Рессорно-пружинні сталі характеризуються досить високим модулем пружності. Цим показником володіють вуглецеві і леговані марки металу.
Леговані та вуглецеві матеріали
Цей вид матеріалу використовують для виробництва жорстких (силових) пружних елементів. Причиною саме такого застосування стало те, що високий модуль пружності цієї сталі сильно обмежує пругу деформацію деталі, яка буде проведена з рессорно-пружинної сталі. Також важливо відзначити, що цей тип продукту є високотехнологічним і в той же час досить прийнятним за своєю вартістю. Крім використання в авто- і тракторобудуванні, цей вид матеріалу також широко застосовується для виготовлення силових елементів у різних приладах. Найчастіше деталі, які вироблені з цієї сталі, називають однією загальною назвою - пружинні сталі загального призначення.
Для того щоб забезпечити необхідну працездатність силових пружних елементів, необхідно, щоб ресорна сталь володіла високою межею не тільки пружності, але і витривалості, а також релаксаційною стійкістю.
Властивості
Для того щоб задовольнити такі вимоги, як витривалість, пружність і релаксаційна стійкість, застосовуються матеріали з підвищеним вмістом вуглецю. Відсоток вмісту цієї речовини у використовуваному продукті повинен бути в межах від 0,5 до 0,7%. Також важливо піддавати цей вид стали загартуванню і відпустці. Проводити ці процедури необхідно при температурі від 420 до 520 градусів за Цельсієм.
Варто зауважити, що рессорна сталь, загартована на мартенсит, володіє малим коефіцієнтом пружності. Він значно підвищується лише при відпустці, коли утворюється структура трооситу. Процес гарантує підвищення пластичності сталі, а також в'язкості її руйнування. Ці два фактори важливі для того, щоб знизити чутливість до концентраторів напруги, а також збільшити межу витривалості продукту. Можна додати, що позитивними якостями характеризується також ізометричний загартування на нижній бейніт.
Ножі
Рессорна сталь для ножа деякий час була найбільш поширеним матеріалом, особливо серед власників автомобілів. Виготовлення гострих предметів дійсно здійснювалося зі старих ресор, які прийшли в непридатність для використання в транспортному засобі. Застосування ножів з такого незвичайного матеріалу здійснювалося як для різних побутових потреб, так і для звичайного різання продуктів на кухні. Вибір саме на цю деталь припав не випадково. Було кілька причин, чому саме ресорна сталь стала основним матеріалом для саморобного виробництва хороших ножів.
Перша причина - це те, що через погану якість доріг така деталь як ресора, часто і швидко приходила в непридатність. Через це у багатьох автовласників цих вузлів було в надлишку. Деталі просто лежали в гаражах. Доступність і стала першою причиною.
Друга причина - це конструкція ресори, яка включала в себе кілька аркушів вуглецевої сталі. Саме з цих елементів і можна було виготовити пару добротних ножів.
Третя причина - це висока еластичність ресорної сталі, яка дозволяє проводити обробку матеріалу, маючи лише мінімальний набір інструментів.
Особливості ножів
Суттєва причина, через яку саме цей вид стали широко використовуватися для виробництва ножів, - це склад самого продукту. На виробництві даний склад отримав назву рессорно-пружинної сталі 65G. Як випливає з назви, цей матеріал широко використовується для виробництва ресор, пружин, шайб, а також деяких інших деталей. Вартість саме цієї марки сталі вважається однією з найнижчих серед саме вуглецевих матеріалів. Але при цьому її характеристики, тобто міцність, гнучкість і ударна в'язкість, знаходяться на висоті. Крім того, твердість самої стали також збільшилася. Всі ці особливості вуглецевого металу також зіграли свою вирішальну роль при виборі матеріалу для створення ножів.
