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        55CrSi彈簧鋼絲_高應力彈簧設計材料


          55CrSi彈簧鋼絲的膏抗疲勞性能和高抗松弛性能
          
          高抗疲勞性能
          
          摩托車氣門彈簧受力狀態是恒定位移加載性。這種類型的彈簧有一定的自由高度,裝配時,壓縮到規定的有效空間,從而產生一定大小的初始負荷。工作時,彈簧在凸輪的驅動下,以恒定工作行程的方式周期地變形。在恒定位移下工作的彈簧,由于反復的負荷循環,負荷會產生某種程度的衰減,并相應降低工作應力。為保證摩托車氣門彈簧負荷的相對穩定,除在彈簧設計制造上采取一定措施外,55CrSi彈簧鋼絲在原材料上較其他材料具備了較高的抗疲勞性能。
          
          從55CrSi鋼的合金成分看,因鋼中含Si的質量分數較高,溶于鐵索體和奧氏體之中強化鋼的基體,從而提高鋼的硬度和強度,因此.Si能顯著提高鋼的彈性極限、屈強比和抗疲勞強度。55CrSi鋼中還加入了Cr元素,故力學性能有所改善。Cr過熱敏感性較低,消除了含Si彈簧鋼的石墨化傾向,提高鋼的淬透性、抗氧化性及抗腐蝕性能力,因此,鋼的彈性極限a_i都相應地提高。
          
          b)從55CrSi鋼的冶煉工藝看,55CrSi鋼在冶煉時采用了電渣重熔和盤條腐蝕扒皮處理來提高鋼的純凈度,改善鋼絲表面品質。經電渣重熔后,鋼有致密的組織,從而可細化晶粒,減少交變應力下不均勻滑移的程度,達到推遲疲勞裂紋核心產生,保證鋼絲具有較高的抗疲勞性能的目的。
          
          55CrSi鋼絲在冶煉中采用油淬火,采用鉛浴回火的熱處理工藝來保證金相顯微組織和硬度。這種熱處理方法可得到組織均勻的回火托氏體,即極細的碳化物顆粒彌散均勻地分布在鐵索體的基體上。由于鋼的彌散硬化的結果,顯著提高了鋼的抗塑性變形的能力,致使彈性極限和屈強比大大提高,從而確保了疲勞壽命。通過把55CrSi彈簧鋼絲用于氣門彈簧試驗,經受了1 x 108次以上的壽命考驗。
          
          高抗松弛性能
          
          由于55CrSi鋼絲中含Si的質量分數較高,而Si元素幾乎不溶于滲碳體中,故能強烈地阻礙碳化物的聚集長大。當滲碳體長大時,必然把Si元素排出去,因此在碳化物顆粒周圍聚集了高濃度的Si元素,阻礙碳化物的長大和析出,因而增加了在低溫時的回火穩定性。而鉻的回火穩定性的溫度比硅高出約400℃左右,因此,鉻硅相匹配的彈簧具有更好的抗松弛性能。
          
          5SCrSi彈簧鋼絲在曩油墨彈簧上的應用
          
          目前,我國生產的摩托車發動機基本上仍用化油器作為燃油供給系統的主要組成部分,然而從節能和環保角度出發,摩托車發動機應用電控燃油噴射技術取代化油器將成為一種趨勢,這主要是為了提高燃料經濟性和降低排氣污染。據有關資料介紹,電控汽油噴射系統可使汽車用汽油機功率提高5%~10%,功率時間質量油耗降低5%—1596,廢氣排放量減少20%左右,因此,在70年代末80年代初電控汽油噴射系統得到了迅速發展。噴油器彈簧除了對疲勞性能有一定要求
          
          外,對彈簧松弛特別敏感,彈簧的高度只要有0.01—0.02 mm的變化,都能引起噴油壓力的下降。因此,認為55CrSi彈簧鋼絲的高抗疲勞性能和高抗松弛性能適合制造此類彈簧。
          
          疲勞試驗
          
          噴油器彈簧所受應力情況見表3。在GTP-IOO型高頻疲勞試驗機上進行的l×107和l×108的疲勞試驗情況見表4。
          
          冷拖耐久試驗
          
          在噴油泵試驗臺上將彈簧裝人噴油器之中,進行冷拖試驗,其結果見表5。
          
          55CrSi彈簧鋼絲的各項性能指標能與國外同類產品等效,它為高應力彈簧設計提供了很好的材料,在其它領域也將得到廣泛應用。

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