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[材料数据] 弹簧钢的选择(原创)

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发表于 2008-6-2 18:55 | 显示全部楼层 |阅读模式
先让我们认识一下弹簧钢:
    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形。由于弹簧经常承受振动和长期在享变应力作用下工作,主要是疲劳破坏,故弹簧钢必须具有高的弹性极限和高疲劳极限。此外,还应有足够的韧性和塑性,以防止在冲击力作用下突然脆断。

    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。在工艺性论方面,弹簧钢应具有较好的淬透性和低的过热、脱碳敏感性。降低弹簧表面粗糙度能提高疲劳寿命。



    弹簧钢的分类

    根据GB/T 13304 标准,弹簧钢按照其化学成分分为非合金弹簧钢(碳素弹簧钢)和合金弹簧钢。
    1.碳素弹簧钢
    碳素弹簧钢的碳含量(质量分数)一般在0.62%~0.90%。按照其锰含量又分为一般锰含量(质量分数) (0.50%~0.80%)如65、70、85和较高锰含量(质量分数) (0.90~1.20%),如65Mn两类。
    2.合金弹簧钢
    合金弹簧钢是在碳素钢的基础上,通过适当加入一种或几种合金元素来提高钢的力学性能、淬透性和其他性能,以满足制造各种弹簧所需性能的钢。
    合金弹簧钢的基本组成系列有,硅锰弹簧钢、硅铬弹簧钢、铬锰弹簧钢、铬钒弹簧钢、钨铬钒弹簧钢等。在这些系列的基础上,有一些牌号为了提高其某些方面的性能而加入了钼、钒或硼等合金元素。
    此外,还从其他钢类,如优质碳素结构钢、碳素工具钢、高速工具钢、不锈钢,选择一些牌号作为弹簧用钢。


    常用的钢号是:65Mn   60si2MnA   55SiMn  50CrVA   27SiMn  



    弹簧钢是很优秀的钢材,加入锰元素,使得淬透性优良,对脱碳敏感性下降,热处理后变形微小,热处理方便,硬度较高,弹性很好。如果对防锈性要求不高,弹簧钢简直就是天生的制刀材料。正因为来源广泛,获得容易,弹簧钢成为刀友们最常用的制刀材料。物以稀为贵,显然弹簧钢是平民刀钢,但是不意味着弹簧钢不是优秀的材料。
    大多数刀友获得弹簧钢的途径是到废旧站购买废旧汽车弓片。怎么选择合适的材料,关系到以后做出来的刀的性能。如何选择呢?我个人经验如下:


首先要知道工厂的选材原则:
     一般来讲, 为了获得所需的性能,弹簧钢必须具有较高的含碳量。碳素弹簧钢的含碳量在0.6-0.9%之间,由于碳素弹簧钢的淬透性差,故只用于制造截面尺寸不超过10-15mm的弹簧。对于截面尺寸较大的弹簧,必须采用合金弹簧钢。合金弹簧钢碳含量在0.45-0.75%之间,加入的合金元素有Mn ,Si ,W ,V ,Mo等。它们的主要作用是提高淬透性和回火稳定性,强化铁素体和细化晶粒,有效地改善弹簧钢的力学性能,其中Cr ,W ,Mo还能提高钢的高温强度。
在热状态下成型的弹簧(直径或厚度一般在10mm以上)
在冷状态下成型的弹簧(直径或厚度一般在10mm以下)

      所以我们就应该知道,厚度在10MM以下的弹簧板,钢号有9成以上是65Mn  这个钢号做的刀硬度会更高一些。但是淬透性相对稍差。10MM以上,15MM厚度以下的弹簧板,有6-7成是 60si2MnA,这个钢号做刀,热处理方便简洁,弹性很不错,但是硬度相对稍低。由于价格只比65Mn稍贵,废品率却比65Mn低,所以越来越多的厂家选择这种材料。15MM以上或者粗大螺旋弹簧的,9成是50CrVA。这种材料我很少用,从经验来看,硬度不会太理想。不过因为其高弹性特点,用来做长剑或者做弩片应该还是不错的。
    最后,有一条未经证实的马路经验是:能做刀的弹簧板,边缘圆钝。反之则是有明显直角。

[ 本帖最后由 普京 于 2008-6-2 20:04 编辑 ]

该用户从未签到

 楼主| 发表于 2008-6-2 18:57 | 显示全部楼层
自己沙挖。http://www.cmiw.cn/html/97/t-62897.html这里有相应热处理数据。等温处理的都有。
  • TA的每日心情
    开心
    2016-2-20 11:08
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]初来乍到

