彈簧扁鋼知識

   簡介：鋼板彈簧，它是由若干片等寬但不等長（厚度可以相等，也可以不相等）的合金彈簧片組合而成的一根近似等強度的彈性梁，它又稱為葉片彈簧。為了充分利用材料，鋼板彈簧做成接近于應(yīng)力梁的形式。鋼板彈簧是汽車懸架中應(yīng)用廣泛的一種彈性元件。

鋼板彈簧的中部通過U型螺栓（又稱騎馬螺栓）固定在車橋上，兩端的卷耳用銷子鉸接在車架的支架上。這樣，通過鋼板彈簧將車橋與車身連接起來，起到緩沖、減振、傳力的作用。多片鋼板彈簧的各片鋼板迭加成倒三角形狀，上端的鋼板長，下端的鋼板短，鋼板的片數(shù)與支承汽車的重量和減震效果相關(guān)，鋼板越多越厚越短，彈簧剛性就越大。但是，當(dāng)鋼板彈簧撓曲時，各片之間就會互相滑動摩擦產(chǎn)生噪聲。摩擦還會引起彈簧變形，造成行駛不平順。因此，在承載量不是很大的汽車上，就出現(xiàn)了少片鋼板彈簧，以多片鋼板彈簧的缺陷。

    有些少片鋼板彈簧僅用一片鋼板彈簧，它與多片鋼板彈簧相比除了減少噪聲和不會摩擦外，還可以節(jié)省材料，減輕重量，便于布置，降低整車高度，具有良好的平順性。少片鋼板彈簧的鋼板截面變化大，從中間到兩端的截面是逐漸不同，因此軋制工藝比較復(fù)雜。

分類

    鋼板彈簧有兩種類型，一種是等厚度，寬度呈現(xiàn)兩端狹，中間寬。傳統(tǒng)的多片迭成的鋼板彈簧就是這一類型，這種鋼板彈簧是由多片長度不等，寬度一樣的鋼片所迭成，現(xiàn)在的大客車、貨車多數(shù)使用這種鋼板彈簧。另一種是等寬度，厚度呈現(xiàn)兩端薄，中間厚?，F(xiàn)在常見的少片鋼板彈簧就是這一類型，少片鋼板彈簧是指只有1～4片的變截面鋼板彈簧，變截面鋼板彈簧是指沿鋼板長度方向中心較厚向兩端逐漸變薄，或者片寬和片厚均漸變化的鋼板彈簧。多用于輕型汽車，現(xiàn)在一些大中型客車也趨向于使用這一類鋼板彈簧。

    為了減輕重量和軋制工藝難度，近年出現(xiàn)了一種纖維增強塑料（FRP）代替鋼板，可減小重量一半以上。這種纖維增強塑料是由玻璃纖維制成，用聚酯樹脂聚合在一起。據(jù)計算一般的單片鋼板彈簧每副重量約11～20公斤，而纖維增強塑料彈簧每副重量約4公斤左右，而且行駛平穩(wěn)，噪聲很低。

優(yōu)缺點

    它的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，成本低廉，維修方便。它既是懸架的彈性元件，又是懸架的導(dǎo)向裝置。它的一端與車架鉸接，可以傳遞各種力和力矩，并決定車輪的跳動軌跡。同時，它本身也有一定的摩擦減震作用。一舉三得，所以廣泛用于非獨立懸架上。

    它的缺點是只能用于非獨立懸架，重量較重，剛度大，舒適性差，縱向尺寸較長，不利于縮短汽車的前懸和后懸，與車架連接處的鋼板彈簧銷容易磨損等。

    盡管缺點不少，但鋼板彈簧至今仍在各種汽車上大量使用。為了改進(jìn)鋼板彈簧的性能，減輕重量，提高壽命，出現(xiàn)了變截面鋼板彈簧、單片彈簧等。

合金扁鋼元素有哪些作用

有三個方面：

  ①增大鋼的淬透性。淬透性是指鋼淬火時，從表層起淬成馬氏體層的深度，是取得良好綜合性能的主要參數(shù)。除Co外，幾乎所有合金元素如 Mn、Mo、Cr、Ni、Si和C、N、B等都能提高鋼的淬透性，其中 Mn、Mo、Cr、B的作用，其次是Ni、Si、Cu。而強碳化物形成元素如 V、Ti、Nb等，只有溶于奧氏體中時才能增大鋼的淬透性。

