Aceros para muelles: características, propiedades, calidades, GOST. Productos de acero para muelles

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24

Vale la pena comenzar con el hecho de que cualquier resorte, resorte y otros elementos similares funcionan en condiciones de deformación elástica rígida y constante. Además, la mayoría de las piezas también están sujetas a cargas cíclicas. Es por estas razones que se imponen altas exigencias al acero para resortes en términos de elasticidad, fluidez, resistencia, ductilidad, y también es importante tener la resistencia necesaria a la fractura frágil.

Composición

La composición del acero, que es adecuada para la producción de resortes y resortes, incluye de 0,5% a 0,75% de carbono. Los requisitos adicionales para el contenido de elementos de aleación durante la producción son los siguientes:

• Contenido de silicio en acero para muelles hasta un 2,8 %;
• contenido de manganeso hasta 1,2%;
• la aleación de cromo alcanza el 1,2%;
• contenido de vanadio hasta 0,25%;
• aleaciones con tungsteno hasta un 1,2 %;
• contenido de níquel hasta 1,7%.

También es importante agregar aquí que durante la producción del acero se lleva a cabo el proceso de refinamiento del grano, lo que contribuye a aumentar la resistencia del metal a las pequeñas deformaciones plásticas. Esto a su vez,aumenta la resistencia a la relajación del producto de acero para muelles.

Solicitud

Los productos fabricados con grados de acero como 55C2, 60C2A, 70C3A son muy utilizados en vehículos. Pero aquí debe saber que este material está sujeto a defectos como la descarburación o la grafitización. Estas deficiencias son peligrosas porque reducen en gran medida las características de elasticidad, así como la resistencia del material. Para evitar estos defectos y su impacto negativo en el acero para resortes, se le agregan los elementos que se indicaron anteriormente.

El mejor rendimiento, en contraste con la variedad silícea de la aleación, es el grado 50XFA. Este tipo de material se ha convertido en el más utilizado para la fabricación de resortes para automóviles. Además, este tipo de acero se usa muy a menudo para la producción de resortes de válvula, ya que no está sujeto a descarburación. Pero aquí vale la pena agregar que tiene baja templabilidad.

Funcionamiento de muelles

Es importante entender aquí que el funcionamiento de cualquier resorte, resorte o cualquier otra parte de acero para resortes se caracteriza solo por el hecho de que solo se utilizan las propiedades elásticas del material. El valor total de su elasticidad está determinado por las características de diseño. El indicador decisivo aquí será el número de vueltas, su diámetro, así como la longitud del producto en sí. Otro punto importante a tener en cuenta es la deformación plástica. En la mayoría de los casos, esto no está permitido en los resortes y, por lo tanto, del material que se usa paraNo se requiere producción de resortes, alta resistencia al impacto o índice de ductilidad. El requisito principal es el parámetro de elasticidad. El límite superior de esta característica debe ser bastante grande. Para lograr el parámetro requerido, el acero se endurece a altas temperaturas y luego el material se templa a una temperatura de 300-400 grados centígrados.

Propiedades

La propiedad principal del acero para muelles es la fluidez (elasticidad). El valor máximo de este parámetro se alcanza solo a las temperaturas indicadas anteriormente. Sin embargo, si el material se templa en tales grados, entonces la fragilidad por templado del producto final será de primer orden. Como se mencionó anteriormente, la resistencia al impacto no es crítica.

Otra propiedad del acero se refiere a su composición. Se expresa en el hecho de que el contenido de carbono es mayor que en otras aleaciones. Aunque, en comparación con el acero para herramientas, es aún menor.

El manganeso y el silicio se utilizan para el proceso de aleación convencional. Para resortes o resortes más responsables, se utilizan cromo y vanadio como aditivos. Estos dos elementos les dan una mayor elasticidad. Se puede agregar que para lograr las mejores propiedades de rendimiento, el acero a menudo se somete a un enfriamiento rápido en aceite o agua.

Tipos y grados de acero

Los grados de acero para muelles se dividen en muchos grupos diferentes. Hay materiales de propósito general. Estos incluyen los grados 65, 70, 75, U9A. Este producto se utiliza para fabricar resortes para máquinas conpequeña sección. Las propiedades especiales de estas piezas incluyen su reducida resistencia a la relajación.

Los grados de acero al silicio 55C2, 60C, 60C2 se utilizan para crear elementos como resortes y resortes utilizados en la industria automotriz, automotriz y de tractores, así como en la industria ferroviaria. Es importante agregar aquí que estos elementos son propensos a la descarburación. Este acero no tiene propiedades especiales.

Otro tipo de acero es el de aleación compleja. Este producto está disponible bajo las marcas 50XFA y 60C2XFA. Se recurre al uso de este material si es necesario crear muelles o muelles para piezas importantes. La resistencia a la temperatura de este material es de hasta +300 grados Celsius.

También puede res altar el acero para fines especiales. Estos incluyen tales productos de la clase martensítica 30X13, 40X13. Se utilizan para la producción de resortes o resortes convencionales, sin embargo, tienen propiedades especiales. La característica del acero para resortes de este grado es que tiene mayor resistencia a la corrosión, mayor resistencia al calor (hasta 550 grados Celsius), así como propiedades magnéticas pronunciadas.

Requisitos GOST

Para los aceros para muelles, así como para otros productos muy diversos, se adoptó GOST. Él establece todas las reglas con respecto al material. Por ejemplo, allí se describen los siguientes requisitos técnicos.

• La fracción de masa de una sustancia como el cobre no debe exceder el 0,2%. Y la cantidad residual de níquel no deberíaser superior al 0,25%.
• Para un grado de acero como 60S2G, existe un requisito separado que establece que la fracción de masa total de azufre y fósforo no debe exceder el 0,06%.
• Un grado de acero como 51XFA según GOST está destinado únicamente a la producción de alambre para resortes.
• El acero para resortes GOST también prescribe que, por orden individual del consumidor, se puede reducir la fracción de masa de manganeso contenida en el acero, a pesar de las prescripciones que se indican en la tabla disponible en el mismo documento. Esto siempre que la aleación no haya sido aleado con cromo y níquel.

Acero resistente a la corrosión

Uno de los grados de acero para propósitos especiales difiere en que tiene una mayor resistencia a la corrosión. Para maximizar la resistencia del material al proceso que lo destruye, se le agrega tanto cromo como níquel en una cantidad del 13 al 27% y del 9 al 12%, respectivamente. Es decir, estos productos pertenecen al grupo de los aceros de alta aleación.

El principal elemento formador de austenita en dicho producto es el níquel. Mientras que el manganeso, por ejemplo, tiene un efecto más débil en la formación de austenita, el efecto de su uso es casi dos veces menor. Si es necesario ampliar aún más la región austenítica, se pueden utilizar sustancias como el carbono o el nitrógeno.