    发表于 2008-6-2 19:04 | 显示全部楼层
    占個板凳,慢慢學習

    该用户从未签到

    发表于 2008-6-2 19:06 | 显示全部楼层

    http://www.ahehome.cn/

    剩马扎了,弹簧钢,不错的材料啊

    该用户从未签到

    发表于 2008-6-2 19:14 | 显示全部楼层
    有空也到收废站看看去 找点试试

    LZ 弹簧钢可不可以锻花纹钢?
  • TA的每日心情
    开心
    2013-6-26 15:57
  • 签到天数: 2 天

    [LV.1]初来乍到

    发表于 2008-6-2 19:15 | 显示全部楼层
    问一下总统,我让铁匠用弹簧钢打了几把刀坯,做好后用不用热处理了

    该用户从未签到

    发表于 2008-6-2 19:15 | 显示全部楼层
    这个要学习
    弹簧钢是最容易得到的了
    谢谢分享

    该用户从未签到

     楼主| 发表于 2008-6-2 19:19 | 显示全部楼层

    http://www.gecbbs.cn/

    整理了一下,方便大家。

    钢号     淬火温度   淬火介质   淬火后硬度    回火温度   冷却介质   硬度要求  应用范围

    65          780-830     水或油     41-56         

    65Mn      810-830     油或水     >60           370-400              水      42-50      5-10mm的板簧片及7-10mm的卷簧

    50CrV      850-870     油         >58          400-55                水      45-50      截面较大和较重要的板簧片及螺旋弹簧

    50CrV      850-870     油         >58          370-420              水         45-52       300C以下工作的高温弹簧

    60Si2MnA 860-880     油         >60          500-520              水      37-45       厚度8-12mm的板簧片



    耐热弹簧钢的材料选用和最高使用温度的热处理规范

    钢号         最高使用温度   热成型(度)       淬火温度       回火温度

    50CrVA         300                 880-900          850-870油      430-500

    4Cr13           400                850-1050         980-1050空冷   540-560

    W18Cr4V      600               1000-1200        1280-1290油或空冷   700

    60Si2MnA      250              880-900            860-880油           350



    常用弹簧钢的等温淬火规范

    钢号    加热温度    等温淬火温度   等温保持时间   硬度HRC

    T10A    800+-10      250-360           10-30                40-53

    65        820+-10      320-340           15-30                46-48

    65Mn    820+-10      270 / 320-340   15-30          52-54 / 46-48

    50CrVA 850+-10        300                30-45              52

    60Si2MnA 870+-10     280                  30-45              52

    [ 本帖最后由 普京 于 2008-6-2 19:59 编辑 ]
  • TA的每日心情
    开心
    2015-4-7 13:32
  • 签到天数: 4 天

    [LV.2]偶尔看看I

    发表于 2008-6-2 19:25 | 显示全部楼层
    不错,便宜又好用的材料
  • TA的每日心情
    开心
    2015-12-20 01:32
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]初来乍到

    发表于 2008-6-2 19:30 | 显示全部楼层

    http://www.xhpaper.net.cn/

    好文章~~学习了~~

    该用户从未签到

    发表于 2008-6-2 20:04 | 显示全部楼层

    http://www.yyxfm.com.cn/

    我有一块弓子板,厚15mm,长1.5m左右,边缘圆钝,按总统的分析,应该是60si2MnA。
    非常感谢。

    该用户从未签到

    发表于 2008-6-2 20:29 | 显示全部楼层
    好教材,收藏,谢谢.

    该用户从未签到

    发表于 2008-6-2 20:34 | 显示全部楼层
    多谢这么详细的数据
  • TA的每日心情
    开心
    2015-12-4 13:57
  • 签到天数: 3 天

    [LV.2]偶尔看看I

    发表于 2008-6-2 22:25 | 显示全部楼层

    http://www.gecbbs.cn/

    好贴,太详细了。
    呵呵,终于可以发帖了。

    该用户从未签到

     楼主| 发表于 2008-6-2 23:59 | 显示全部楼层

    该用户从未签到

    发表于 2008-6-3 00:07 | 显示全部楼层
    提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽

    该用户从未签到

     楼主| 发表于 2008-6-3 00:18 | 显示全部楼层
    没有道理,道听途说,未经证实,非商业引用。

    该用户从未签到

    发表于 2008-6-3 00:27 | 显示全部楼层
    提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽

    该用户从未签到

    发表于 2008-6-3 00:59 | 显示全部楼层

    http://www.xhpaper.net.cn/

    原帖由 zxm232425 于 2008-6-3 00:07 发表
    “能做刀的弹簧板,边缘圆钝。反之则是有明显直角。”有什么道理吗?


    边缘圆钝是为了防止断裂

    该用户从未签到

    发表于 2008-6-3 01:15 | 显示全部楼层
    汽车用的齿轮也应该是做刀的好材料。如变速箱、差速器的齿轮。最好选用进口车的旧件。国产的最好用陕汽的东西,陕汽的齿轮质量很过关
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