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不锈钢知识(3):新型不锈钢
2-1.铁素体钢含铬大于14%的低碳铬不锈钢,含铬大干27%的任何含碳量的铬不锈钢,以及在上述成分基础上再添加有钼、钛、铌、硅、铝、、钨、钒等元素的不锈钢,化学成分中形成铁素体的元素占绝对优势,基体组织为铁素。这类钢在淬火(固溶)状态下的组织为铁素体,退火及时效状态的组织中则可见到少量碳化物及金属间化合物。属于这一类的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25,Cr25Mo3Ti、Cr28等。铁素体不锈钢因为含铬量高,耐腐蚀性能与抗氧化性能均比较好,但机械性能与工艺性能较差,多用于受力不大的耐酸结构及作抗氧化钢使用。2-2.铁素休-马氏体钢这类钢在高温时为y+a(或δ)两相状态,快冷时发生y-M转变,铁素体仍被保留,常温组织为马氏体和铁素体,由于成分及加热温度的不同,组织中的铁素体量可在百分之几至几十的范围内变化。0Crl3钢,lCrl3钢,铬偏上限而碳偏下限的2Cr13钢,Cr17Ni2钢,Cr17wn4钢,以及在ICrl3钢基础上发展起来的许多改型12%铬热强钢(这类钢也叫做耐热不锈钢)中的许多钢号,如Cr11MoV,Cr12WMoV,Crl2W4MoV,18Crl2WMoVNb等均属干这一类。铁素体—马氏体钢可以部分地接受淬火强化,故可获得较高的机械性能。但它们的机械性能与工艺性能在很大程度上受组织中铁素体的含量及分布形态的影响。这类钢按成分中的含铬量分属12~14%与15~18%两个系列。前者具有抵抗大气及弱腐蚀性介质的能力,并且具有良好的减震性及较小的线膨胀系数;后者的耐腐蚀性能与相同含铬量的铁素体耐酸钢相当,但在一定程度上也保留着高铬铁素体钢的某些缺点。2-3.马氏体钢这类钢在正常淬火温度下处在y相区,但它们的y相仅在高温时稳定,M点一般在3OO℃左右,故冷却时转变为马氏体。这类钢包括2Cr13,2Cr13Ni2,3Cr13以及部分改型12%铬热强钢,如13Cr14NiWVBA,Cr11Ni2MoWVB钢等。马氏体不锈钢的机械性能、耐腐蚀性能、工艺性能与物理性能,均和含铬12~14%的铁素体-马氏体不锈钢相近。由于组织中没有游离的铁素体,机械性能比上述钢要高,但热处理时的过热敏感性较低。2-4.马氏体—碳化物钢Fe-C合金的并析点的含碳为0.83%,在不锈钢中由于铬使S点左移,含12%铬和大于0.4%碳的钢(图11-3),以及含18%铬和大于0.3%碳的钢(图卜)3)均属于过共析钢。这类钢在正常淬火温度加热,次生碳化物不能完全溶于奥氏体,因此淬火后的组织为马氏体和碳化物组成。属于这一类的不锈钢牌号不多,却是一些含碳比较高的不锈钢,如4Crl3、9Cr18、9Crl8MoV、9Crl7MoVCo钢等,含碳量偏上限的3Crl3钢在较低的温度下淬火,也可能出现这样的组织。由于含碳量高,上述9Cr18等三个钢号中虽含有较多的铬,但其耐腐蚀性能仅与含12~14%锗的不锈钢相当。这类钢的主要用途是要求高硬及耐磨的零件,如切削工具、轴承、弹簧及医疗器械等。2-5.奥氏体钢这类钢含有较多扩大y区和稳定奥氏体的元素,在高温时为均为y相,冷却时由于Ms点在室温以下,所以在常温下具有奥氏体组织。18-8,18-12、25-20、20-25Mo等铬镍不锈钢,以锰代替部分镍并加氮的低镍不锈钢如Cr18Mnl0Ni5,Cr13Ni4Mn9,Cr17Ni4Mn9N,Cr14Ni3Mnl4Ti钢等均属于这一类。奥氏体不锈钢具有前已述及的许多优点,虽然机械性能也比较低,和铁素体不锈钢—样不能热处理强化,但可以通过冷加工变形的方法,利用加工硬化作用提高它们的强度。这类钢的缺点是对晶间腐蚀及应力腐蚀比较敏感,需通过适当地合金添加剂及工艺措施消除。2-6.奥氏体-铁素体钢这类钢因扩大y区和稳定奥氏体元素的作用程度,不足以使钢在常温或很高的温度下具有纯奥氏体组织,因此为奥氏体-铁素体复相状态,其铁素体量也因成分及加热温度不同而可在较大的范围内变化。属于这一类的不锈钢很多,如低碳的18-8铬镍钢,加钛、铌、钼的18-8铬镍钢,特别是在铸钢的组织中均可见到铁素体,此外含铬大于14~15%而碳低于0.2%的铬锰不锈钢(如Cr17Mnll),以及目前研究的和已获得应用的大多数铬锰氮不锈钢等。