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.