У высокохромистых сталей 30X13 и
40X13 наряду с удовлетворительной коррозионной стойкостью большая
прокаливаемость, чем у углеродистых, что обеспечивает высокую
прочность в крупных сечениях, но в то же время они склонны к хрупким
разрушениям и сильно деформируются при термической обработке.
Для повышения коррозионной
стойкости пружин из сталей 30X13 и 40X13, особенно тех, которые
изготовляют методами горячей деформации и закаливают с нагревом в печах
без защитной атмосферы, необходимы шлифовка и полирование
поверхности. Более повышенная коррозионная стойкость, но при снижении
прочности, достигается на стали с повышенным содержанием хрома (14Х17Н2):
после закалки при 1000° С с охлаждением на воздухе и отпуска при 300—350°
G ов = 130 кгс/мм2, S = 10% и аа = 1,6
кгс-м/см2.
Высоким упрочнением, хорошей
коррозионной стойкостью, меньшей склонностью к хрупкому разрушению и
меньшей деформацией нрн термической обработке отличаются
дисперснонно-твердеющие стали аустенитно-мартенситного класса с низким
содержанием углерода (09X15Н8Ю, 09Х17Н7Ю1, 08Х17Н5МЗ). Режим их
термической обработки: закалка при 900—950° С, обработка холодом при
—70е С (2—3 ч) и старение прн 450—500° С.
Более высокие прочностные свойства
прн высоком сопротивлении хрупкому разрушению и сопротивлению коррозии
наблюдаются у практически безуглеро-днетых мартепситностареющих сталей,
упрочняемых закалкой и отпуском (старение). Стали типа Н10Х12Д2ТБ,
Н4Х12К.15М4Т по прочности и коррозионной стойкости превосходят стали
30X13, 40X13, а также 14Х17Н2.
Устали тина Н10Х12Д2ТБ « 0,03% С;
< 0,1% Si; < 0,1% Мп; 10—11% №; 11,5—12,5% Cr; 1,0—1,4% Ti; 1,8—2,1%
Си; 0,1-0,3% Nb) после закалкн при 870° С, обработки холодом при —70° С (2
ч) и отпуска (старение) при 450° С (6 ч) следующие механические свойства:
ав = 180
кгс/мм2; а0 2 = 170 кгс/мм2;
а0 ш — =-■■ 130 кгс/мм2; б = 10%, а у
стали типа Н4Х12К15М4Т « 0,02% С; 11,5% Cr; 4%N; 14,5% Со, 4,1% Mo; 0,8%
Ti) после закалки при 950° С, обработки холодом прн —70° С (16 ч) и
отпуска (старения) прн 550° С (6 ч) сгв = 170
кгс/мм2; а0>2 = = 158 кгс/мм2;
а0)002 = 125 кгс/мм2 и S = 12%.
Эти стали устойчивы в
окислительных средах и кратковременно в морской воде. Упругие элементы из
этих сталей можно изготовлять методами холодной штамповки нз закаленных
заготовок, а затем уже их подвергать упрочняющему старению (отпуску)
Возможен также и другой способ — горячая деформация (штамповка), а затем
закалка и старение.
Пружины из сталей и сплавов
аустенитного класса (немагнитные). Немагнитные пружины наиболее чаете
изготовляют из аустенитных сталей типа 18-8 или 18-10 (12Xi8НЭ, 12Х18Н9Т,
08Х18Н10Т, 17Х18Н9, 37Х12Н8Г8МФБ), обладающих высокой коррозионной
стойкостью в сочетании с немагнитпостыо и отсутствием склонности к
хрупким разрушениям.
При значительной пластической
деформации этих сталей, особенно при низких температурах, может
образовываться мартенсит деформации, что увеличивает степень
упрочнения, но в то же время стали становятся
ферромагнитными.
Обычно стали этой группы
(например, наиболее типичную 08Х18Н10Т) используют для изготовления
пружин в виде проволоки или ленты.
Прочность проволоки тем больше,
чем меньше диаметр или толщина. Так, при диаметре 8,01 мм ав = 140-=-160
кгс/мм2, а при диаметре 0,11—0,71 мм oD = = 175-г-205 кгс/мм2.
На полуфабрикатах (лента или
проволока) из стали типа 18-8 или 18-10 диаметром или толщиной более
10 мм нельзя получить большие обжатия и соответственно повышенную
прочность, поэтому из этих сталей не изготовляют пружин больших
сечений.
Технология изготовления пружин нз
коррозионно-стойких сталей указанного типа состоит из следующих
операций: навивки, отпуска (обычно при 450° С), заневоливания и
полирования.
При конструировании упругих
элементов из сталей 08Х18Н10Т и 12Х18Н9Т рекомендуется принимать модуль
нормальной упругости равным 19-Ю3 кгс/мм2, модуль
сдвига 7000 кгс/мм2; допускаемые напряжения для пружин узлов с
неограниченной долговечностью 60—80 кгс/мм2, а с
ограниченной 85—120 кгс/мм2.