与纯奥氏体不锈钢比较,这类钢的优点很多,如屈服强度较高,抗晶间腐蚀的能力较高,应力腐蚀的敏感性低,焊接时产生热裂纹的倾向小,铸造流动性好等等。缺点是压力加工性能较差,点腐蚀倾向较大,易产生c相脆性,在强磁场作用下表现出弱磁性等。所有这些优点和缺点均来源于组织中的铁素体。2-7.奥氏钵-马氏体钢这类钢的Ms点低于室温,固溶处理以后为奥氏体组织,易于成形和焊接。通常可用两种工艺方法使之发生马氏体转变。一是固溶处理以后经700~800度加热,奥氏体因析出碳化铬而转变为介稳定状态,Ms点升高至室温以上,冷却时转变为马氏体;二是固溶处理以后直接冷却至Ms与Mf点之间,使奥氏体转变为马氏体。后一方法可获得较高的耐腐蚀性能,但固溶处理以后至深冷的间隔时间不宜过久,否则会因奥氏体的陈化稳定作用而使深冷的强化效应降低。经上述处理以后钢再经400~500度时效,使析出金属间化合物进—步强化。这类钢的典型钢号有17Cr一7Ni一A1、15Cr-9Ni-A1,17Cr—5Ni-Mo、15Cr-8Ni-Mo一A1等等。这类钢也称为奥氏体-马氏体时效不锈钢,并因为实际上这些钢的组织中除奥氏体和马氏体以外,还存在不同数量的铁素体,故也称为半奥氏体沉淀硬化不锈钢。这类钢是50年代后期发展和应用的新型不锈钢,它们总的特点是强度高(C可达100一150)及热强性好,但由于含铬量较低并在热处理时有碳化铬析出,因此耐腐蚀性能比标准的奥氏体不锈钢要低一些。也可以说这类钢的高强度是在牺牲一部分耐腐蚀性能与其他性能(如非磁性)的情况下获得的,目前这类钢主要用于航空工业及火箭导弹生产方面,一般机械制造中应用尚不普遍,并且在分类上也有把它们纳为超高强度钢的一个系列。
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不锈钢知识(2):不锈钢的性能与组织
不锈钢的性能与组织目前已知的化学元素有100多种,在工业中常用的钢铁材料中可以遇到的化学元素约二十多种。对于人们在与腐蚀现象作长期斗争的实践而形成的不锈钢这一特殊钢系列来说,最常用的元素有十几种,除了组成钢的基本元素铁以外,对不锈钢的性能与组织影响最大的元素是:碳、铬、镍、锰、硅、钼、钛、铌、钛、锰、氮、铜、钴等。这些元素中除碳、硅、氮以外,都是化学元素周期表中位于过渡族的元素。实际上工业上应用的不锈钢都是同时存在几种以至十几种元素的,当几种元素共存于不锈钢这一个统一体中时,它们的影响要比单独存在时复杂得多,因为在这种情况下不仅要考虑各元素自身的作用,而且要注意它们互相之间的影响,因此不锈钢的组织决定于各种元素影响的总和。1).各种元素对不锈钢的性能和组织的影响和作用1-1.铬在不锈钢中的决定作用:决定不锈钢性属的元素只有一种,这就是铬,每种不锈钢都含有一定数量的铬。迄今为止,还没有不含铬的不锈钢。铬之所以成为决定不锈钢性能的主要元素,根本的原因是向钢中添加铬作为合金元素以后,促使其内部的矛盾运动向有利于抵抗腐蚀破坏的方面发展。这种变化可以从以下方面得到说明:①铬使铁基固溶体的电极电位提高②铬吸收铁的电子使铁钝化钝化是由于阳极反应被阻止而引起金属与合金耐腐蚀性能被提高的现象。构成金属与合金钝化的理论很多,主要有薄膜论、吸附论及电子排列论。1-2.碳在不锈钢中的两重性碳是工业用钢的主要元素之一,钢的性能与组织在很大程度上决定于碳在钢中的含量及其分布的形式,在不锈钢中碳的影响尤为显著。碳在不锈钢中对组织的影响主要表现在两方面,一方面碳是稳定奥氏体的元素,并且作用的程度很大(约为镍的30倍),另一方面由于碳和铬的亲和力很大,与铬形成—系列复杂的碳化物。所以,从强度与耐腐烛性能两方面来看,碳在不锈钢中的作用是互相矛盾的。认识了这一影响的规律,我们就可以从不同的使用要求出发,选择不同含碳量的不锈钢。例如工业中应用最广泛的,也是最起码的不锈钢——0Crl3~4Cr13这五个钢号的标准含铬量规定为12~14%,就是把碳要与铬形成碳化铬的因素考虑进去以后才决定的,目的即在于使碳与铬结合成碳化铬以后,固溶体中的含铬量不致低于11.7%这一最低限度的含铬量。就这五个钢号来说由于含碳量不同,强度与耐腐蚀性能也是有区别的,0Cr13~2Crl3钢的耐腐蚀性较好但强度低于3Crl3和4Cr13钢,多用于制造结构零件,后两个钢号由于含碳较高而可获得高的强度多用于制造弹簧、刀具等要求高强度及耐磨的零件。