彈簧彈力計算A

1、141彈簧彈力計算壓力彈簧的設計數(shù)據(jù)，除彈簧尺寸外，更需要計算出最大負荷及變位尺寸的負荷；彈簧常數(shù)：以k表示，當彈簧被壓縮時，每增加1距離的負荷(km彈簧常數(shù)公式(勁度系數(shù))(單位：k):K=(GXd4/(8XDm3XNc)G=線材的鋼性模數(shù)：琴鋼絲G=0不銹鋼絲G=o磷青銅線G=0黃銅線G=線徑=外徑=內(nèi)徑=中徑二總圈數(shù)有效圈數(shù)=彈簧常數(shù)計算范例線徑=外徑=總圈數(shù)=圈鋼絲材質(zhì)=琴鋼絲K=(GXd4/(8XDm3XNc)-(8000X24)/(8X203X3.5)=0.571kgf/mm拉力彈簧拉力彈簧的k直與壓力彈簧的計算公式相同。拉力彈簧的初張力：初張力等于適足拉開互相緊貼的彈簧并圈所需的

2、力，初張力在彈簧卷制成形后發(fā)生。拉力彈簧在制作時，因鋼絲材質(zhì)、線徑、彈簧指數(shù)、靜電、潤滑油脂、熱處理、電鍍等不同，使得每個拉力彈簧初始拉力產(chǎn)生不平均的現(xiàn)象。所以安裝各規(guī)格的拉力彈簧時，應預拉至各并圈之間稍為分開一些間距所需的力稱為初張力。初張力=(kXF1)=最大負荷(彈簧常數(shù)X拉伸長度)扭力彈簧彈簧常數(shù)：以k表示當彈簧被扭轉(zhuǎn)時，每增加1扭轉(zhuǎn)角的負荷(k彈簧常數(shù)公式(單位：k)K載Xd4/(1167XDmXpXNXR)線材之鋼性模數(shù)：琴鋼絲=1不銹鋼絲=1磷青銅線=11黃銅線=11線徑=外徑=內(nèi)徑=中徑二總圈數(shù)負荷作用的力臂壓丈彈黃的設計數(shù)據(jù).陳弾賢尺寸外，更需要計翼出盤丈炎荷及變橙用寸的費荷

3、L彈簧常數(shù)：以k表示，當弾侵被壓堀時.每埴加Iim距離的負荷(kgf/mm)；弾賀常數(shù)僉成f單位：kglitwJ:K=(GX日八/(SX)mXNcJG-線材的鋼性模數(shù)：埠鋼b-8000；不銹鋼G-7300：磷青銅線G-45OO:黃融薩350Q堿徑Ho-OT/yb耗Di-ftk內(nèi)輕lki=M【片中神=恥dN逋關數(shù)心有效圈如讒0.16224J335拉力卻翦的kfA.jik/j彈猱的irn公式相同.拉力彈箕的初張力，初張力等于適足拉開互#制作時*因鋼絲材質(zhì)、銭栓、彈餐指數(shù)、靜乍平切的現(xiàn)彖.所以安裝符規(guī)格的拉力彈後時,初張力中-(kXFl-堆大負荷-【彈淺常數(shù):細的彈賀并圈并站的fj初賬力在萍冕盞洞滑

4、油脂、熱處理、電鍍鏗不同.使卻徃址刑拉華齊井罔之間稍則分H知恫訕馬5#fe)彈簧常數(shù),以k光丞，巧彈洗鞭扭轉(zhuǎn)時.W彈銀常數(shù)公式(.取位:kgf伽門:K=(EXdE=線材之鋼性模數(shù)：琴鋼莖E噸皿腫不銹鋼卜純徑加=0D=外袴Di=TD=內(nèi)徑咖廠押尸中輕-ki-d囁圈數(shù)皓負荷作用的力骨p=3.U16uifl扭轉(zhuǎn)角的負荷W/im).)/(1I67XDTriXpXNXR)E-19400磷青銅線怡1W00蔬銅錢慶112K(k叮jtim)1)2911712彈簧的工作載荷Fx應該在0.2FsWFxW0.8Fs(Fs為試驗載荷：測定彈簧特性是應加的最大載荷)彈簧鋼絲和彈性合金絲(上)東北特殊鋼集團大連鋼絲制品公

5、司徐效謙彈性材料是機械和儀表制造業(yè)廣泛采用的制作各種零件和元件的基礎材料，它在各類機械和儀表中的主要作用有：通過變形來吸收振動和沖擊能量，緩和機械或零部件的震動和沖擊；利用自身形變時所儲存的能量來控制機械或零部件的運動；實現(xiàn)介質(zhì)隔離、密封、軟軸連接等功能。還可以利用彈性材料的彈性、耐蝕性、導磁、導電性等物理特性，制成儀器、儀表元件，將壓力、張力、溫度等物理量轉(zhuǎn)換成位移量，以便對這些物理量進行測量或控制。1彈性材料的分類1.1按化學成分分類彈性材料可分為：碳素彈簧鋼、合金彈簧鋼、不銹彈簧鋼、鐵基彈性合金、鎳基彈性合金、鈷基彈性合金等。1.2按使用特性分類根據(jù)彈性材料使用特性，可作如下分類：1.2

6、.通1用彈簧鋼（1形）變強化彈簧鋼：碳素彈簧鋼絲。（2馬）氏體強化彈簧鋼：油淬火回火鋼絲。（3綜）合強化彈簧鋼：沉淀硬化不銹鋼絲1.2.彈2性合金（耐1蝕）高彈性合金（高2溫）高彈性合金（恒3彈）性合金（4具）有特殊機械性能、物理性能的彈性合金2彈簧鋼和彈性合金的主要性能指標2.1彈性模量鋼絲在拉力作用下產(chǎn)生變形，當拉力不超過一定值時，變形大小與外力成正比，通常稱為虎克定律。公式如下：CT式中一應變（變形大?。〤T應力（外力大小）E一拉伸彈性模量拉伸彈性模量（又稱為楊氏彈性模量或彈性模量）是衡量金屬材料產(chǎn)生彈性變形難易程度的指標，不同牌號彈性模量各不相同，同一牌號的彈性模量基本是一個常數(shù)。工程

7、上除表示金屬抵抗拉力變形能力的彈性模量外（），還經(jīng)常用到表示金屬抵抗切應力變形能力的切變彈性模量（）。拉伸彈性模量與切變彈性模量之間有一固定關系：，M稱為泊桑比，同一牌號的泊桑比是一定數(shù)，彈性材料的p值一般在之間。和是彈簧設計時兩個重要技術參數(shù)（拉壓螺旋彈簧的軸向載荷力，扭轉(zhuǎn)螺旋彈簧的剛度）。冷拉碳素彈簧鋼絲和合金彈簧鋼絲的和值如表。表彈簧鋼的和值材料名稱冷拉碳素彈簧（，）80冷拉碳素彈簧（，）彈性極限和屈服極限鋼絲在彈性范圍內(nèi)承受外力產(chǎn)生一定變形，外力消除鋼絲恢復原狀，鋼絲不產(chǎn)生永久殘余變形所能承受的最大應力稱為彈性極限。彈性極限高的鋼絲彈力大，根據(jù)彈簧使用狀態(tài)，影響彈力的彈性極限可分為扭轉(zhuǎn)