Сталь 65G
Рессорная сталь 65G - конструкционная высокоуглеродистая сталь, которая поставляется в соответствии с ГОСТом 14959. Така марка належить до групи рессорно-пружинних сталей. Двома найбільш важливими вимогами, що пред'являються до такого виду сталі, є висока поверхнева міцність, а також підвищена пружність. Для того щоб домогтися необхідної міцності, до складу металу додають до 1% марганцю. Крім того, щоб досягти всіх необхідних показників, необхідно провести належну термічну обробку деталей, виготовлених з цієї марки.
Широке і ефективне використання даного виду стали обумовлено тим, що вона належить до класу економнолегованих, тобто дешевих. Основними інгредієнтами цього продукту стали такі компоненти, як:
- вуглець, утримання якого становить від 0,62 до 0,7%;
- марганець, вміст якого не перевищує від 0,9 до 1,2%;
- вміст хрому і нікелю у складі від 0,25 до 0,3%.
Інші складові, які входять до складу сталі - сірка, мідь, фосфор тощо. Це домішки, відсотковий зміст яких регламентується державним стандартом.
Термічна обробка
Існує декілька режимів термічної обробки цього типу сталі. Будь-який з них вибирається відповідно до виробничих вимог, які пред'являються до готового продукту. Найчастіше використовується два методи термічної обробки, які гарантують отримання необхідних властивостей з хімічної та фізичної точки зору. До цих способів відносять нормалізацію і загартування з подальшою відпусткою.
При проведенні термічної обробки необхідно правильно вибрати параметри температури, а також часу, який потрібні для проведення операції. Щоб правильно вибрати ці характеристики, слід відштовхуватися від того, яка марка сталі використовується. Оскільки матеріал марки 65G належить до доевтектидного типу, то в складі цього продукту міститься аустеніт, представлений у вигляді твердої механічної суміші з невеликою кількістю ферриту. Аустеніт є більш твердим матеріалом з точки зору структури, ніж феррит. Тому для проведення термічної обробки стали 65G, необхідно створювати нижчий інтервал загартовувальних температур. Враховуючи цей факт, подібні показники для цього виду металу становлять від 800 до 830 градусів за Цельсієм.
Режим загартування
Як загартувати ресорну сталь? Необхідно створити потрібний температурний режим, вибрати правильний час, а також вірно розрахувати час і температуру відпустки. Для того щоб надати стали всі необхідні характеристики, які задаються майбутніми технічними умовами експлуатації деталі, варто провести потрібний загартування. Для вибору відповідного режиму проведення цієї процедури спираються на такі характеристики:
- Важливим є не тільки спосіб загартування, а й обладнання, яке використовується для нагрівання сталі.
- Підібрати необхідний температурний режим гарту.
- Підібрати відповідний часовий проміжок для гарту стали.
- Вибрати потрібне середовище для проведення процесу загартовування.
- Також важливо правильно підібрати технологію охолодження деталі після процесу загартовування.
Марки ресорної сталі
Постачання сталі для виготовлення ресори здійснюється у вигляді смуг. Після цього з неї нарізають заготовки, загартовують, відпускають і збирають у вигляді пакетів. Марки рессорно-пружинної сталі, такі як 65, 70, 75, 80 і т. д., характеризуються тим, що їх релаксаційна стійкість мала, особливо цей недолік помітний при нагріванні деталі. Дані марки сталі не можуть бути використані для роботи в середовищі, температура якого перевищує 100 градусів за Цельсієм.
Існують дешеві кремністі марки 55S2, 60C2, 70SZA. Їх використовують для виготовлення пружин або ж ресор, товщина яких не перевищуватиме 18 мм.
До більш якісних марків сталі можна віднести 50KhFA, 50KhGFA. Якщо порівнювати з кремнемарганцевими і кремнистими матеріалами, то при відпустці температура набагато вища - близько 520 градусів. Через таку процедуру обробки ці марки стали характеризуються високою теплостійкістю, а також малою чутливістю до надріза.