又如为了克服18-8铬镍不锈钢的晶间腐蚀,可以将钢的含碳量降至0.03%以下,或者加入比铬和碳亲和力更大的元素(钛或铌),使之不形成碳化铬,再如当高硬度与耐磨性成为主要要求时,我们可以在增加钢的含碳量的同时适当地提高含铬量,做到既满足硬度与耐磨性的要求,又兼顾—定的耐腐蚀功能,工业上用作轴承、量具与刃具有不锈钢9Cr18和9Cr17MoVCo钢,含碳量虽高达0.85~0.95%,由于它们的含铬量也相应地提高了,所以仍保证了耐腐蚀的要求。总的来讲,目前工业中获得应用的不锈钢的含碳量都是比较低的,大多数不锈钢的含碳量在0.1~0.4%之间,耐酸钢则以含碳0.1~0.2%的居多。含碳量大于0.4%的不锈钢仅占钢号总数的一小部分,这是因为在大多数使用条件下,不锈钢总是以耐腐蚀为主要目的。此外,较低的含碳量也是出于某些工艺上的要求,如易于焊接及冷变形等。1-3.镍在不锈钢中的作用是在与铬配合后才发挥出来的镍是优良的耐腐蚀材料,也是合金钢的重要合金化元素。镍在钢中是形成奥氏体的元素,但低碳镍钢要获得纯奥氏体组织,含镍量要达到24%;而只有含镍27%时才使钢在某些介质中的耐腐蚀性能显著改变。所以镍不能单独构成不锈钢。但是镍与铬同时存在于不锈钢中时,含镍的不锈钢却具有许多可贵的性能。基于上面的情况可知,镍作为合金元素在不锈钢中的作用,在于它使高铬钢的组织发生变化,从而使不锈钢的耐腐蚀性能及工艺性能获得某些改善。1-4.锰和氮可以代替铬镍不锈钢中镍铬镍奥氏体钢的优点虽然很多,但近几十年来由于镍基耐热合金与含镍20%以下的热强钢的大量发展与应用,以及化学工业日益发展对不锈钢的需要量越来越大,而镍的矿藏量较少且又集中分布在少数地区,因此在世界范围内出现了镍在供和需方面的矛盾。所以在不锈钢与许多其他合金领域(如大型铸锻件用钢、工具钢、热强钢等)中,特别是镍的资源比较缺乏的国家,广泛地开展了节镍和以其他元素代镍的科学研究与生产实践,在这方面研究和应用比较多的是以锰和氮来代替不锈钢与耐热钢中的镍。锰对于奥氏体的作用与镍相似。但说得确切一些,锰的作用不在于形成奥氏体,而是在于它降低钢的临界淬火速度,在冷却时增加奥氏体的稳定性,抑制奥氏体的分解,使高温下形成的奥氏体得以保持到常温。在提高钢的耐腐蚀性能方面,锰的作用不大,如钢中的含锰量从0到10.4%变化,也不使钢在空气与酸中的耐腐蚀性能发生明显的改变。��是因为锰对提高铁基固溶体的电极电位的作用不大,形成的氧化膜的防护作用也很低,所以工业上虽有以锰合金化的奥氏体钢(如40Mn18Cr4,50Mn18Cr4WN、ZGMn13钢等),但它们不能作为不锈钢使用。锰在钢中稳定奥氏体的作用约为镍的二分之一,即2%的氮在钢中的作用也是稳定奥氏体,并且作用的程度比镍还要大。例如,欲使含18%铬的钢在常温下获得奥氏体组织,以锰和氮代镍的低镍不锈钢与元镍的铬锰氮不诱钢,目前已在工业中获得应用,有的已成功地代替了经典的18-8铬镍不锈钢。1-5.不锈钢中加钛或铌是为了防止晶间腐蚀。1-6.钼和铜可以提高某些不锈钢的耐腐蚀性能。1-7.其他元素对不锈钢的性能和组织的影响以上主要的九种元素对不锈钢的性能和组织的影响,除这些元素对不锈钢性能与组织影响较大的元素以外,不锈钢中还含有一些其他的元素。有的是和一般钢一样为常存杂质元素,如硅、硫、磷等.也有的是为了某些特定的目的而加入的,如钴、硼、硒、稀土元素等。从不锈钢的耐腐蚀性能这一主要性质来说,这些元素相对于已讨论的九种元素,都是非主要方面的,虽然如此,但也不能完全忽略,因为它们对不锈钢的性能与组织同样也发生影响。硅是形成铁素体的元素,在一般不锈钢中为常存杂质元素。钴作为合金元素在钢中应用不多,这是因为钴的价格高及其在其它方面(如高速钢、硬质合金、钴基耐热合金、磁钢或硬磁合金等)有着更重要的用途。在一般不锈钢中加钴作合金元素的也不多,常用不锈钢如9Crl7MoVCo钢(含1.2-1.8%钴)加钴,目的并不在于提高耐腐蚀性能而在于提高硬度,因为这种不锈钢的主要用途是制造切片机械刃具、剪刀及手术刀片等。硼:高铬铁素体不锈钢Crl7Mo2Ti钢中加0.005%硼,可使在沸腾的65%醋酸中的耐腐蚀性能提高。加微量的硼(0.0006~0.0007%)可使奥氏体不锈钢的热态塑性改善。少量的硼由于形成低熔点共晶体,使奥氏体钢焊接时产生热裂纹的倾向增大,但含有较多的硼(0.5~0.6%)时,反而可防止热裂纹的产生。因为当含有0.5~0.6%的硼时,形成奥氏体-硼化物两相组织,使焊缝的熔点降低。熔池的凝固温度低于半溶化区时,母材在冷却时产生的张应力,由处于液态.固态的焊缝金属承受,此时是不致引起裂缝的,即使在近缝区形成了裂纹,也可以为处于液态-固态的熔池金属所填充。