定义
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.
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.
根据GB/T 13304《钢分类》标准,按照基本性能及使用特性一,弹簧钢属于机械结构用钢；按照质量等级,属于特殊质量钢,即在生产过程中需要特别严格控制质量和性能的钢.按照我国习惯,弹簧钢属于特殊钢 ,制作弹簧钢的时候技术要求比较高,技术的过硬直接决定品质的高低.
分类
按照化学成分分类
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.
锰钢
简介
锰钢是一种高强度的抗锰钢,主要用于需要承受冲击、挤压、物料磨损等恶劣工况条件,破坏形式以磨损消耗为主,部分断裂、变形.磨损分为三种：金属构件表面间相互接触并运动的摩擦磨损；其它金属或非金属物料打击金属表面的磨料磨损和流动气体或液体与金属接触导致的冲蚀磨损.耐磨钢的耐磨性能取决于材料本身,而抗磨钢则在不同的工况条件下表现出不同的耐磨性,材料本身和工况条件两者才能决定其耐磨性能. 铸造耐磨钢和抗磨钢以奥氏体锰钢为主,在一定的条件下经适当热处理的低合金钢也有很好的效果,石墨钢则用于润滑摩擦的工况条件. 耐磨高锰钢特别适用于冲击磨料磨损和高应力碾碎磨料磨损工况,常用于制造球磨机衬板,锤式破碎机锤头,颚式破碎机颚板,圆锥破碎机轧臼壁、破碎壁,挖掘机斗齿、斗壁,铁道道岔,拖拉机和坦克的履带板等抗冲击、抗磨损的铸件.高锰钢还用于：防弹钢板,保险箱钢板等. 高锰钢是典型的抗磨钢,铸态组织为奥氏体加碳化物.经1000°C左右水淬处理后组织转变为单一的奥氏体或奥氏体加少量碳化物,韧性反而提高,因此称水韧处理
编辑本段特点
高锰钢最重要的特点是在强烈的冲击、挤压条件下,表层迅速发生加工硬化现象,使其在心部仍保持奥氏体良好的韧性和塑性的同时硬化层具有良好的耐磨性能.这是其它材料所不及的.但高锰钢的耐磨性只是在具备足以形成加工硬化的条件下才表现出其优越性,其他情况下则很差. 而典型的Mn17耐磨高锰钢是在Mn13钢的基础上增加锰量,提高了奥氏体的稳定性,阻止碳化物的析出,进而可提高钢的强度和塑性,提高钢的加工硬化能力和耐磨性.比如用于北方的ZGMn18铁道叉寿命较ZGMn13提高20%~25%. 高锰钢由于加工硬化现象,应尽量避免对铸件进行加工.铸件上的孔、槽尽可能铸出.但对高锰钢的加工也并非完全不可能.刀具修整一次进刀加工完的可以进行,不可避免的加工应在铸件工艺设计时放大加工量,以使加工的进刀量避开加工硬化层. 高锰钢重新加热时,在250—800 °C间存在碳化物析出的脆性温度区间,且铸态高锰钢又存在网状碳化物以及铸造应力,因此,焊接性能很差. 高锰钢铸件,应在水韧处理后割冒口或缺陷焊补,焊后应快速冷却.为消除或尽可能减小热影响区,应用小电流,不连续施焊,或边焊边浇水冷却.焊条采用高锰钢焊条或奥氏体不锈钢焊条.若存在加工硬化层,应在焊前去除.
用途
锰钢的脾气十分古怪而有趣：如果在钢中加入2.5—3.5％的锰,那么所制得的低锰钢简直脆得象玻璃一样,一敲就碎.然而,如果加入13％以上的锰,制成高锰钢,那么就变得既坚硬又富有韧性.高锰钢加热到淡橙色时,变得十分柔软,很易进行各种加工.另外,它没有磁性,不会被磁铁所吸引.现在,人们大量用锰钢制造钢磨、滚珠轴承、推土机与掘土机的铲斗等经常受磨的构件,以及铁轨、桥梁等.上海新建的文化广场观众厅的屋顶,采用新颖的网架结构,用几千根锰钢钢管焊接而成.在纵76米、横138米的扇形大厅里,中间没有一根柱子.由于用锰钢作为结构材料,非常结实,而且用料比别的钢材省,平均每平方米的屋顶只用45公斤锰钢.1973年兴健的上海体育馆(容纳一万八千人),也同样采用锰钢作为网架屋顶的结构材料.在军事上,用高锰钢制造钢盔、坦克钢甲、穿甲弹的弹头等.炼制锰钢时,是把含锰达60一70％的软锡矿和铁矿一起混合冶炼而成的. 除了锰钢外,锰钢也是重要的锰合金,锰钢含有30％的锰,具有很好的机械强度.由84％的钢、12％的锰和4％的镍组成的“锰加镍”合金(又名锰镍铜齐),它的电阻随温度的改变很小,被用来制造精密的电学仪器.
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