汽车钢板弹簧作业.doc

汽车钢板弹簧作业.doc

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汽车钢板弹簧

服役条件：

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。

在工艺上要求弹簧钢有一定的淬透性、不易脱碳、表面质量好等碳素弹簧钢即含碳量WC在0.6%-0.9%范围内的优质碳素结构钢。

合金弹簧钢主要是硅锰系钢种，它们的含碳量稍低，主要靠增加硅含量W、si提高性能；另外还有硌、钨、钒的合金弹簧钢。

近年来，结合我国资源，并根据汽车、拖拉机设计新技术的要求，研制出在硅锰钢基础上加入硼、铌、钼等元素的新钢种，延长了弹簧的使用寿命，提高了弹簧质量。

性能要求：

弹簧钢应具有优良的综合性能，如力学性能（特别是弹性极限、强度极限、屈强比）、抗弹减性能（即抗弹性减退性能，又称抗松弛性能）、疲劳性能、淬透性、物理化学性能（耐热、耐低温、抗氧化、耐腐蚀等）。

为了满足上述性能要求，弹簧钢具有优良的冶金质量（高的纯洁度和均匀性）、良好的表面质量（严格控制表面缺陷和脱碳）、精确的外形和尺寸。

失效形式一是永久变形，即总成自由弧高降低至严重影响车的性能，二是钢板弹簧断裂，如汽车钢板弹簧（如图）在汽车行驶过程中承受各种应力的作用。

其中以反复弯曲应力为主，绝大多数是疲劳破坏。

性能要求有弹簧钢应较高强度以及适当的韧性。

有高的弹性极限以及弹性减退抗力好，较高的屈强比，为防止在交变应力下发生疲劳和断裂，弹簧应具有高的疲劳强度和耐蚀等性能通常为σ0.2≥1160MPa,σb≥1280MPa,δ10≥5%,ψ≥25%。

同样材料处理是否正确，其寿命相差也很大。

因而材料通常为淬火得到马氏体后进行回火处理，得到碳化物尚未发生明显的聚集长大，保持弥散的分布状态的回火组织。

淬火所造成的第二类内应力几乎全部消除，但未发生再结晶，仍保留马氏体针状结构和强化效果，故而有较高的弹性极限。

材料选择20Cr碳C：

0.18～0.24，硅Si：

0.17～0.37，锰Mn：

0.50～0.80，铬Cr：

0.70～1.00该钢是我国目前产量最大的几个合金结构钢之一，用途广泛。

硬度较高。

且此钢比相同含碳量的碳素钢具有较好的淬透性、强度和韧度。

为了提高该模具钢的耐磨性，常进行渗碳处理（注意：

渗碳时钢的晶粒有长大倾向），然后进行淬火和低温回火，从而保证模具表面具有很高硬度、高耐磨性而心部具有很好的韧度。

 其中Cr是中强碳化物形成元素，加热时溶入奥氏体的Cr能强烈地提高淬透性。

钢中的Cr一部分形成碳化物，另一部分溶入基体产生固溶强化，提高钢的强度和硬度。

Cr不仅能使C曲线明显地右移，而且使珠光体和贝氏体转变的C曲线明显分开。

常用于制造截面小于30mm的、形状简单的、转速较高的渗碳件或氰化件，如活塞销、小轴等；也可以用于调制钢零件

  60Si2Mn碳C：

0.57～0.65，硅Si：

1.50～2.00，锰Mn：

0.60～0.90，铬Cr：

≤0.35Si本身不仅有固溶强化作用，而且能改变钢回火时析出碳化物的数量、尺寸和形态等，提高钢的回火稳定性，因此，对提高材料强度、硬度有好处。

当合金元素和C含量在一定的范围内时，Si对弹性减退抗力的贡献居各种合金元素之首。

Si增强抗弹性减退的能力随着含量增加而增强，在含量1.5%时效果最佳。

Mn具有较强的固溶强化效果，Mn对铁素体的固溶强化作用仅次于P和Si。

同时Mn是奥氏体稳定化元素，能扩大奥氏体相区，钢中加入Mn还能显著提高钢的淬透性，改善热处理性能，强化基体、降低珠光体的形成温度，细化珠光体的片间距离，从而提高钢的强度和硬度。

由于硅含量高，其强度和弹性极限均较55Si2Mn高，抗回火稳定性好，淬透性不高，易脱碳和石墨化。

主要用作汽车拖拉机上的板弹簧、螺旋弹簧等。

是用于制造承受交变载荷及高应力下工作的重要弹簧、抗磨损簧等。

65Mn 碳 C ：

0.62～0.70    硅 Si：

0.17～0.37    锰 Mn：

0.90～1.20Mn是弱碳化物形成元素，在钢中主要以固溶的形式存在于基体中。

一部分固溶于铁素体（或奥氏体），另一部分形成含Mn的合金渗碳体（Fe、Mn）。

Mn还能显著提高钢的淬透性，改善热处理性能，强化基体、降低珠光体的形成温度，细化珠光体的片间距离，从而提高钢的强度和硬度。

总体上，钢中加入锰为0.9%~1.2%，使淬透性和综合性能有所提高，脱碳倾向减小，但有过热倾向及回火脆性，易出现淬火裂纹。

且锰钢价格便宜，资源丰富。