Высокая упругость сталей

Пружины находят широкое применение в большинстве машин и приборов. Они предназначены для смягчения толчков и ударов, действующих на машину. Чтобы выполнить эту задачу, пружины должны обладать хорошей упругостью. Поэтому основным требованием для пружинных сталей является высокий предел упругости. Пружины, рессоры и подобные им изделия изготовляют из конструкционной стали с повышенным содержанием углерода (0,5-0,7%). Основными легирующими элементами пружинных сталей являются кремний и марганец. Эти элементы дешевы, недефицитны и вместе с тем значительно увеличивают предел упругости стали. Особо ответственные пружины делают из стали, содержащей хром, ванадий, а иногда вольфрам. Для изготовления пружин наиболее широко используются стали следующих марок: 65, 75, 60, 55С2, 60С2А, 70СЗА, 50ХФА.

Высокая упругость этих сталей достигается лишь в результате их правильной термической обработки. Термическая обработка пружин состоит из нормализации, закалки и отпуска. Нормализация производится для измельчения зерна стали с целью получения более благоприятной структуры при дальнейшей закалке.

Охлаждающей средой служит масло (и для пружин из углеродистой стали). Пружины из кремнистой стали рекомендуется охлаждать в двух средах: сначала в воде, а затем в масле, учитывая сравнительно малую устойчивость аустенита этой стали в районе температур 500-600°. Отпуск пружин производится при температурах 370-500° (в зависимости от марки стали и требуемого предела упругости). После закалки и отпуска пружинная сталь имеет структуру троостита или троостита с сорбитом. Термическая обработка пружин является сложной и ответственной операцией. Она требует точного соблюдения режима процесса и правильного выбора нагревательных приборов.

При нагреве для нормализации и закалки необходимо следить за тем, чтобы не произошло изменения формы и размеров пружин в процессе нагрева. Под печи, где нагреваются пружины, должен быть ровным и гладким. Если на поду имеются неровности, то во избежание искривления мелкие пружины следует укладывать на противень, а длинные - на ровные корытообразные швеллеры. Пружины укладывают в горизонтальном (лежачем) положении, так как пружина, поставленная на торец, при нагреве осядет под действием собственного веса и изменит форму. Плоские пружины и рессоры ставят на ребро, а для пружин сложной формы применяют различные приспособления.