含硼的铬镍奥氏体不锈钢在原子能工业中有着特殊的用途。磷:在一般不锈钢中都是杂质元素,但其在奥氏体不锈钢中的危害性不像在一般钢中那样显著,故含量可允许高一些,如有的资料提出可达0.06%,以利于冶炼控制。个别的含锰的奥氏体钢的含磷量可达0.06%(如2Crl3NiMn9钢)以至0.08%(如Cr14Mnl4Ni钢)。利用磷对钢的强化作用,也有加磷作为时效硬化不锈钢的合金元素,PH17-10P钢(含0.25%磷)乃PH-HNM钢(含0.30磷)等。硫和硒:在一般不锈钢中也是常有杂质元素。但向不锈钢中加0.2~0.4%的硫,可提高不锈钢的切削性能,硒也具有同样的作用。硫和硒提高不锈钢的切削性能,是因为它们降低不锈钢的韧性,例如一般18-8铬镍不锈钢的冲击值可达30公斤/厘米2。含0.31%硫的18-8钢(0.084%C、18.15%Cr、9.25%Ni)的冲击值为1.8公斤/平方厘米;含0。22%硒的18-8钢(0.094%C、18.4%Cr、9%Ni)的冲击值为3.24公斤/平方厘米。硫与硒均降低不锈钢的耐腐蚀性能,所以实际应用它们作为不锈钢的合金化元素的很少。稀土元素:稀土元素应用于不锈钢,目前主要在于改善工艺性能方面。如向Crl7Ti钢和Cr17Mo2Ti钢中加少量的稀土元素,可以消除钢锭中因氢气引起的气泡和减少钢坯中的裂纹。奥氏体和奥氏体-铁素体不锈钢中加0.02~0.5%的稀土元素(铈镧合金),可显著改善锻造性能。曾有一种含19.5%铬、23%镍以及钼铜锰的奥氏体钢,由于热加工工艺性能在过去只能生产铸件,加稀土元素后则可轧制成各种型材。2).按金相组织对不锈钢的分类及各类不锈钢的一般特点按化学成分(主要是含铬量)及用途,不锈钢分为不锈与耐酸两大类。工业上还按自高温(900-1100度)加热空气冷却后钢的基体组织的类型对不锈钢进行分类,这是基于我们上面所讨论的碳及合金元素对不锈钢组织影响的特点决定的。工业上应用的不锈钢按金相组织可分为三大类:铁素体不锈钢,马氏体不锈钢,奥氏体不锈钢。可以把这三类不锈钢的特点归纳(如下表),但需要说明的是马氏体不锈钢并不是都不可焊接,只是受某些条件的限制,如焊前应预热焊后应作高温回火等,而使焊接工艺比较复杂。实际生产中一些马氏体不锈钢如1Cr13,2Cr13以及2Cr13与45钢焊接还是比较多的。不锈钢的分类、主要成分及性能比较分类大概成分(%)淬火性耐蚀性加工性可焊接性磁性CCrNi铁素体系0.35以下16-27-无佳尚佳尚可有马氏体系1.20以下11-15-自硬性可可不可有奥氏体系0.25以下16以上7以上无优优优无以上分类仅是按钢的基体组织分的,由于钢中稳定奥氏体及形成铁素体的元素的作用不能互相平衡,以及由于大量的铬使平衡图S点左移,工业中应用的不锈钢的组织除了上面讲的三种基本类型以外,还有马氏体—铁素体,奥氏体-铁素体,奥氏体-马氏体等过渡型的复相不锈钢,以及具有马氏体-碳化物组织的不锈钢。
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不锈钢知识(1):不锈钢专业名词
不锈钢专业名词通俗地说,不锈钢就是不容易生锈的钢,实际上一部分不锈钢,既有不锈性,又有耐酸性(耐蚀性)。不锈钢的不锈性和耐蚀性是由于其表面上富铬氧化膜(钝化膜)的形成。这种不锈性和耐蚀性是相对的。试验表明,钢在大气、水等弱介质中和硝酸等氧化性介质中,其耐蚀性随钢中铬含水量的增加而提高,当铬含量达到一定的百分比时,钢的耐蚀性发生突变,即从易生锈到不易生锈,从不耐蚀到耐腐蚀。不锈钢的分类方法很多。按室温下的组织结构分类,有马氏体型、奥氏体型、铁素体和双相不锈钢;按主要化学成分分类,基本上可分为铬不锈钢和铬镍不锈钢两大系统;按用途分则有耐硝酸不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐海水不锈钢等等,按耐蚀类型分可分为耐点蚀不锈钢、耐应力腐蚀不锈钢、耐晶间腐蚀不锈钢等;按功能特点分类又可分为无磁不锈钢、易切削不锈钢、低温不锈钢、高强度不锈钢等等。由于不锈钢材具有优异的耐蚀性、成型性、相容性以及在很宽温度范围内的强韧性等系列特点,所以在重工业、轻工业、生活用品行业以及建筑装饰等行业中获取得广泛的应用。奥氏体不锈钢:在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中含Cr约18%、Ni8%~10%、C约0.1%时,具有稳定的奥氏体组织。