鋼絲的等級選用和切換
碳素鋼是彈簧線材中應用最為廣泛的材料 , 現行的《GB/T4357-2009 冷拉碳素彈簧鋼絲》國 家標準發(fā)布十年來沒有得到廣泛采用 ,2021 年 4 月 22 日由新鋼金屬負責修訂的新版 GB/T4357 國家標準在重慶審查會上通過了 。新版國標為 了提高國標的易用性 , 參照歐盟標準增加了表 C. 2《不同分類彈簧鋼絲的推薦用途》( 與歐盟 標準完全一致)及表 C. 3《本文件等級與其它標 準等同用途等級的對照》,引用如下:
表 C●2 不同分類彈簧鋼絲的推薦用途
彈簧鋼 絲等級
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用途
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SL
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拉、壓或扭簧 ,主要受低靜載荷。
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SM
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拉,、壓或扭簧 , 中高靜載荷 ,或極少動載應力的情況,。
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DM
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拉,、壓或扭簧 , 中高動載荷 ;需要劇烈彎曲的線成型,。
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SH
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拉,、壓或扭簧 ,高靜載荷 ,或輕度動載荷,。
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DH
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拉,、壓或扭簧 ,或線成型 ,
承受高靜載負荷或中等水平動載。
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按表 C. 2 的指導 ,DM是相對最適合制作耐 疲勞彈簧的材料 ,DH次之 ,但 DH適合更高的設 計負荷 ,如果是做變形較劇烈的線成型件應采用 DM而不是 DH,這是因為 DM材料強度更低 ,塑 性更好,。
標準中關于動載,、靜載的定義修改采用了 《GB/T23935-2009 圓柱螺旋彈簧設計計算》的 5 . 1 . 1 條 ,其中設計應力及應力循環(huán)次數等規(guī)定 是參考了如下歐盟彈簧設計規(guī)范:
EN13906-1 :2013 圓線圓柱螺旋彈簧 -設計
與計算:第一部分 壓簧
EN13906-2:2013 圓線圓柱螺旋彈簧 -設計
與計算:第二部分 拉簧
EN13906-3:2013 圓線圓柱螺旋彈簧 -設計
與計算:第三部分 扭簧
除了載荷不變仍是“ 靜載荷”外 ,設計應力 不超過疲勞強度的 10% 時都歸類為靜載荷 , 超 過疲勞強度的 10%時再以循環(huán)次數為界線確定 是否為動載荷 ,不到一萬次的為靜載荷 ,達到一 萬次的為動載荷。
靜載荷的定義描述為:
靜載荷指彈簧受到的恒定不變的負荷 ,或負 荷有變化但設計應力不超過疲勞強度的 0 . 1 倍 , 或設計應力超過了疲勞強度的 0 . 1 倍但循環(huán)次 數不到一萬次,。
[ 來 源: GB/T23935-2009 , 5 . 1 . 1 , 有 修 改] ,。
注:“設計應力”為彈簧設計應力 ,對拉簧和 壓簧“設計應力 ”是扭應力 , 對于扭簧“ 設計應 力”是彎曲應力。
動載荷的定義描述為:
動載荷指彈簧受到的設計應力大于疲勞強 度 0 . 1 倍 , 負荷有變化且變化次數不少于 1 萬 次,。
[ 來 源: GB/T23935-2009 , 5 . 1 . 2 , 有 修 改] ,。
表 C. 3 可以用來指導如何從老國標,、日本標
表 C●3 本文件等級與其它標準等同用途等級的對照
GB/T4357-2009
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GB/T4357-1989
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在修訂的 4357 國標
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JIS G3521 :2018
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YB/T5311-2010
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JIS G3522:2014
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EN10270-1 :2011
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SL
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B
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SL
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SW - B
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SL
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SM
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C
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SM
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SW - C
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SM
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DM
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DM
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E
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SWP-A
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DM
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SH
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D
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SH
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SH
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DH
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DH
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F
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SWP-B
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DH
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準、歐盟標準,、冶標(原4358 國標)切換到新的國 標來 ,。不同標準之間類似等級的標準強度區(qū)間 大部分是重疊的 ,如果原彈簧設計計算采用鋼絲 標準強度的下限或上限 ,而不是區(qū)間中值就需要 小心計算 ,或者采購時提出特別的強度要求。
材料切換時還有一個常遇到的問題是鋼號 切換 ,請參考之前發(fā)表過的《 彈簧工程碳鋼材料 系列 -成分與性能》,。需提醒的是 ,材料的化學 特性并不直接對彈簧特性有貢獻 ,而是通過組織 和力學特性來影響彈簧的服役表現 ,技術較強的 鋼絲企業(yè)可以用不同的牌號做出特性非常相似
的材料 ,所以 ISO,、歐盟及日美彈簧鋼絲標準都 不指定一定要用什么鋼號 。按照新的國標圖紙 上只需以標準的標記方式提出需求 ,如 2 . 00 mm 中等抗拉強度級,、適用于動載彈簧的 DM級彈簧 鋼絲 ,涂層為磷化 ,規(guī)范的描述方式為:
2 . 00 - DM - PH - GB/T4357-20XX(XX 以有效版本的年號為準)
訂購時除了上述標識 ,還要數量以及特別的 要求(如單件重量有特別要求、包裝特別要求,、公 差特別要求等) ,。