8、彈性極限（T）和拉伸彈性極限（）兩種。壓縮拉伸螺旋彈簧用到扭轉(zhuǎn)彈性極限，彈簧墊和板彈簧用到拉伸彈性極限。彈簧一項重要功能是吸收和儲存能量，吸收和儲存的能量稱為變形能。彈簧的變形能與彈性極限的平方成正比（T2/2G或U=22/2E），所以說彈性極限對彈簧特性有很大的影響。鋼絲在拉伸試驗中很難精確地測出其彈性極限，一般用屈服極限衡量彈性極限。屈服極限（）指鋼絲在拉伸過程中開始產(chǎn)生不可恢復的塑性變形時的最小應力。碳素彈簧鋼絲屈服點非常不明顯，通常取鋼絲產(chǎn)生的殘余變形時的應力作為屈服極限（）。鋼絲在退火或固溶條件下，彈性極限和屈服極限很接近，經(jīng)大減面率拉拔后或經(jīng)淬火后的鋼絲，由于內(nèi)應力作用往往有很高的

9、屈服極限，但彈簧極限卻很低。只有經(jīng)消除應力退火或回火處理后的鋼絲彈性極限才接近屈服極限。彈性極限一般與抗拉強度有一定比例關系。常見彈簧鋼的拉伸彈性極限和扭轉(zhuǎn)彈性極限如表，表彈性極限為抗拉強度的百分比材料名稱拉伸彈性極限扭轉(zhuǎn)彈性極限冷拉碳素彈簧鋼絲油淬火回火碳素彈簧鋼絲油淬火回火（油淬火回火）（油淬火回火）抗拉強度和屈服比抗拉強度是衡量鋼絲承受拉力能力的指標，拉力試驗中以鋼絲拉斷時最大拉力除以鋼絲截面積來表示。抗拉強度是彈簧鋼絲最重要指標。屈服極限與抗拉強度的比值，稱為屈強比，也是衡量彈簧鋼絲質(zhì)量水平的一項重要指標。碳素彈簧鋼絲和合金彈簧鋼退火狀態(tài)下的屈強比大約為，奧氏體不銹鋼固溶狀態(tài)下的屈強比

10、一般不超過。冷拉過程中鋼絲屈服極限和抗拉強度同時上升，但屈服極限上升幅度遠大于抗拉強度，碳素和不銹彈簧鋼絲的屈服比高達以上。合金彈簧鋼絲淬火回火后的屈服比也達到02.4疲勞壽命和疲勞極限彈性元件在交變載荷作用下，經(jīng)若干次動作產(chǎn)生裂紋叫疲勞斷裂0彈性元件斷裂時完成動作次數(shù)多，叫疲勞壽命好，反之叫疲勞壽命差0實際上彈性元件疲勞壽命與載荷的大小、方向、隨時間變化規(guī)律有很大關系0在載荷大、振幅大條件下，彈性元件斷裂的循環(huán)次數(shù)就降低，工程中用疲勞極限來衡量彈簧鋼絲的疲勞性能好壞，一般將經(jīng)170次循環(huán)動作，不產(chǎn)生斷裂時的最大負載應力叫疲勞極限0彈簧鋼絲的疲勞極限與鋼絲的屈服極限成正比，要提高疲勞極限就應設

11、法提高鋼絲屈服強度，或提高屈強比0介紹幾個預測疲勞壽命的經(jīng)驗公式：OOT式中：O反復彎曲疲勞極限O反復拉壓疲勞極限T反復扭轉(zhuǎn)疲勞極限疲勞斷裂往往先從鋼絲表面形成，并向內(nèi)部傳播，表面質(zhì)量非常重要0鋼絲表面裂紋、劃傷、邊刺、斑疤、麻點、銹蝕坑和銹蝕皮都會造成鋼絲疲勞極限下降0提高表面光潔度和采用工藝措施提高鋼絲表面強度是提高疲勞極限的有效方法0因此對疲勞壽命要求高的用戶，應推薦選用磨光鋼絲0彈簧廠對彈簧表面進行滲氮處理、噴丸處理和壓光處理，目的是通過提高表面強度來提高疲勞極限0鋼絲表面脫碳造成表面強度降低，很薄的脫碳層也會導致疲勞極限的急劇下降0碳素彈簧鋼絲采用連續(xù)爐熱處理，在爐時間為數(shù)分鐘，產(chǎn)生

12、脫碳的可能性很小0合金彈簧采用周期爐熱處理，在爐時間以小時計算，防止脫碳是工藝控制的重點02.5蠕變和松弛在彈簧的兩端施加一定的拉應力（低于彈性極限），彈簧產(chǎn)生一定的伸長，但隨著時間加長，伸長量緩慢增加，叫做蠕變0鋼絲蠕變往往經(jīng)歷從緩慢變化到加速變化，直至斷裂的過程0鋼絲蠕變在常溫下不明顯，但隨溫度升高而加速0工程上用彈簧在一定溫度，持續(xù)一段時間，產(chǎn)生一定量變形所施加的應力來定義蠕變極限。如表示彈簧在溫度C,持續(xù)一小時，產(chǎn)生形變，需施加（）的應力。使彈簧產(chǎn)生一定量的變形，就產(chǎn)生一定量的應力，但隨著時間的持續(xù)，應力逐漸減小，叫做應力松弛0例如用螺栓壓緊個零件，需轉(zhuǎn)動螺帽使螺栓拉長，產(chǎn)生一定的彈性

13、變形，形成相應的壓應力0在較高溫度下，經(jīng)過一段時間后，雖然螺栓位置不變，但壓應力逐漸減小，就叫應力松弛0松弛是隨時間持續(xù)部分彈性變形轉(zhuǎn)化為塑性變形造成的0松弛有幾種表示方法：松弛率：經(jīng)過一段時間，應力減小值與原始應力之比，即（）X殘余應力：一般指小時后的殘余應力，越高說明材料抗松弛性能越好。蠕變和松弛都是衡量彈簧穩(wěn)定性的指標，共同特點是隨溫度升高、時間加長，表現(xiàn)的越加明顯0影響蠕變性能的因素有：鋼中氣體和夾雜物含量：含量低蠕變小。晶粒度：粗晶粒度鋼有較高的抗蠕變能力。合金元素的固溶強化作用：采用少量多元合金可提高抗蠕變性能。第二相彌散析出可提高抗蠕變性能。松弛是彈性滯后的一種反映。主要取決于鋼

14、的化學成分和組織結構。2.6彈性減退彈性減退（簡稱彈減性）是指室溫下，彈性材料在交變動載荷或靜載荷作用下，發(fā)生塑性變形的一種力學現(xiàn)象。彈減性與蠕變和松馳的差別在于：蠕變是指在恒定應力作用下，應變緩慢增加；松弛是指恒應變條件下的應力自發(fā)下降；彈減性是指交變載荷下的應力減退。因此可以說，蠕變和松馳是特定條件下的彈性減退，三者反映出材料的同一本質(zhì)特性。大多數(shù)彈簧工作時應力和應變均發(fā)生變化，因此彈性減退是彈簧使用過程中最常見現(xiàn)象。評定彈性減退的實驗方法有兩類：成品彈簧直接評定和試樣間接評定。以螺旋彈簧為例，檢測彈減性的步驟為：先施加載荷，將彈簧壓至最低高度（約為彈簧自由高度的）后卸載，測得自由高度；將