  ②影響鋼的回火過程。由于合金扁鋼元素在回火時能阻礙鋼中各種原子的擴散，因而在同樣溫度下和碳素鋼相比，一般均起到延遲馬氏體的分解和碳化物的聚集長大作用，從而提高鋼的回火穩(wěn)定性,即提高鋼的抗回火軟化能力,V、W、Ti、Cr、Mo、Si的作用比較顯著，Al、Mn、Ni的作用不明顯。含有較高含量的碳化物形成元素如V、W、Mo等的鋼，在500～600℃回火時，析出細(xì)小彌散的特殊碳化物質(zhì)點如V4C3、Mo2C、W2C等，代替部分較粗大的合金滲碳體，使鋼的強度不再下降反而升高,即出現(xiàn)二次硬化。Mo對鋼的回火脆性有阻止或減弱的作用。

  ③影響鋼的強化和韌化。Ni以固溶強化方式強化鐵素體;Mo、V、Nb等碳化物形成元素,既以彌散硬化方式又以固溶強化方式提高鋼的屈服強度;碳的強化作用超顯著。此外，加入這些合金扁鋼元素，一般都細(xì)化奧氏體晶粒，增加晶界的強化作用。影響鋼的韌性因素比較復(fù)雜，Ni改善鋼的韌性;Mn易使奧氏體晶粒粗化，對回火脆性敏感;降低P、S含量，提高鋼的純凈度，對改善鋼的韌性有重要作用

熱軋鋼與冷軋鋼的差異

熱軋就是軋鋼過程中或軋鋼之前需要對材料進(jìn)行加熱的，一般要加熱到再結(jié)晶溫度以上，如：1000度以上等；冷軋就是軋鋼過程不需要對材料進(jìn)行加熱的，或者說加熱到該材料的再結(jié)晶溫度以下的。 
     熱軋和冷拔是生產(chǎn)工藝的區(qū)別,熱軋是在高溫下加工而成,不會改變金屬的結(jié)構(gòu)性能,冷拔是在高溫下將圓鋼穿孔,然后在拔管機上冷拔加工,在沒有回火狀態(tài)下,這樣的加工會影響金屬的晶體結(jié)構(gòu)。在一般情況下，熱軋比冷軋的力學(xué)性能要好些，經(jīng)過熱處理的鋼材，它的抗拉，屈服強度，塑性，韌性都會有所提高，此外，熱處理能殘余應(yīng)力，而冷軋可能會因為在加工過程中鋼材發(fā)生屈服的不均勻變形，會產(chǎn)生殘余應(yīng)力，這個殘余應(yīng)力對穩(wěn)定性影響很大。

