Глава XVIII ПРУЖИННЫЕ СТАЛИ

Пружинные стали предназначены для изготовления пру­жин, упругих элементов, пружинящих деталей приборов и тдеханизмов, а также рессор различного типа.

По назначению пружинные стали можно разделить на стали общего назначения, предназначенные для изготовления изделий, обладающих высоким сопротив­лением малым пластическим деформациям (предел упруго­сти) и релаксационной стойкостью, при достаточной плас­тичности и вязкости, а для пружин, работающих при циклических нагрузках, и высоким сопротивлением устало­сти. Рабочая температура таких пружин обычно не превы­шает JOO—120 °С. Стали специального назначения, предна­значенные для изготовления изделий, к которым кроме необходимого высокого комплекса механических свойств (предел упругости, сопротивление релаксации напряжений, пластичность и др.), предъявляют требования по обеспе­чению специальных физико-химических свойств (коррози­онной стойкости, немагнитности, теплостойкости и др.). Температуры эксплуатации таких пружин находятся в ин­тервале 200—400 0C и выше. В некоторых случаях необхо­димы пружины для работы при отрицательных температу­рах. Имеются высоколегированные пружинные сплавы с заданными коэффициентами линейного расширения, неза­висимым от температуры модулем упругости (в определен­ном температурном интервале), с высоким или низким мо­дулем упругости и др.

Требования к свойствам пружинных сталей определяют­ся условиями работы пружин и механизмов, которые Moryf быть исключительно разнообразны.

Наиболее общим требованием ко всем пружинным ста­лям является обеспечение высокого сопротивления малым пластическим деформациям (предел упругости) и релакса­ционной стойкости (сопротивление релаксации напряже­ний).

Предел упругости пружинных сталей’ определяют прй некотором допуске на остаточную деформацию (условный предел упругости), равном обычно 0,03—0,005 %.

Высокая релаксационная стойкость пружинных сталей (сопротивление релаксации напряжений) обеспечивает точ­ность и надежность s работы пружин и упругих элементов, постоянство во времени эксплуатационных свойств (напри­мер, крутящёго момента, силовых параметров и т. п.).

Под релаксацией напряжений понимается са­мопроизвольное затухающее падение напряжений при постоянной суммарной Де фдр м а ц и и. Схематические кривые релаксации напряжений прн разных температурах представле­ны на рис. 117. Условием релаксации напряжений является зависимость

Ее = еу + еи = Const, ..,.,е., (40) Где бо — суммарная деформация; еу — упругая деформация; еп —пла-

B начальный момент времени вся де­формация является упругой (прн нагруже – нни в упругой области) и ео=еу. С течени­ем времени упругая деформация уменьша­ется, а пластическая растет, предельным случаем является ео=еп.

Причиной релаксации напряжений яв­ляются дислокационно-сдвиговые процессы, а также различного рода структурные пре­вращения, которые могут ндтн под нагруз­кой в случае недостаточной структурной стабильности сплава. Поэтому увеличение сопротивления сдвигообразованню (повы­шение предела упругости) н структурной стабильности сплава повышает его релак­сационную стойкость.