15、彈簧壓縮到某一規(guī)定高度（約為的）3記下所需載荷；卸掉彈簧載荷后，再重新加載荷，將彈簧壓縮至最低高度，保持較長時間，如或更長時間（根據(jù)材料的彈減抗力、彈簧參數(shù)及等因素確定）；卸載后測定此時彈簧的自由咼度；最后再將彈簧壓縮至規(guī)定咼度，記下所需載荷2計算出彈簧自由高度的損失厶和承載能力降低值:根據(jù)和4的大小判定彈性材料的彈減抗力，和4越小，彈減抗力越大。此外,成品彈簧彈減性檢測方法還有：動態(tài)松馳試驗法和螺旋彈簧剪切試驗法等。試樣間接評定基本采用金屬拉伸試樣，檢測方法有：拉伸松馳試驗法、鮑辛格（）扭轉(zhuǎn)試驗法、鮑辛格拉、壓試驗法和扭轉(zhuǎn)蠕變試驗法。一般說來，彈簧實物檢測接近使用實際，檢測結果直觀、實用，但

16、不同形狀彈簧檢測結果沒有可比性。試樣檢測結果一般為一組數(shù)據(jù)或曲線圖，能反映出材料的彈減性、有可比性，但檢測步驟復雜、周期長、需要配置專用的檢測設備。2.7彈性的時間效應除蠕變、松弛和彈性減退性能外，反映彈性時間效應的技術指標有：（；彈）性滯后彈性材料在彈性變形范圍內(nèi)，反復加載和卸載，應變總是落后于應力變化，叫彈性滯后。對于儀表用彈性元件（如張力絲、膜盒），彈性滯后可能導致儀表給出不同的讀數(shù)，所以要求彈性滯后越小越好。（2彈）性后效彈性元件加載荷后產(chǎn)生應變w見圖，載荷持續(xù)一段時間后應變量增加w，則彈性后效為。i=wt/we+Hwt）加載時的為正彈性后效，卸載時為反彈性后效。測量彈性后效時，以加載

17、和卸載分鐘時測量結果進行計算。碳素彈簧鋼的彈性后效值高達，彈性合金彈性后效值可低到0.0。5%彈性的能量效應彈性元件周期振動時，應變滯后于應力，使應力、應變曲線出現(xiàn)滯后環(huán)（圖；，。滯后環(huán)所包圍的面積等于振動一周消耗的能量，這些能量轉(zhuǎn)化為熱量散失，這種現(xiàn)象稱為內(nèi)耗或阻尼，用表示。它的倒數(shù)稱為機械品質(zhì)因數(shù)，用表示。在實際應用中，對金屬材料的內(nèi)耗特性有不同要求，用于減震的彈簧，要求材料有盡量能大的內(nèi)耗值，以盡快減少共振時的應力幅度。用于濾波器中振子和音叉振蕩器的彈性元件，要內(nèi)耗越小越好，即機械品質(zhì)因素越大越好。金屬材料內(nèi)耗主要取決于化學成分及組織結構，但冷加工使內(nèi)耗增加，退火使內(nèi)耗降低。圖1單向循環(huán)

18、載荷的彈性滯后環(huán)彈性的溫度效應最高使用溫度彈性材料必須在彈性極限范圍內(nèi)使用，當使用應力超過彈性極限時，彈簧失效。金屬和合金的抗拉強度和彈性極限隨著溫度上升而下降，同時隨著溫度的上升，材料的蠕變或松弛加大，彈簧變形加大，彈性減退。當溫度高到一定限度，彈簧就無法使用了，所以彈性材料都存在著最高允許使用溫度的限制。彈簧鋼絲和彈性合金絲的最高使用溫度主要取決于材料的化學成分，其次是顯微組織結構。常用彈性材料的最高使用溫度如表3表常用彈性材料的最高使用溫度牌號最高使用溫度C牌號最高使用溫度C冷拉碳素彈簧鋼絲油淬火回火碳素彈簧鋼絲彈性模量溫度系數(shù)反映彈性溫度效應的指標還有彈性模量溫度系數(shù)和頻率溫度系數(shù)。碳

19、素彈簧鋼和合金彈簧鋼溫度系數(shù)比較大，實際使用中很少用到這一概念。對于制作儀器儀表用彈性敏感元件的彈性合金絲來說，彈性模量溫度系數(shù)和頻率溫度系數(shù)是兩項非常重要指標。大多數(shù)金屬和合金的彈性模量和切變彈性模量是隨著溫度升高而下降的，這種變化被稱為彈性模量溫度關系的正常變化?？梢苑謩e用B和B來表示和的彈性模量溫度系數(shù)，彈性合金標準經(jīng)常用到某一溫度區(qū)間的彈性模量溫度系數(shù)，其定義為：式中：B彈性模量溫度系數(shù)，xCB切變彈性模量溫度系數(shù)，xC、一溫度，c。金屬和合金的彈性模量溫度系數(shù)與線膨脹系數(shù)一樣，是與原子間距變化密切相關的物理量，兩者之間的比值是一個常數(shù)，即一般金屬和合金（部分鐵磁性合金除外）的大約在3

20、左右，所以在溫度變化范圍不太大時，可以按值近似地估算出B的值。因為，是隨著溫度升高而增加的，B值一般小于B值。頻率溫度系數(shù)用彈性材料制作的一些彈性元件，如濾波振子和音叉等，工作時要用到頻率溫度系數(shù)這項性能，頻率溫度系數(shù)是衡量材料的共振頻率隨溫度變化狀況的物理量，常用來表示。彈性材料的共振頻率與彈性模量之間有如下關系：式中：一彈性模量共振頻率彈性試樣長度彈性試樣直徑常數(shù)由上式可以導出頻率溫度系數(shù)與彈性模量溫度系數(shù)之間的關系彎曲振動時的頻率溫度系數(shù)：扭振動時的頻率溫度系數(shù)：式中：線膨脹系數(shù)（4鐵）磁性金屬和合金的彈性反常變化一般金屬和合金的彈性模量和共振頻率是隨溫度上升而降低的Bv=，而純鎳和部分

21、-合金在室溫附近的彈性模量變化很小B心,甚至增大B,這種現(xiàn)象被稱為彈性反常變化。彈性反常變化原因是：在一定的溫度范圍內(nèi)，材料內(nèi)部組織結構發(fā)生了額外的尺寸或體積變化，如相變、有序無序轉(zhuǎn)變和鐵磁性能變化等。恒彈性合金正是利用鐵磁合金彈性反常變化規(guī)律研制出來的一類彈性材料。彈簧鋼絲工藝性能指標彈簧繞制過程中鋼絲承受彎曲、扭轉(zhuǎn)和纏繞三種力，與此對應成品鋼絲需進行彎曲、扭轉(zhuǎn)和纏繞三項試驗。（1）彎曲試驗彎曲試驗方法有了兩種：單次彎曲和反復彎曲。單次彎曲適用于直徑較大的鋼絲（）,試樣沿的圓弧向不同方向彎曲，鋼絲不得有裂紋和折斷。反復彎曲試驗是將試樣一端夾緊，沿著規(guī)定半徑的圓柱形表面彎曲，然后向相反方向反復