     熱軋和冷軋都是型鋼或鋼板成型的工序，它們對鋼材的組織和性能有很大的影響，鋼的軋制主要以熱軋為主，冷軋只用于生產(chǎn)小號型鋼和薄板。 
     熱軋的優(yōu)點是可以破壞鋼錠的鑄造組織，細(xì)化鋼材的晶粒，并顯微組織的缺陷，從而使鋼材組織密實，力學(xué)性能得到改善。這種改善主要體現(xiàn)在沿軋制方向上，從而使鋼材在一定程度上不再是各向同性體；澆注時形成的氣泡、裂紋和疏松，也可在高溫和壓力作用下被焊合。 
     缺點一是經(jīng)過熱軋之后，鋼材內(nèi)部的非金屬夾雜物（主要是硫化物和氧化物，還有硅酸鹽）被壓成薄片，出現(xiàn)分層（夾層）現(xiàn)象。分層使鋼材沿厚度方向受拉的性能大大惡化，并且有可能在焊縫收縮時出現(xiàn)層間撕裂。焊縫收縮誘發(fā)的局部應(yīng)變時常達(dá)到屈服點應(yīng)變的數(shù)倍，比荷載引起的應(yīng)變大得多。 
     二是不均勻冷卻造成的殘余應(yīng)力。殘余應(yīng)力是在沒有外力作用下內(nèi)部自相平衡的應(yīng)力，各種截面的熱軋型鋼都有這類殘余應(yīng)力，一般型鋼截面尺寸越大，殘余應(yīng)力也越大。殘余應(yīng)力雖然是自相平衡的，但對鋼構(gòu)件在外力作用下的性能還是有一定影響。如對變形、穩(wěn)定性、抗疲勞等方面都可能產(chǎn)生不利的作用。 
     冷軋是指在常溫下，經(jīng)過冷拉、冷彎、冷拔等冷加工把鋼板或鋼帶加工成各種型式的鋼材。優(yōu)點是成型速度快、產(chǎn)量高，且不損傷涂層，可以做成多種多樣的截面形式，以適應(yīng)使用條件的需要；冷軋可以使鋼材產(chǎn)生很大的塑性變形，從而提高了鋼材的屈服點。 
     缺點一是雖然成型過程中沒有經(jīng)過熱態(tài)塑性壓縮，但截面內(nèi)仍然存在殘余應(yīng)力，對鋼材整體和局部屈曲的特性必然產(chǎn)生影響。 
    二是冷軋型鋼樣式一般為開口截面，使得截面的自由扭轉(zhuǎn)剛度較低。在受彎時容易出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)，受壓時容易出現(xiàn)彎扭屈曲，抗扭性能較差。 
    三是冷軋成型鋼壁厚較小，在板件銜接的轉(zhuǎn)角處又沒有加厚，承受局部性的集中荷載的能力弱。
熱軋和冷軋的主要區(qū)別是： 
    1、 冷軋成型鋼允許截面出現(xiàn)局部屈曲，從而可以充分利用桿件屈曲后的承載力；而熱軋型鋼不允許截面發(fā)生局部屈曲。 
    2、熱軋型鋼和冷軋型鋼殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因不同，所以截面上的分布也有很大差異。冷彎薄壁型鋼截面上的殘余應(yīng)力分布是彎曲型的，而熱扎型鋼或焊接型鋼截面上殘余應(yīng)力分布是薄膜型 。
鋼的分類  
     鋼是含碳量在0.04%-2.3%之間的鐵碳合金。為了保證其韌性和塑性，含碳量一般不超過1.7%。鋼的主要元素除鐵、碳外，還有硅、錳、硫、磷等。鋼的分類方法多種多樣，其主要方法有如下七種：  
     1、按品質(zhì)分類  
(1) 普通鋼（P≤0.045%，S≤0.050%）  
(2) 優(yōu)質(zhì)鋼（P、S均≤0.035%）  
(3) 高級優(yōu)質(zhì)鋼（P≤0.035%，S≤0.030%）  
     2.、按化學(xué)成份分類  
(1) 碳素鋼：a.低碳鋼（C≤0.25%）；b.中碳鋼（C≤0.25~0.60%）；c.高碳鋼（C≤0.60%）。  
(2) 合金鋼：a.低合金鋼（合金元素總含量≤5%）；b.中合金鋼（合金元素總含量＞5~10%）；c.高合金鋼（合金元素總含量＞10%）。  
     3、按成形方法分類：
(1) 鍛鋼；(2) 鑄鋼；(3) 熱軋鋼；(4) 冷拉鋼。  
     4、按金相組織分類  
(1) 退火狀態(tài)的：a.亞共析鋼（鐵素體+珠光體）；b.共析鋼（珠光體）；c.過共析鋼（珠光體+滲碳體）；d.萊氏體鋼（珠光體+滲碳體）。   
(2)正火狀態(tài)的：a.珠光體鋼；b.貝氏體鋼；c.馬氏體鋼；d.奧氏體鋼。  
(3)無相變或部分發(fā)生相變的  
5、按用途分類  
(1)建筑及工程用鋼：a.普通碳素結(jié)構(gòu)鋼；b.低合金結(jié)構(gòu)鋼；c.鋼筋鋼。  
(2) 結(jié)構(gòu)鋼  
a.機械制造用鋼：(a)調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼；(b)表面硬化結(jié)構(gòu)鋼：包括滲碳鋼、滲氨鋼、表面淬火用鋼；(c)易切結(jié)構(gòu)鋼；(d)冷塑性成形用鋼：包括冷沖壓用鋼、冷鐓用鋼。  
b.彈簧鋼  
c.軸承鋼  
(3) 工具鋼：a.碳素工具鋼；b.合金工具鋼；c.高速工具鋼。  (4)特殊性能鋼：
a.不銹耐酸鋼；b.耐熱鋼：包括抗氧化鋼、熱強鋼、氣閥鋼；c.電熱合金鋼；d.耐磨鋼；e.低溫用鋼；f.電工用鋼。
(5)專業(yè)用鋼——如橋梁用鋼、船舶用鋼、鍋爐用鋼、壓力容器用鋼、農(nóng)機用鋼等。
 6、綜合分類  
(1)普通鋼  
a.碳素結(jié)構(gòu)鋼：(a) Q195；(b) Q215(A、B)；(c) Q235(A、B、C)；(d) Q255(A、B)；(e) Q275。