Vedruteras: omadused, omadused, klassid, GOST. Vedruterasest tooted

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 10:25

Alustada tasub sellest, et kõik vedrud, vedrud ja muud sarnased elemendid töötavad jäiga ja pideva elastse deformatsiooni tingimustes. Lisaks on enamikule osadele ka tsükliline koormus. Just neil põhjustel esitatakse vedruterasele kõrged nõudmised elastsuse, voolavuse, vastupidavuse ja elastsuse osas ning samuti on oluline, et neil oleks vajalik vastupidavus rabedatele purunemistele.

Kompositsioon

Vedrude ja vedrude tootmiseks sobiva terase koostis sisaldab 0,5% kuni 0,75% süsinikku. Täiendavad nõuded legeerivate elementide sisaldusele tootmise ajal on järgmised:

• Ränisisaldus vedruterasest kuni 2,8%;
• mangaanisisaldus kuni 1,2%;
• kroomi legeerimine jõuab 1,2%;
• vanaadiumisisaldus kuni 0,25%;
• legeerimine kuni 1,2% volframiga;
• niklisisaldus kuni 1,7%.

Siinkohal on oluline lisada ka see, et terase tootmisel viiakse läbi tera rafineerimise protsess, mis aitab kaasa metalli vastupidavuse suurenemisele väikestele plastilistele deformatsioonidele. See omakordasuurendab vedruterasest toote lõdvestuskindlust.

Rakendus

Sõidukites kasutatakse üsna laialdaselt terasest valmistatud tooteid, näiteks 55C2, 60C2A, 70C3A. Kuid siin peate teadma, et sellel materjalil on selliseid defekte nagu dekarburiseerimine või grafitiseerimine. Need puudused on ohtlikud, kuna need vähendavad oluliselt materjali elastsuse omadusi ja tugevust. Nende defektide ja nende negatiivse mõju vältimiseks vedruterasele lisatakse sellele ülalnimetatud elemendid.

Erinev alt sulami ränisisaldusest on parim jõudlus 50XFA klass. Seda tüüpi materjale on enim kasutatud autovedrude valmistamisel. Samuti kasutatakse seda tüüpi terast väga sageli klapivedrude tootmiseks, kuna see ei allu dekarburiseerimisele. Siinkohal tasub aga lisada, et sellel on madal karevus.

Kevadtööd

Siin on oluline mõista, et mis tahes vedru, vedru või mõne muu vedruterasest detaili toimimist iseloomustab ainult see, et kasutatakse ainult materjali elastseid omadusi. Nende elastsuse koguväärtus määratakse disainifunktsioonide järgi. Otsustavaks näitajaks on siin pöörete arv, nende läbimõõt, aga ka toote enda pikkus. Teine oluline punkt, mida tuleb märkida, on plastiline deformatsioon. Enamasti pole see lubatud vedrudes ja seetõttu ka kasutatavast materjalistvedrude tootmine, kõrge löögitugevuse või elastsuse indeks ei ole nõutav. Peamine nõue on elastsuse parameeter. Selle tunnuse ülempiir peaks olema üsna suur. Vajaliku parameetri saavutamiseks karastab teras kõrgel temperatuuril ja seejärel materjal karastatakse temperatuuril 300-400 kraadi Celsiuse järgi.

Atribuudid

Vedruterase peamine omadus on voolavus (elastsus). Selle parameetri maksimaalne väärtus saavutatakse ainult ül altoodud temperatuuridel. Kui aga materjal on sellistel kraadidel karastatud, siis on lõpptoote karastushaprus esmajärjekorras. Nagu varem mainitud, ei ole löögitugevus kriitiline.

Terese omadus puudutab selle koostist. See väljendub selles, et süsinikusisaldus selles on suurem kui teistes sulamites. Kuigi võrreldes tööriistaterasega on see siiski väiksem.

Mangaani ja räni kasutatakse tavapärases legeerimisprotsessis. Vastutustundlikumate vedrude või vedrude puhul kasutatakse lisandina kroomi ja vanaadiumi. Need kaks elementi annavad neile suurema elastsuse. Võib lisada, et parimate tööomaduste saavutamiseks karastatakse teras sageli õlis või vees.

Terase tüübid ja klassid

Vedruterase klassid jagunevad paljudesse erinevatesse rühmadesse. Seal on üldotstarbelised materjalid. Nende hulka kuuluvad klassid 65, 70, 75, U9A. Seda toodet kasutatakse vedrude valmistamiseks masinatele, millel onväike osa. Nende osade eriomaduste hulka kuulub nende vähenenud lõdvestuskindlus.

Räniterase klassi 55C2, 60C, 60C2 kasutatakse selliste elementide loomiseks nagu vedrud ja vedrud, mida kasutatakse auto-, auto- ja traktoritööstuses, aga ka raudteetööstuses. Siinkohal on oluline lisada, et need elemendid kalduvad dekarburiseerima. Sellel terasel pole erilisi omadusi.

Teist tüüpi teras on keerulise legeeritud. See toode on saadaval kaubamärkide 50XFA ja 60C2XFA all. Seda materjali kasutatakse juhul, kui on vaja luua vedrud või vedrud oluliste osade jaoks. Selle materjali temperatuuritaluvus on kuni +300 kraadi Celsiuse järgi.

Võite esile tõsta ka eriotstarbelise terase. Nende hulka kuuluvad sellised martensiitseklassi tooted 30X13, 40X13. Neid kasutatakse tavaliste vedrude või vedrude tootmiseks, kuid neil on erilised omadused. Selle klassi vedruterase eripäraks on see, et sellel on suurem vastupidavus korrosioonile, kõrgem kuumuskindlus (kuni 550 kraadi Celsiuse järgi) ja ka väljendunud magnetilised omadused.

GOST-i nõuded

Vedruteraste ja ka muude kõige erinevamate toodete puhul võeti kasutusele GOST. Ta kehtestab kõik materjaliga seotud reeglid. Näiteks on seal kirjeldatud järgmisi tehnilisi nõudeid.

• Aine, näiteks vase massiosa ei tohiks ületada 0,2%. Ja nikli jääkkogust ei tohiksolema suurem kui 0,25%.
• Terase klassi (nt 60S2G) puhul kehtib eraldi nõue, mis sätestab, et väävli ja fosfori kogumassiosa ei tohi ületada 0,06%.
• Terase klass, nagu 51XFA vastav alt GOST-ile, on ette nähtud ainult vedrutraadi tootmiseks.
• GOST vedruteras näeb samuti ette, et tarbija individuaalsel tellimusel saab terases sisalduva mangaani massiosa vähendada, hoolimata ettekirjutustest, mis on märgitud samas dokumendis olevas tabelis. Seda tingimusel, et sulam ei ole legeeritud kroomi ja nikliga.

Korrosioonikindel teras

Üks eriotstarbelise terase klassidest erineb selle poolest, et sellel on suurem vastupidavus korrosioonile. Materjali maksimaalse vastupidavuse suurendamiseks seda hävitavale protsessile lisatakse sellele vastav alt 13–27% ja 9–12% kroomi ja niklit. Teisisõnu kuuluvad need tooted kõrglegeeritud teraste rühma.

Sellise toote peamine austeniiti moodustav element on nikkel. Kui näiteks mangaan mõjutab austeniidi teket nõrgem alt, siis selle kasutamise mõju on peaaegu kaks korda väiksem. Kui austeniitset piirkonda on vaja veelgi laiendada, võib kasutada selliseid aineid nagu süsinik või lämmastik.