22、彎曲，直至斷裂，記下反復彎曲次數(shù)（）。鋼絲彎曲次數(shù)和彎曲半徑（圓柱半徑）密切相關，彎曲半徑增大，彎曲次數(shù)顯著提高。金屬材料線材反復彎曲試驗方法規(guī)定，不同規(guī)格鋼絲彎曲圓弧半徑如表4表鋼絲彎曲試驗的彎曲半徑、距離和孔徑鋼絲直徑彎曲圓弧半徑撥桿距離撥桿孔直徑土土土土土和土和土和土和土和土和注：應根據(jù)線材直徑選用合適的撥桿孔直徑，保證線材在孔內(nèi)自由移動。反復彎曲試驗的實質(zhì)是:檢驗鋼絲在一個平面內(nèi)進次多次反向彎曲時所能承受的變形能力。鋼絲沿彎曲圓柱彎曲時，外層表面會產(chǎn)生一定的延伸變形，其彎曲伸長率可用公式表示：式中：一彎曲伸長率鋼絲直徑檢驗標準中的彎曲圓柱的半徑是按鋼絲外層表面彎曲伸長率不超過20確%定

23、的，每一組距鋼絲對應一定的圓柱半徑。在同一組距中，直徑最細的鋼絲彎曲伸長率最小%彎曲次數(shù)最高。隨著鋼絲直徑加大，鋼絲彎曲伸長率加大彎曲次數(shù)均勻下降，一直過渡到下一個較大彎曲圓柱半徑為止。同一規(guī)格鋼絲在不同彎曲半徑條件下彎曲次數(shù)可以用經(jīng)驗公式來換算：式中：、一彎曲半徑彎曲次數(shù)從公式可以看出，彎曲半徑對彎曲次數(shù)有決定性的影響，實際檢驗過程中因彎曲圓柱面不均勻磨損，彎曲半徑又很難檢定，同一組鋼絲在不同部門，不同彎曲機上的檢測結果往往有很大誤差，所以碳素彈簧鋼絲國家標準中早己取消了該項檢驗。碳素彈簧鋼絲彎曲值隨抗拉強度提高而增加，而矯直和消除應力退火導致彎曲值下降。(2扭彎轉(zhuǎn)試驗扭轉(zhuǎn)性能是冷拉碳素彈簧

24、鋼絲的一項重要的考核指標。扭轉(zhuǎn)試驗實質(zhì)是：沿中心旋轉(zhuǎn)鋼絲，使鋼絲截面從里到外產(chǎn)生不均勻變形，離中心越遠處承受的扭矩越大，當變形應力累加到超過承受能力時，鋼絲斷裂。如果鋼絲截面組織、成分均勻，無缺陷，扭轉(zhuǎn)斷口平齊，垂直或近似垂直于軸線；如果截面組織、成分不均勻，有明顯缺陷，扭轉(zhuǎn)斷口呈不規(guī)則的層狀或撕裂狀。根據(jù)扭轉(zhuǎn)變形特征可以看出，扭轉(zhuǎn)次數(shù)與鋼絲直徑密切相關，大規(guī)格鋼絲截面扭矩差別大，不均勻變形更強烈，能承受的扭轉(zhuǎn)次數(shù)偏低；小規(guī)格鋼絲能承受的扭轉(zhuǎn)次數(shù)明顯偏高。通過分析還可以看出：扭轉(zhuǎn)試驗主要考核鋼絲表面質(zhì)量和內(nèi)部應力分布狀態(tài)。鋼絲表面裂紋、邊刺、斑疤和折疊會導致扭轉(zhuǎn)次數(shù)大幅度下降。內(nèi)部應力分布不均

25、或鋼絲拉拔時冷卻不當、潤滑不良、模具不好導致鋼絲溫升過高，產(chǎn)生時效應變都會使扭轉(zhuǎn)性能顯著降低。從工藝操作角度分析，增加拉拔道次、小減面率（10）%改修都能改變鋼絲內(nèi)部應力分布狀態(tài)，提高扭轉(zhuǎn)次數(shù)。從組織結構角度分析，加大晶粒度或提高索氏體片的厚度可以提高扭轉(zhuǎn)值，實際操作就是降低鉛浴處理的收線速度、提高爐溫和鉛溫。鋼絲的扭轉(zhuǎn)次數(shù)可以用以下公式預測：XX中X（中中）式中：一一扭轉(zhuǎn)次數(shù)預測值；扭轉(zhuǎn)試樣長度（）；鋼絲直徑（）;中變形指數(shù)（中2）；中真實變形指數(shù)。從公式中可以看出扭轉(zhuǎn)次數(shù)與扭轉(zhuǎn)試樣長度（扭距）成正比，與鋼絲直徑成反比。預測值與實際值約有土的偏差。金屬線材扭轉(zhuǎn)試驗方法規(guī)定產(chǎn)品標準未作特殊說明

26、時，扭轉(zhuǎn)試驗標距及每分鐘最大扭轉(zhuǎn)次數(shù)如表5表單向扭轉(zhuǎn)試驗標距及允許扭轉(zhuǎn)速度鋼絲直徑兩夾頭間標距最大扭轉(zhuǎn)次數(shù)VVV值得指出的是：碳素彈簧鋼絲標準規(guī)定的單向扭轉(zhuǎn)次數(shù)是指扭距為時的次數(shù)，實際測量結果需要按扭距比例進行換算。換算時應注意，扭距與扭轉(zhuǎn)次數(shù)並不是嚴格的正比關系，因為隨著扭距加長，鋼絲產(chǎn)生局部不均勻變形的可能性加大；另外，盡管鋼絲兩端施加了一定的拉應力W長扭距鋼絲產(chǎn)生局部彎曲的可能性也比短扭距要大。一般說來扭距加大倍，扭轉(zhuǎn)次數(shù)略小于倍次數(shù)；扭距縮小倍，扭轉(zhuǎn)次數(shù)略大于倍次數(shù)，偏差不超過0）纏繞試驗纏繞試驗是考察鋼絲繞制彈簧是否順利的最直接的方法。無論冷拉彈簧鋼絲還是油淬火回火鋼絲均考核纏繞性能

27、。一般說來大規(guī)格鋼絲（少）檢測單次彎曲性能，中小規(guī)格鋼絲（ew）檢測纏繞性能。纏繞試驗現(xiàn)行標準為：金屬材料線材纏繞試驗方法，試驗方法為:鋼在直徑為的芯棒上緊密纏繞圈，不出現(xiàn)裂紋和折斷為合格。彈簧鋼絲和彈性合金使用特性彈簧在彈性范圍內(nèi)使用，卸載后應回復到原來位置，希望塑性變形越小越好，因此鋼絲應具有高的彈性極限，屈服強度和抗拉強度。屈強比越高，彈性極限就越接近抗拉強度,因而越能提咼強度利用率，制成的彈簧彈力越強。彈簧依靠彈性變形吸收沖擊能量，所以彈簧鋼絲不一定要有很高的塑性，但起碼要有能承受彈簧成型的塑性，以及足夠的能承受沖擊能量的韌性。彈簧通常在交變應力作用下長期工作，因此要有很高的疲勞極限，

28、以及良好的抗蠕變和抗松弛性能。在特定環(huán)境中使用的彈簧，對鋼絲還會有一些特殊要求，例如：在腐蝕介質(zhì)中使用的彈簧，必須有良好的抗腐蝕性能。精密儀器中使用的彈簧，應具有長期穩(wěn)定性和靈敏性，溫度系數(shù)要低，品質(zhì)因素要高，后效作用要小，彈性模量要恒定。在高溫條件下工作的彈簧,要求在高溫時仍能保持足夠的彈性極限和良好的抗蠕變性能等。此外，還應考慮彈簧鋼絲的成形工藝和熱處理工藝。冷拉彈簧鋼絲和油淬火回火彈簧鋼絲都以供貨狀態(tài)鋼絲直接繞制彈簧，彈簧成形后經(jīng)消除應力處理即可使用。中小規(guī)格的冷拉鋼絲的抗拉強度要略高于油淬火回火鋼絲。大規(guī)格冷拉鋼絲變形抗力太大，冷拔時模具損耗也很大，生產(chǎn)困難；另外盤卷狀態(tài)供貨的冷拉鋼絲