奥氏体铬镍不锈钢包括著名的18Cr-8Ni钢和在此基础上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素发展起来的高Cr-Ni系列钢。奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性和塑性,但强度较低,不可能通过相变使之强化,仅能通过冷加工进行强化。如加入S,Ca,Se,Te等元素,则具有良好的易切削性。此类钢除耐氧化性酸介质腐蚀外,如果含有Mo、Cu等元素还能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蚀。此类钢中的含碳量若低于0.03%或含Ti、Ni,就可显著提高其耐晶间腐蚀性能。高硅的奥氏体不锈钢浓硝酸肯有良好的耐蚀性。由于奥氏体不锈钢具有全面的和良好的综合性能,在各行各业中获得了广泛的应用。铁素体不锈钢:在使用状态下以铁素体组织为主的不锈钢。含铬量在11%~30%,具有体心立方晶体结构。这类钢一般不含镍,有时还含有少量的Mo、Ti、Nb等到元素,这类钢具导热系数大,膨胀系数小、抗氧化性好、抗应力腐蚀优良等特点,多用于制造耐大气、水蒸气、水及氧化性酸腐蚀的零部件。这类钢存在塑性差、焊后塑性和耐蚀性明显降低等缺点,因而限制了它的应用。炉外精炼技术(AOD或VOD)的应用可使碳、氮等间隙元素大大降低,因此使这类钢获得广泛应用。奥氏体--铁素体双相不锈钢:是奥氏体和铁素体组织各约占一半的不锈钢。在含C较低的情况下,Cr含量在18%~28%,Ni含量在3%~10%。有些钢还含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti,N等合金元素。该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点,与铁素体相比,塑性、韧性更高,无室温脆性,耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高,同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高,具有超塑性等特点。与奥氏体不锈钢相比,强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能,也是一种节镍不锈钢。马氏体不锈钢:通过热处理可以调整其力学性能的不锈钢,通俗地说,是一类可硬化的不锈钢。典型牌号为Cr13型,如2Cr13,3Cr13,4Cr13等。粹火后硬度较高,不同回火温度具有不同强韧性组合,主要用于蒸汽轮机叶片、餐具、外科手术器械。根据化学成分的差异,马氏体不锈钢可分为马氏体铬钢和马氏体铬镍钢两类。根据组织和强化机理的不同,还可分为马氏体不锈钢、马氏体和半奥氏体(或半马氏体)沉淀硬化不锈钢以及马氏体时效不锈钢等。
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弹簧的保护层
金属保护层种类很多,就弹簧而言,一般是用电镀的方法以获得金属保护层。电镀保护层不但可以保护不受腐蚀,同时能改善弹簧的外观。有些电镀金属还能改善弹簧的工作性能,例如提高表面硬度,增加抗磨损能力,提高热稳定性,防止射线腐蚀等。但如果单纯为了弹簧的腐蚀,一般应选用电镀锌层与电镀镉层。镀镍弹簧锌在干燥的空气中较安定,几乎不发生变化,不易变色。在潮湿的空气中会生成一层氧化锌或碳式碳酸锌的白色薄膜。这层致密的薄膜可阻止继续遭受腐蚀。因此镀锌层用于弹簧在一般大气条件下防腐蚀保护层。凡与硫酸、盐酸、苛性钠等溶液相接触,以及在三氧化硫等气氛的潮湿空气中工作的弹簧,均不宜用锌镀层。镀锌弹簧一般镀锌层镀后经钝化处理,钝化可提高镀层的保护性能和增加表面美观。在海洋性或高温的大气中,以及与海水接触的弹簧,在70℃热水中使用的弹簧,镉比较安定,耐腐蚀性能较强。镉镀层比锌镀层光亮美观、质软、可塑性比锌好,镀层氢脆性小,最适宜于弹簧作保护层。但镉稀少、价昂贵、且镉盐毒性大,对环境污染很厉害。因此,在使用上受到限制。故大多数只在航空、航海及电子工业所用的弹簧才使用镉镀层作保护层。为了提高镉镀层的防蚀性能,可在镀后进行钝化处理。锌与镉镀层的厚度决定着保护能力的高低。厚度的大小一般应根据使用时工作环境来选择,镀锌层厚度推荐在6~24/μm范围内选取;镀镉层厚度推荐在6~12μm范围内选取。