定,高温下长期使用也不会脆化。
6、钒(V)是强碳化物元素,和碳能结合成熔点很高的碳化钒,合金弹簧钢中加入少量的钒,则细化晶粒的作用就已十分明显,如50CrVA的  (V)仅为0.1%—0.2%。弹簧钢中加入了钒细化了晶粒、降低了过热敏感性、提高了钢的静强度和疲劳强度。
7、钨(w)主要作用是提高钢的淬透性耐热性能,使弹簧在较高温度下仍能保持高的强度和弹性,钨还能细化晶粒,如常用的弹簧材料65Si2MnWA,其淬透性、耐热性能都优于50CrVA。
8、硼(B)能大大提高弹簧淬透性,加入极微量的硼(质量分数为十万分之几),作用就极为明显。在硅锰弹簧钢的基础上加入微量的硼以后淬透性明显提高,在某些耐高温的合金弹簧材料中加入硼,能增加材料的持久强度。
9、铝(A1)、钛(Ti)、铌(Nb)主要添加在弹簧用不锈钢或其他特殊用途的弹簧材料中,主要目的是提高材料的耐腐蚀性能或与镍、钼等组成沉淀硬化相,起到沉淀强化作用。
10、钴(Co)是恒弹性材料,钴在3J21、3J32中作为主要添加元素,能使弹簧材料获得高的弹性极限,并且弹性模量温度系数也很小。但钻是贵重合金元素,除非必要,一般不轻易使用。
11、铜(Cu)常作为铜合金中的基体元素,与其他添加的元素组成铜合金弹性材料。如与锡(Sn)、磷(P)、组成锡磷青铜,与硅、锰组成硅青铜,与铝组成铝青铜,与铍(Be) 组成铍青铜等。以铜镍为主的蒙乃尔弹性合金有很好的耐腐蚀性能。
12、铍(Be)主要是加人铜中组成铍青铜。铍青铜有优良的弹性性能。但铍有毒,且价格也很贵。
文章总结:以上就是由东莞国洋弹簧厂家为大家整理的一些关于弹簧材料中的各种元素具有哪些作用的一些相关知识,其实上诉的各种合金元素都是可以单独添加的,也可以混合添加在一起,钢材中其实除了有益元素还有个别的有害元素,如硫(S)、磷(P)等等元素,如果钢材中有这些元素会大大的降低钢材的塑性与韧性,导致钢材的脆性变大,严重的影响制作出来后的弹簧寿命,所以这些有害元素的含量是越少越好的,希望大家看完以上文章对大家有所帮助。