29、，彈直性差，繞簧時形狀不規(guī)則，實際使用規(guī)格一般不超過0油淬火回火鋼絲彈直性好，使用規(guī)格可放大到0直徑以上的鋼絲大多以輕拉狀態(tài)供貨，加熱繞制成彈簧后再進行淬火回火處理。彈簧根據(jù)運行狀態(tài)可分為靜態(tài)簧和動態(tài)簧。靜態(tài)彈簧指服役期振動次數(shù)有限的彈簧，如安全閥彈簧，彈簧墊，秤盤彈簧，定載荷彈簧，機械彈簧，手表游絲等。動態(tài)彈簧指服役期振動次數(shù)達x次以上的彈簧，如發(fā)動機閥門彈簧，車輛懸掛簧，防震彈簧，聯(lián)軸器彈簧，電梯緩沖彈簧等。靜態(tài)彈簧選材時主要考慮抗拉強度和穩(wěn)定性，動態(tài)彈簧選材時主要考慮疲勞，松弛及共振性能。彈簧根據(jù)載荷狀況可分為輕載荷、一般載荷和重載荷三種狀態(tài)。輕載荷指承受靜態(tài)應力,應力較低，變形量較小的

30、彈簧，如安全裝置用彈簧，吸收振動用彈簧等。設計使用壽命次。一般載荷指設計壽命次，在振動頻率次條件下使用的普通彈簧。在許用應力見見圖范圍內(nèi)，壽命保證x次，載荷應力越低，壽命越長。圖冷拉碳素彈簧鋼絲級別II制作壓縮和拉伸彈簧時推薦許用應力重載荷指長時間工作、振動頻繁的彈簧。如閥門彈簧，空氣錘、壓力機、液壓控制器彈簧，其載荷較高，常常在低于許用應力左右使用，使用壽命大于X次，通常為次。彈簧選材的原則是：首先滿足功能要求，其次是強度要求，最后才考慮經(jīng)濟性。碳素彈簧鋼是彈簧鋼中用途廣泛，用量最大的鋼類。鋼中含的碳和的錳，不再添加其它合金元素，使用成本相對較低。碳素彈簧鋼絲經(jīng)適當?shù)募庸せ驘崽幚?，可以獲得很

31、高的抗拉強度，足夠的韌性和良好的疲勞壽命。但碳素鋼絲的淬透性低,抗松弛性能和耐蝕性能差，彈性模量的溫度系數(shù)較大高達XC,適用于制造截面較小，工作溫度較低的彈簧。合金彈簧鋼一般含的碳和一定量的，及等合金元素。合金元素的加入改善彈簧鋼的抗松弛性能，提高鋼的韌性，同時顯著提高鋼的淬透性和使用溫度，適用于制造較大截面，較高溫度下使用的彈簧。國內(nèi)外彈簧鋼常用牌號對照如表6表國內(nèi)外彈簧鋼常用牌號對照表中國日本美國德國高彈性合金（）是奧氏體沉淀硬化型合金，具有高的彈性極限，良好的抗松弛性能，優(yōu)良的耐蝕性能，無磁，最高使用溫度C,主要用于制作自動化儀表中的波紋管，螺旋彈簧，壓力傳感器傳送桿等。恒彈性合金（）的

32、彈性模量高，彈性模量溫度系數(shù)可以通過熱處理調(diào)整，在室溫條件下，溫度系數(shù)可以調(diào)到接近零的水平（VXC）,彈性后效低（V）,品質(zhì)因素高（=），加工性能好，可制成形狀復雜的彈性元件。主要用于制造聲學，電學儀器中的頻率發(fā)生元件，如機械濾波器的振子、標準頻率震蕩器，和制造精密靈敏彈性元件，如精密天平的彈簧和膜片，以及鐘表游絲等。鉆基彈性合金2）和2）是綜合性能優(yōu)異的彈性合金，具有高的彈性模量，高的彈性極限，極低的彈性后效（）。經(jīng)冷加工其抗拉強度高達，同時還具有高的疲勞壽命，高硬度，高耐磨，缺口敏感性低，工作溫度高達Co主要用于制作軸類，張力絲，特種軸承，對彈性敏感性要求高的彈性元件。是沉淀硬化型高溫合金

33、，在固溶冷變形時效處理狀態(tài)下，具有很高的蠕變極限和高溫持久性能，優(yōu)異的疲勞強度和抗松弛性能，即使在C高溫下，其值為，值為。主要用于制作飛機發(fā)動機油門彈簧，顯像管支撐彈簧，發(fā)動機片彈簧等。彈簧鋼絲標準，應用范圍及工藝控制要點。我國彈簧鋼絲標準分鋼類制定，包括碳素彈簧鋼絲標準個，合金彈簧鋼絲標準個,油淬火回火彈簧鋼絲標準個，彈性合金標準個，標準明細如表7表彈簧鋼絲標準明細序號標準代號標準名稱非機械彈簧用碳素彈簧鋼絲碳素彈簧鋼絲重要用途碳素彈簧鋼絲特殊用途碳素彈簧鋼絲規(guī)范航空用碳素彈簧鋼絲規(guī)范合金彈簧鋼絲航空用合金彈簧鋼絲規(guī)范油淬火回火彈簧鋼絲彈性元件用合金和頻率元件用恒彈性合金和彈性元件用合金軸尖

34、用合金絲材正溫度系數(shù)恒彈性合金抗震耐磨軸尖合金發(fā)條用高彈性合金（）碳素彈簧鋼絲碳素彈簧鋼絲現(xiàn)行國標和行業(yè)標準分為兩類型：一類是冷變形強化鋼絲，又稱冷拉彈簧鋼絲。冷拉碳素彈簧鋼絲首先經(jīng)鉛浴處理獲得索氏體組織，然后經(jīng)表面磷化，以很大減面率拉拔到成品尺寸，鋼絲組織呈纖維狀，有很高的抗拉強度和彈性極限，良好的彎曲和扭轉(zhuǎn)性能。冷拉彈簧鋼絲尺寸精度高，表面光潔，無氧化和脫碳缺陷，疲勞壽命比較穩(wěn)定，是使用最廣泛的彈簧鋼絲。碳素彈簧鋼絲的另一類型是馬氏體強化鋼絲，又稱油淬火回火鋼絲。碳素鋼絲通過淬火回火處理，可獲得良好的綜合力學性能，當鋼絲規(guī)格較小時（UW）m油淬火回火鋼絲的各項強度指標比索氏體化處理后冷拉鋼