弹簧的镀锌和镀镉是在氰化电解液中进行的。在电镀过程中,除镀上锌或镉外,还有一部分还原的氢渗入到镀层和基体金属的晶格中去.造成内应力,使弹簧上的镀层和弹簧变脆,也叫氢脆。由于弹簧材料的强度很高,再加上弹簧成形时的变形很大,因此,对氢脆特别敏感,如不及时去氢,往往会造成弹簧的断裂,为了消除电镀过程中产生的一些缺陷,改善弹簧的物理化学性能,延长弹簧的使用寿命,提高镀层的抗蚀能力,必须进行镀后处理,即除氢处理。除氢处理是在电镀后.立即或者在几小时之内进行。将电镀后的弹簧在200~215℃的温度中,加热1~2h(或2h以上),即可达到除氢的目的。除氢一般在烘箱中进行。除氢效果与温度、时间、电镀后的停留时间等有关。一般来说,温度高、加热时间长,镀后停顿时间短,其除氢效果就好。故对弹簧除氢温度选择可高一些。金属保护层,除上述的镀锌和镀镉外,还有镀铜、镀铬、镀镍、镀锡、镀银、镀锌钛合金等,弹簧设计者可根据弹簧工作的场合选择镀层。
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2025-05
触摸弹簧有哪些常见的应用场景呢
触摸弹簧,又称触摸感应弹簧、按键弹簧、接触弹簧,是指专用于电容式及单片机触摸屏电器的专用弹簧按键,对于传统机械开关而言是一种稳健的电容式感应替代方案。触摸弹簧凭借其高灵敏度、耐用性和设计灵活性等特点,在多个领域有着广泛的应用。以下是一些常见的应用场景:一、家用电器厨房电器:如电磁炉、光波炉、电烤盘、电饼铛、消毒柜、抽油烟机、热水器、取暖器、洗菜机、电烤箱等。这些电器通常配备触摸式控制面板,触摸弹簧作为其中的关键部件,提供了灵敏的触摸响应和可靠的操作体验。其他家电:如点钞机、按摩器、电子酒柜、饮水机等。这些电器也广泛采用触摸弹簧来实现各种功能的控制。二、车辆电子设备汽车内部设备:如收音机、电视调谐器、控制面板等。触摸弹簧在这些设备中提供了直观且易于操作的控制方式。安全系统:如座位上的乘员检测系统。触摸弹簧能够准确地检测乘客的存在,从而确保安全系统的正常运行。三、医疗设备医疗电子设备:触摸弹簧在医疗电子设备中发挥着重要作用,如用于控制面板的按钮、传感器等。其高灵敏度和可靠性确保了医疗设备的准确性和安全性。四、其他应用场景工业控制:触摸弹簧在工业控制领域也有广泛应用,如用于控制机床、自动化设备等。其坚固耐用的特点使其成为工业环境中的理想选择。安全系统:除了车辆电子设备中的安全系统外,触摸弹簧还广泛应用于其他安全系统中,如门禁系统、报警系统等。其灵敏的触摸响应能够确保系统的及时响应和准确性。智能开关:触摸弹簧也常用于智能家居系统中的开关设备,如触摸式壁灯开关、窗帘开关等。这些开关设备不仅美观大方,而且操作简便、反应灵敏。总之,触摸弹簧凭借其独特的优势和广泛的应用场景,在现代生活和工业生产中发挥着越来越重要的作用。随着科技的不断发展,触摸弹簧的应用领域还将不断拓展和深化。
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电池弹簧的概述有哪些
电池弹簧是一种小型弹簧,以下是对其的详细概述:一、定义与构造电池弹簧是由细丝或带状金属制成的一种小型弹簧,它利用弹簧的弹性来固定电池并与其建立电路连接。二、功能与作用固定电池:电池弹簧的主要作用是稳定电池位置,使电池能够牢固地固定在设备内部,防止电池松动或脱落。电路连接:电池弹簧作为连接器,可以将电池与外部电路连接起来,确保电流能够顺畅地传递,从而使设备正常运行。减震保护:当设备受到碰撞或震动时,电池弹簧能够吸收并分散冲击力,减少电池的受损程度,从而延长电池的使用寿命。三、材料特性弹性材料:电池弹簧通常由弹性材料制成,如钢、镍、铜等,这些材料具有良好的回弹性和导电性能。抗腐蚀性:由于电池弹簧在使用过程中经常接触化学性质不同的材料,因此需要具有抗腐蚀的特性,以保持电气连接的可靠性。耐高温性:电池弹簧需要具有一定的耐高温性能,以便在高温环境下保持稳定的电气特性。四、应用领域电池弹簧被广泛应用于各种电池供电设备中,如便携式闪光灯、遥控器、电动玩具等。这些设备通常需要在较小的空间内连接电池与外部电路,而电池弹簧正是满足这一需求的理想选择。五、维护与保养为了确保电池弹簧的正常使用,需要对其进行正确的维护和保养。例如,避免过度压缩或拉伸弹簧,以免导致其失去弹性;定期清洁弹簧表面,以去除灰尘和污垢等杂质,保持其良好的导电性能。综上所述,电池弹簧是一种具有固定电池、电路连接、减震保护等多种功能的小型弹簧。它以其独特的材料特性和广泛的应用领域,在电池供电设备中发挥着重要的作用。