35、絲要低。當鋼絲規(guī)格較大時（U三）索氏體化的鋼絲不可能采用很大減面率來獲得所要求的強度指標，而油淬火回火鋼絲只要完全淬透就可以獲得比冷拉鋼絲更高的性能。在抗拉強度相同條件下，馬氏體強化鋼絲比冷變形強化鋼絲具有更高的彈性極限。冷拉鋼絲金相組織呈纖維狀，各向異性明顯，油淬火回火鋼絲金相組織為均勻的回火馬氏體，幾乎是各向同性的。同時油淬火回火鋼絲的抗松弛性能優(yōu)于冷拉鋼絲，使用溫度（WC）也高于冷拉鋼絲（CC）。近年來中大規(guī)格油淬火回火鋼絲大有取代冷拉鋼絲趨勢。下面按標準介紹各類碳素彈簧鋼絲的應用范圍及工藝控制要點。非機械彈簧用碳素彈簧鋼絲該標準適用于沙發(fā)墊簧，座墊、靠背拉簧，卡簧，夾簧等非機械彈簧用碳

36、素彈簧鋼絲。標準按抗拉強度要求不同將鋼絲分成，九個組別，每個組別鋼絲不分規(guī)格大小按一個強度范圍供貨，抗拉強度偏差W。，和組用于制造較低應力彈簧。和用于制造一般應力彈簧。，和用于制造較高應力彈簧。床墊簧一般選用和組別。從使用狀態(tài)分析，該標準鋼絲基本屬于靜態(tài)簧，成品鋼絲僅考核抗拉強度、纏繞和單次彎曲三項性能，詳見表8表非機械彈簧用碳素彈簧鋼絲組別直徑范圍抗拉強度用途用于較低應力彈簧用于較低應力彈簧用于較低應力彈簧用于一般應力彈簧用于一般應力彈簧用于一般應力彈簧用于較高應力彈簧用于較高應力彈簧用于較高應力彈簧說明：ew鋼絲在芯棒上纏繞兩圈無裂紋或折斷。e鋼絲進行彎曲試驗，試樣沿圓弧向不同方向彎曲彎曲

37、處不得有裂紋或折斷。組鋼絲一般選用鋼，組選用或鋼，組鋼絲選用或（）生產(chǎn)。由于按該標準供貨的鋼絲基本用于制作靜態(tài)彈簧，對疲勞壽命的要求相對寬松，鋼絲可以采用控軋控冷盤條直接拉拔成品。鋼絲成前熱處理也可以用正火代替鉛浴處理。同時允許選用轉(zhuǎn)爐鎮(zhèn)靜鋼作為原料。碳素彈簧鋼絲該標準是冷拉碳素彈簧鋼絲的通用標準，主要用于制作在各種應力狀態(tài)下工作的靜態(tài)彈簧。根據(jù)彈簧工作應力狀態(tài)鋼絲可分三個級別供貨：級用于低應力彈簧，級用于中等應力彈簧，級用于高應力彈簧。成品鋼絲考核抗拉強度、扭轉(zhuǎn)、纏繞和彎曲四項性能，詳見表9級和級鋼絲一般選用（、）或（），級選用和（）生產(chǎn)。表碳素彈簧鋼絲直徑組組組抗拉強度扭轉(zhuǎn)次數(shù)不小于抗拉強

38、度扭轉(zhuǎn)次數(shù)不小于抗拉強度扭轉(zhuǎn)次數(shù)不小于說明ew的級鋼絲和ew的級、級鋼絲在等于鋼絲直徑的芯棒上纏繞圈、纏繞后的試樣表面不得產(chǎn)生裂紋和斷裂。e的級鋼絲在倍鋼絲直徑的芯棒上纏繞圈，纏繞后的試樣表面不得產(chǎn)生裂紋和斷裂。e的鋼絲應進行彎曲檢驗，試樣沿圓弧向不同方向彎曲，彎曲后不得產(chǎn)生裂紋和斷裂。該標準鋼絲主要用于制作靜態(tài)機械彈簧，其服役期振動頻次要高于非機械彈簧，對疲勞壽命有一定的要求，成品也增加扭轉(zhuǎn)性能的考核。因此對鋼絲用盤條應采用電爐或電爐爐外精煉法冶煉，盤條中w3w等。成品鋼絲顯微組織中如含有游離鐵素體,會降低彈簧疲勞壽命，而控軋控冷盤條中一般均存有的游離鐵素體，不宜直接生產(chǎn)成品鋼絲。按此標準供

39、應的鋼絲原則上成前應經(jīng)鉛浴處理，消除游離鐵素體組織，成品鋼絲顯微組織應為纖維化索氏體組織。成品鋼絲繞制彈簧后應進行消處應力熱處理，推薦熱處理工藝如表。表、和組碳素彈簧鋼絲消除應力熱處理工藝彈簧用途熱處理溫度C時間w一般載荷重載荷高溫下使用說明：、和組碳素彈簧鋼絲使用溫度不得超過C。重要用途碳素彈簧鋼絲按該標準供貨的鋼絲，主要用于制作在各種應力狀態(tài)下工作的動態(tài)彈簧。根據(jù)彈簧工作應力狀態(tài)，鋼絲分三個組別供貨：組適用于中等應力動態(tài)彈簧，組適用于高應力動態(tài)彈簧，組適用于高疲勞壽命的動態(tài)彈簧。成品鋼絲考核抗拉強度，扭轉(zhuǎn)，纏繞，彎曲和脫碳五項性能指標，詳見表。由于按該標準供貨的鋼絲用于制作中、高應力狀態(tài)下

40、工作的動態(tài)彈簧，成品鋼絲除保持高的彈性極限和良好的韌性指標外，還必須考慮到疲勞極限和彈簧的疲勞壽命。為此，對鋼的純凈度，非金屬夾雜含量和氣體含量，鐵素體含量及表面脫碳程度有更高的要求。鋼絲用盤條必須采用電爐爐外精煉法冶煉，對盤條的化學成分有更高的要求：w、w,wiw（）、w。實際生產(chǎn)中為提咼疲勞壽命往往將控制在高限，組選用或（），組選用或，組選用（可調(diào)整到）或7降低鋼中、含量，提高含量和采用爐外精煉的目的是：消減鋼中非金屬夾雜含量，改善夾雜物形態(tài)和降低氣體含量，提高疲勞極限和疲勞壽命。出于同樣目的，標準規(guī)定鋼中、含量不得大于規(guī)定值，因為、和均能延緩鋼的索氏體轉(zhuǎn)變，阻礙鋼絲鉛浴處理時形成單一的索

41、氏體組織。如果鋼絲顯微組織中含有游離鐵素體，會較大幅度地降低疲勞壽命，按該標準供貨的鋼絲，成前必須進行鉛浴處理。組鋼絲用于制作在劇烈振動狀態(tài)下工作的閥門彈簧，對疲勞壽命要求極高，所以選用韌性更好的盤條，抗拉強度雖有所下降，但疲勞壽命更有保證。鋼絲表面脫碳，形成鐵素體組織嚴重影響疲勞性能，標準對組鋼絲增加脫碳層檢驗，規(guī)定總脫碳層深度不得大于，但對較大規(guī)格鋼絲（0A）受減面率限制，由熱軋盤條帶來的脫碳層很難徹底消除，標準補充規(guī)定：“征得需方同意，可供應脫碳層不超直徑的鋼絲”。成品鋼絲繞制彈簧后應進行消處應力熱處理，推薦熱處理工藝如表2表重要用途碳素彈簧鋼絲鋼絲直徑組組組抗拉強度扭轉(zhuǎn)次數(shù)不小于抗拉強

42、度扭轉(zhuǎn)次數(shù)不小于抗拉強度扭轉(zhuǎn)次數(shù)不小于0.2528403140270029502550280040501410164012150017206147017105.01380161012148017005.513301560144016606.01320155014201660142016601400164013501590說明：1.0mm鋼絲進行彎曲試驗，試樣沿R圓弧向不同方向彎曲900，彎曲處不得有裂紋或折斷，eW4.0mm,R=5mm；e4.0mm,R=10mm。G組鋼絲脫碳層W1.0d%。表、和組碳素彈簧鋼絲消除應力熱處理工藝彈簧用途熱處理溫度/C時間W0.35mm0.351.25mm1.