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2025-05
拉伸弹簧的概述有哪些
拉伸弹簧(也叫拉力弹簧,简称拉簧)是承受轴向拉力的螺旋弹簧,以下是关于拉伸弹簧的详细概述:一、基本特性工作原理:拉伸弹簧在被拉伸时具有反向作用,即它会试图拉回到原来的状态,从而产生对抗力。这种对抗力是拉伸弹簧储存能量的方式。形状与材料:拉伸弹簧一般都用圆截面材料制造,最常用的拉伸弹簧类型是挂钩相对角度90°到180°。其制做原材料通常有不锈钢、琴钢、高碳钢、磷铜、油回火合金弹簧钢等。结构特点:在不承受负荷时,拉伸弹簧的圈与圈之间一般都是并紧的,没有间隙。这种紧密的结构有助于产生初始张力,从而控制负载和刚度。二、类型与收口类型:拉伸弹簧的种类繁多,根据形状、材料和用途的不同,可以分为多种类型。例如,常见的挂钩拉伸弹簧,其“钩”是拉力的来源,形状便捷固定不动到所联接的组件上。收口:拉伸弹簧的收口也有多种,常见的有螺纹嵌入式、交叉中心拉环、拉钩、加大的小孔、缩小的小孔、矩形收口和水滴状的收口等。收口的类型和长度可以根据具体的应用场景和需求进行定制。三、应用场景拉伸弹簧因其独特的弹性和储能特性,在多个领域有着广泛的应用。例如:国防:用于各种军事设备和武器系统中,提供必要的弹性和支撑。造船:用于船舶的制造和维护中,如船体结构的支撑和缓冲。计算机与电子:用于各种电子设备和计算机硬件中,如连接器的固定和支撑。汽车:用于汽车的制造和维修中,如悬挂系统、刹车系统和座椅的调节等。医药与生物化学:用于医疗设备和生物实验设备中,提供精确的弹性和支撑。其他领域:如航空航天、铁路、核电、风电、火电、工程机械、矿山机械、电梯等领域,拉伸弹簧都发挥着重要的作用。四、计算与标准弹簧常数:以k表示,当弹簧被拉伸时,每增加1mm距离的负荷(kgf/mm)。弹簧常数是描述拉伸弹簧性能的重要参数之一。计算公式:拉伸弹簧的设计和计算需要考虑到多个因素,如弹簧的材料、直径、圈数、钩形等。通常需要使用专业的计算公式和工具来进行精确的计算和设计。标准:拉伸弹簧的生产和制造需要遵循一定的标准和规范,以确保其质量和性能符合要求。常见的标准有GB/T2089-1994《圆柱螺旋拉伸弹簧尺寸及参数(半圆钩环型)》等。综上所述,拉伸弹簧是一种具有广泛应用和重要作用的螺旋弹簧类型。其独特的弹性和储能特性使其成为多个领域中不可或缺的零部件。
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扁线弹簧的用途有哪些
扁线弹簧因其独特的结构和性能,在多个领域有着广泛的应用。以下是一些常见的扁线弹簧用途:一、汽车与交通领域汽车悬架:扁线弹簧在汽车悬架系统中发挥着重要作用,能够提供稳定的支撑和缓冲效果,确保驾驶的舒适性和安全性。铁路车辆:在铁路车辆中,扁线弹簧也常用于提供支撑和缓冲,以应对列车运行过程中的振动和冲击。二、电子与电器领域电器设备:扁线弹簧被广泛应用于各种电器设备中,如开关、继电器、接触器等,用于提供稳定的电气连接和接触压力。仪器仪表:在仪器仪表中,扁线弹簧常用于测量和控制机构中,以确保测量的准确性和稳定性。三、工业与机械领域农业机械:在农业机械中,扁线弹簧常用于提供支撑和缓冲,以应对复杂的作业环境和振动。建筑机械:在建筑机械中,扁线弹簧也常用于提供支撑和缓冲,确保机械设备的稳定性和耐用性。机床:在机床中,扁线弹簧常用于夹持和定位工件,确保加工的精度和稳定性。四、医疗设备扁线弹簧在医疗设备中也有应用,如医疗电子设备中的控制面板、传感器等,其高灵敏度和可靠性确保了医疗设备的准确性和安全性。五、其他领域钟表:扁线弹簧在钟表制造中发挥着重要作用,用于提供稳定的动力和时间控制。航空航天:在航空航天领域,扁线弹簧也常用于提供支撑和缓冲,以应对极端的环境条件和振动。此外,扁线弹簧还可以根据具体需求进行定制,以满足不同领域和场景的应用需求。例如,在机器人和工业用内视镜中,扁线弹簧可以用于保护管和导线等部件,提供稳定的支撑和保护。总的来说,扁线弹簧因其独特的结构和性能,在多个领域都有着广泛的应用。随着科技的不断进步和制造工艺的不断优化,扁线弹簧的应用领域还将不断拓展和深化。
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恒力发条弹簧的介绍