43、253.0mm一般載荷200215101515202025重載荷230260152020303040高溫下使用275290203830454560說明：E、F和G組碳素彈簧鋼絲使用溫度不得超過120C。特殊用途碳素彈簧鋼絲規(guī)范在某些特定場合，需要彈簧具有超出常規(guī)要求的彈力，如槍械彈簧，為便于攜帶和使用,彈簧所占的空間很小，彈力要足夠大，必須選用抗拉強度特高，韌性較好的鋼絲來制作彈簧特殊用途碳素彈簧鋼絲就適應這種需要的標準。該標準規(guī)定鋼絲分甲、乙、丙三組供貨。丙組適應于較高應力彈簧，乙組適應于高應力彈簧，甲組適用于超高應力彈簧。標準推薦鋼絲采用，和制造。實際上鋼絲抗拉強度隨碳含量增高而上升，扭轉(zhuǎn)

44、性能（韌性指標）隨碳含量上升而下降，綜合考慮,我公司選用加稀土的鋼絲生產(chǎn)甲、乙、丙組鋼絲，目前“三大牌”甲、乙、丙組鋼絲是特色產(chǎn)品。成品鋼絲考核抗拉強度、扭轉(zhuǎn)、扭轉(zhuǎn)斷口、纏繞、抗拉強度均勻性和尺寸均勻性六項性能指標，詳見表3為確保產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，可靠，公司多年來摸索一套工藝程序，在鋼絲生產(chǎn)過程中質(zhì)量控制要點為：嚴格控制鉛浴處理質(zhì)量。采用小道次減面率，多道次拉拔，合理的表面處理，使用高質(zhì)量拉絲潤滑劑。特別要注意生產(chǎn)過程中的模具和拉絲卷筒的冷卻，防止產(chǎn)生時效脆性。應該指出鋼絲的超高抗拉強度是以犧牲部分塑性和疲勞壽命換來的，只適用于制作形狀簡單，對疲勞壽命要求不很高的彈簧，該標準不宜推廣使用。表13G

45、JB1497-92特殊用途碳素彈簧鋼絲規(guī)范直徑mm抗拉強度MPa扭轉(zhuǎn)次數(shù)不小于，次甲組乙組丙組甲組乙組丙組0.2028403140270029502550280063630.2228403140270029502550280050500.2828403140270029502550280034500.3028403140270029502550280034500.3228403140270029502550280034400.3528403140270029502550280034400.4028403140270029502550280034400.452840314027002950255

46、0280034400.5028403140270029502550280034400.5528403140270029502550280034380.6027903090265028502500270034380.6527903090265028502500270034380.7027903090265028502500270034380.7527903090265028502500270034380.8027903090265028502500270034380.9027403040260028002450265034381.0027403040260028002450265015191.1

47、026402940260028002450265015191.2025402840250027002350255015191.302500270023502550191.402400260022502450191.50240026002250245019說明：每盤鋼絲兩端抗拉強度差不得大于100Mpa。鋼絲扭轉(zhuǎn)時，在規(guī)定扭轉(zhuǎn)次數(shù)以內(nèi)不得有肉眼可見的裂紋和分層。鋼絲進行纏繞試驗，鋼絲繞芯棒纏繞15圈后不得折斷和破裂。芯棒直徑等于鋼絲直徑。航空用碳素彈簧鋼絲規(guī)范該標準是航空航天工業(yè)專用標準，成品鋼絲考核抗拉強度、扭轉(zhuǎn)次數(shù)、扭轉(zhuǎn)均勻度、扭轉(zhuǎn)斷口、纏繞和脫碳等性能。根據(jù)需方要求，可檢驗鋼絲的非金屬夾雜

48、物，一般應控制在2.1的水平?？己酥笜嗽斠姳?。表航空用碳素彈簧鋼絲規(guī)范直徑mmI組II組直徑mmI組II組抗拉強度N/mm2扭轉(zhuǎn)次數(shù)不小于抗拉強度N/mm2扭轉(zhuǎn)次數(shù)不小于抗拉強度N/mm2扭轉(zhuǎn)次數(shù)不小于抗拉強度N/mm2扭轉(zhuǎn)次數(shù)不小于26502210225018650.203090302650321.40264516225526502210215518150.223090292650321.60249516215526502210206017650.253090272650321.80235515206026502210206017650.283090262650312.00235514206

49、026452205187016650.303085232645312.2021651319600.352212201117101410164012150017206147017100.400.450.500.600.700.800.901.001.20259530352595303525953035259530352595303525502990255029902500294024502890235027901616161616161621552595215525952155259521552595215525952110255021102550206025002010245019102350

50、302828272525242424242.502.803.003.203.504.004.505.005.506.001765205517202010171520051670196016701915162018651520176515201765147017151470171516201910162019101620191015201810152017651470171513701615137016151320156513201565說明：扭轉(zhuǎn)試樣變形應均勻，表面不允許有裂紋和分層，斷口應垂直于軸線,。直徑4.0mm鋼絲，在與鋼絲直徑相等的芯棒上纏繞8圈；直徑三4.06.0mm的鋼絲，在直徑

51、為2d的芯棒上纏繞8圈；纏繞后的試樣表面不得有裂紋和斷裂。鋼絲脫碳層深度不得大于1.0%d。航空用碳素彈簧鋼絲標準與現(xiàn)行和標準相比,更注重各規(guī)格鋼絲的強韌性結合，在保證韌性的基礎上，使鋼絲抗拉強度處于盡可能高的水平上。I組鋼絲相當于級和組鋼絲，鋼絲直徑W時，其抗拉強度和扭轉(zhuǎn)次數(shù)要遠高于級和組鋼絲;鋼絲直徑在范圍內(nèi)，其抗拉強度與級和組相當，但扭轉(zhuǎn)次數(shù)高于級和組鋼絲；鋼絲直徑在時，其抗拉強度與組相當，但低于級鋼絲。II組鋼絲相當于級和組鋼絲，但其韌性(扭轉(zhuǎn)次數(shù))指標高于級和組鋼絲，三者抗拉強度差別與I組鋼絲相似，但差距較小。航空用碳素彈簧鋼絲基本用于制作高應力靜態(tài)彈簧，因為用于航空航天工業(yè)，對強韌

52、性要求比較高，對生產(chǎn)鋼絲用鋼和熱軋盤條的要求基本與相同：鋼的純凈度要高，非金屬夾雜含量和氣體含量要低，鋼必須采用電爐+爐外精煉法冶煉。對盤條的化學成分有更高的要求：w、w1i()2u，盤條脫碳層深度不應大于為提高鋼絲強韌性，推薦經(jīng)兩次鉛浴處理再出成品，成品鋼絲中不應有鐵素體組織。鉛浴處理時宜采用高爐溫、高鉛溫的生產(chǎn)工藝。成品拉拔時可適當增加拉拔道次，1組鋼絲平均道次減面率不宜超過6II組鋼絲平均道次減面率不宜超過油淬火回火彈簧鋼絲油淬火回火碳素彈簧鋼絲原有油淬火回火碳素彈簧鋼絲和閥門用油淬火回火碳素彈簧鋼絲兩個行業(yè)標準，分到用于制作靜態(tài)簧和動態(tài)簧，年將這兩個標準並入油淬火回火彈簧鋼絲中。141