恒力发条弹簧,也被称为恒力负载弹簧或定力发条,是一种具有特殊结构的弹簧类零部件。以下是对恒力发条弹簧的详细介绍:一、结构特点恒力发条弹簧是由钢带通过专用的机器卷制而成的。这种弹簧在受到外界拉力的作用下会逐渐拉直,当撤去外力后,则会自然回卷并产生相应的弹力。其整体体积相对较小,这使得它能够满足在一些狭小空间内的安装需求。二、性能优势轻量级与易启动:恒力发条弹簧属于轻量级弹簧,启动拉力小,易于拉动。在弹簧卷片逐渐拉直的过程中,拉力会同步转化为弹簧本身的弹力。恒力特性:当恒力发条弹簧的拉伸量达到自身直径的1.25~1.5倍时,它会获得该规格弹簧的最大额定负荷。达到最大额定负荷后,无论再怎么延长弹簧拉伸的行程,弹簧本身的负荷都不会再增加。恒力发条弹簧中的“恒力”二字代表着其在长行程中依然能够保证恒力的状态。高弹力与耐损坏:即使在狭小的空间内安装,恒力发条弹簧仍能在不损坏自身结构的前提下发挥出极高的弹力。三、应用领域恒力发条弹簧因其独特的性能优势,被广泛应用于多个领域:航天航空:用于需要高精度和可靠性的设备中。锂电设备制造:用于电池组件的固定和连接。电子电气:广泛应用于各种电子产品中,如手机、电脑、相机等,主要用于连接电子元件和提供弹性支撑。医疗行业:用于各种医疗器械的弹性支撑和缓冲作用。此外,恒力发条弹簧还可用于平衡块、闭门器、牵引器、家具配件、调节结构、升降结构等多种应用场景之中。四、设计考虑因素在设计恒力发条弹簧时,需要考虑以下因素:材料选择:根据使用环境和功能,选择耐腐蚀、高弹性的材料。常用的材料有3J9、3Cr15N‘Mo等,也有使用3J21、3J22等高合金材料的,但成本较高。力值控制:恒力发条弹簧非标准件力值误差需达到国际力值标准误差±10%的先进水平。配备高端力值检测设备,以确保力值符合客户要求。寿命设计:寿命是设计恒力发条弹簧时需考虑的重要问题。寿命过长可能导致弹簧尺寸变大、成本偏高;寿命过短则产品过早失效。安装空间:设计时需考虑内径和外径的大小,以便安装。最好提供发条弹簧的装置,以便在设计中更好地控制各个参数。尾部形状:由于恒力发条弹簧属于非标准件,每个客户要求的尾部形状可能不同。可以根据客户需求开模定制各种不同的尾部形状。综上所述,恒力发条弹簧以其独特的结构和性能优势,在多个领域得到了广泛应用。在设计时,需要综合考虑材料、力值、寿命、安装空间和尾部形状等因素,以满足不同客户的需求。
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双扭簧的介绍有哪些
双扭簧是一种特殊设计的弹簧,以下是关于双扭簧的详细介绍:一、定义与结构双扭簧,英文名称是twinstorsionalspring,俗称双胞胎扭簧,是依靠其扭弹性产生摩擦力以传递动力或运动的弹簧。它由一种弹簧材料在同一芯轴上以相反方向缠绕相同圈数的两种弹簧组成,两个弹簧中间是挡圈,两端是增加扭矩的支点。二、特性与优势高扭矩储存能力:由于双螺旋的设计,双扭簧能够储存大量的扭矩能量,使得它在需要大扭矩输出的应用中特别有用。稳定的回复力:一旦施加在双扭簧上的外部扭转力消失,它能够迅速、稳定地回复到其原始形状和位置。这种特性使得双扭簧在需要反复动作或复位功能的机械系统中非常有用。高耐用性和长寿命:双扭簧通常采用高强度材料制成,如不锈钢或高碳钢,因此具有很高的耐用性和长寿命,能够在恶劣环境下工作,并承受频繁的扭转和回复操作。定做化设计:双扭簧可以根据具体的应用需求进行定做化设计,无论是尺寸、形状、材料还是工作条件,都可以根据用户的需求进行定做,以满足特定应用的要求。三、应用领域双扭簧在多个领域中都有广泛的应用,具体包括:机械领域:双扭簧常被用于各种机械设备中的弹簧缓冲、振动减震、防止机械松动等方面。例如,在打印机、自动售货机、自动取款机等机械设备中,双扭簧起到缓冲、减震、防松等作用。建筑领域:在门窗和电梯门的设计中,双扭簧可以用于控制门窗和电梯门的开合力度和速度,使得开合更加顺畅和安全。汽车领域:在汽车的设计中,双扭簧可以用于汽车座椅的调节和汽车发动机的启动等方面,使得座椅的高低调节更加轻松,同时保证发动机的正常运转。家具领域:在床和椅子的设计中,双扭簧可以用于控制床板和椅子的升降和调节,使得升降和调节更加方便。四、总结双扭簧以其独特的结构和优异的性能,在多个领域中发挥着重要作用。随着科技的进步和制造业的发展,双扭簧的应用领域还将不断扩展和深化。
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