53、016401215001720614701710油淬火回火鋼絲先將鋼絲生產(chǎn)到成品尺寸，然后再進行油淬火回火處理，以回火馬氏體組織交貨。組織均勻性是決定油淬火回火鋼絲性能的重要指標。因為碳素彈簧鋼絲淬透性有限，規(guī)格太大的鋼絲油淬火回火后芯部不能完全轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，小規(guī)格鋼絲的抗拉強度低于冷拉鋼絲，所以油淬火回火碳素彈簧鋼絲實際使用范圍為。油淬火回火碳素彈簧鋼絲按供貨抗拉強度分類屬于低強度鋼絲，按工作狀態(tài)分為靜態(tài)（級）、中疲勞（級）和高疲勞（級）三類，三類鋼絲的力學性能如表。表油淬火回火碳素彈簧鋼絲的力學性能直徑范圍mm抗拉強度/MPa斷面收縮率FDC、TDCVDCFDCTDC1.62.017201

54、8901650180045452.02.5167018201630178045452.52.7164017901610176045452.73.0162017701590174045453.03.2169017501570172040453.23.5158017301550170040453.54.0155017001530168040454.04.2154016901510166040454.24.5152016701510166040454.54.7151016601490164040454.75.0150016501490164040455.05.61470162014701620354

55、05.66.0146016101450160035406.06.5144015901420157035406.57.0143015801400155035407.08.0140015501370152035408.09.0138015301350150030359.010.01360151013401490303510.012.01320147030說明：直徑1.0mm鋼絲檢驗斷面收縮率。同一盤或同一軸鋼絲抗拉強度允許波動范圍為：TOC o 1-5 h z級鋼絲不應超過；級鋼絲不應超過；級鋼絲不應超過；直徑3.0mm鋼絲應進行纏繞試驗，在與鋼絲直徑相等的芯棒上纏繞4圈，纏繞后的試樣表面不得有裂

56、紋和斷裂。直徑鋼絲應進行彎曲試驗，鋼絲沿直徑等于的圓弧彎曲,表面不得有裂紋。直徑鋼絲應進行單向扭轉(zhuǎn)試驗，扭轉(zhuǎn)次數(shù)應大于次，扭轉(zhuǎn)斷口應平齊。和級鋼絲可進行雙向扭轉(zhuǎn)試驗，試驗結果應符合表要求。表雙向扭轉(zhuǎn)試驗要求直徑TDCVDC直徑TDCmm右轉(zhuǎn)圈數(shù)左轉(zhuǎn)圈數(shù)mm右轉(zhuǎn)圈數(shù)左轉(zhuǎn)圈數(shù)2.53.06124.55.6663.03.5105.66.0與冷拉碳素彈簧鋼絲相比，直徑2.0mm的油淬火回火鋼絲抗拉強度和彈性極限低于冷拉鋼絲。但大規(guī)格鋼絲（26.0mm）索氏體處理后，不可能采用大減面率拉拔獲得高的抗拉強度，而油淬火回火鋼絲只要完全淬透，就可以獲得比冷拉鋼絲更高的抗拉強度。即使在抗拉強度相同條件下，油淬火

57、回火鋼絲的彈性極限也高于冷拉鋼絲。冷拉彈簧鋼絲的各向異性明顯，而油淬火回火鋼絲幾乎各相同性。油淬火回火鋼絲的疲勞壽及抗應力松弛性能比冷拉鋼絲好得多，工作溫度更高（C）,抗蠕變性能更好。另外油淬火回火鋼絲直條度好，打開盤卷后鋼絲彈直，幾乎無彎曲，纏繞彈簧時成形性能更好。因此工業(yè)發(fā)達國家大規(guī)格油淬火回火碳素彈簧鋼絲幾乎取代了冷拉碳素彈簧鋼絲。級油淬火回火碳素鋼絲用于制作靜態(tài)彈簧，通常選用、和制造，對熱軋盤條的要求與相同。級油淬火回火碳素鋼絲對組織均勻性要比較嚴格，應按要求選擇熱軋盤條，選用牌號有、和等。級油淬火回火碳素鋼絲一般使用和生產(chǎn)，質(zhì)量控制要求基本與的組相當。油淬火回火碳素彈簧鋼絲的熱處理規(guī)

58、范：淬火溫度C，淬火介質(zhì)為油，回火溫度C。與冷拉碳素彈簧鋼絲一樣，油淬火回火碳素彈簧鋼絲可以直接繞制彈簧，但成簧后必須進行消除應力熱處理，消除應力熱處理工藝如表。表油淬火回火碳素彈簧鋼絲消除應力熱處理工藝彈簧用途熱處理溫度/C時間W1.25mm1.253.0mm3.09.5mm一般載荷215240152020252530重載荷260290203030404050高溫下使用315345304545606080說明：油淬火回火碳素彈簧鋼絲使用溫度不得超過C。合金彈簧鋼絲冷拉碳素彈簧鋼絲具有很高的彈性極限，良好的抗疲勞性能，制成彈簧后經(jīng)低溫消除應力處理后就可以使用，是制作普通彈簧的理想材料。但隨著鋼

59、絲直徑增大，冷拉形變強化彈簧鋼絲的綜合彈性性能比不上馬氏體相變強化彈簧鋼絲的性能。馬氏體相變強化彈簧鋼絲質(zhì)量控制的關鍵是保證淬透性，即保證油淬火后鋼絲整個截面獲得均勻的馬氏體組織。如果彈簧油淬火未淬透，鋼絲芯部殘留過冷奧氏體組織，彈簧的彈性極限，抗沖擊韌性和疲勞壽命將有不同程度的下降。碳素彈簧鋼淬透性較差，為提高鋼的淬透性，必須向鋼中添加、和等合金元素，形成合金彈簧鋼系列。表列出各種彈簧鋼絲油淬火臨界直徑。表18各種彈簧鋼絲油淬火臨界直徑鋼號淬火臨界直徑（）碳素彈簧鋼65Mn62Si2MnA50CrM50CrV60Si2CrA60Si2CrVA65Si2MnWA60CrMnB60CrMnMo合

60、金彈簧鋼絲分類和特性合金彈簧鋼是在碳素鋼的基礎上添加一種或幾種合金元素，來提高鋼的力學性能、淬透性和其它性能，滿足制造各種彈簧的要求。合金彈簧鋼系列包括-、和鋼，我國目前應用最廣泛的是一系列鋼，其次是一系列鋼。系彈簧鋼硅和錳資源豐富，價格便宜，能很好地溶入鐵素體中，是最常用的固溶強化元素。硅能顯著提高鋼的彈性極限，使馬氏體的亞結構比較穩(wěn)定，但會增加鋼的脫碳敏感性，易產(chǎn)生石墨碳析出。錳能提高鋼的強度和淬透性，改善鋼的組織均勻性和熱加工能力力，但增加鋼的過熱敏感性和回火脆性，淬火時容易產(chǎn)生裂紋。硅和錳同時加入鋼中可以發(fā)揮兩種合金元素的優(yōu)點，抑制彼此的缺點。一系列的典型牌號是。的淬透性遠高于碳素彈簧