冷拔碳素弹簧钢丝弹簧去应力回火后直径缩小的原因是亚晶粒形成引起的尺寸增大。

　　在冷卷螺旋弹簧制造中，冷拔碳素弹簧钢丝和冷拔奥氏体不锈钢丝是两种运用非常广泛弹簧材料 , 所卷制的弹簧都必须进行低温去应力回火。去应力回火也称去应力退火，目的是消除弹簧钢丝中的残余应力 , 稳定弹簧尺寸以及提高弹簧钢丝的弹性极限。经过去应力回火工序，碳素弹簧钢丝卷制的弹簧 ,其直径要缩小 ； 奥氏体不锈钢丝卷制成的弹簧，其直径会涨大。⑴这两种完全相反的弹簧回火现象普遍存在于冷卷螺旋弹簧制造过程中。本文从材料学角度简要分析了上述两种弹簧钢丝冷卷的弹簧在去应力回火后直径产生不同变化的原因 。

　　2 冷拔碳素弹簧钢丝卷制的弹簧

　　冷拔碳素弹簧钢丝是碳钢坯料经过加热奥氏体化后以一定的方式冷却得到索氏体组织 , 然后冷拉成型的弹簧钢丝。通过加工硬化后，碳素弹簧钢丝能得到较高的弹性极限与抗拉强度，同时又有满足弹簧卷制时所需的良好塑性 , 典型的材料牌号有 70# 、 65Mn 、 82B 等等。从弹簧手册中可知 , 冷拔碳素弹簧钢丝推荐回火温度为 240~340'，保温 20~35min 。在此温度时间内回火既能保证弹簧宏观残余应力的消除 , 又可避免再结晶导致的弹簧强度的下降 。

　　热处理前，经过钢丝冷拔与弹簧冷卷的钢丝金相组织为索氏体和变形的铁素体。铁素体由于产生塑性变形，晶粒沿变形方向被拉长，呈现纤维状组织碳素弹簧钢丝的层错能较高 ，在变形过程中由于位错的增殖和交互作用，很容易形成胞状亚结构，去应力回火后，钢丝金相组织呈现为变形索氏体。受回复作用 , 塑性变形的晶体中点缺陷通过运动而消失，位错密度逐　　渐下降。胞状亚结构上的位错通过滑移和攀移 , 发生多边形化进程 ; 其胞壁厚度减小，形成比较清晰明确的亚晶界。胞状亚结构转变为亚晶粒后尺寸有所增大，并且会通过亚晶界的迁移进一步长大。

　　综上所述，冷拔碳素弹簧钢丝弹簧去应力回火后直径缩小的原因是亚晶粒形成引起的尺寸增大。弹簧钢丝经过冷拔后产生大量拉伸变形 , 冷卷时钢丝外圈区域的拉伸变形量略大于内圈 ； 回火后外圈亚晶粒数量比内圈多。随着亚晶粒的不断形成长大，钢丝外圈尺寸增加比内圈多 , 钢丝的弯曲程度增加，弹簧直径尺寸明显减小 。

　　3 冷拔奥氏体不锈钢丝卷制的弹簧

　　冷拔奥氏体不锈钢丝是 18-8 型奥氏体不锈钢经深度拉拔而成的不锈钢丝。目前市面上常见的该类钢丝有 SUS304、SUS316等，其在硬度强度等力学性能方面稍逊于碳素弹簧钢丝 , 弹簧卷制工艺相对较困难。优势是具有较强的耐腐蚀性能，成型的弹簧无需做额外表面处理，且能在一定的高温条件下工作 。

　　奥氏体不锈钢丝经过冷拔和冷卷后也会产生加工硬化现象。和冷拔碳素弹簧钢丝不同的是，奥氏体不锈钢丝因为层错能很低，形变会产生李晶阻碍位错运动，使位错以复杂网络的形式存在。即使产生大量塑性变形，也很难形成大量的胞装亚结构 ，其主要强化机制是应变诱发马氏体引起的相变强化 # $ 6- % 马氏体是碳在 a-Fe 中的过饱和固溶体 , 是一种不稳定的组织。马氏体的存在能显著提高奥氏体不锈钢丝的强度硬度，并使钢丝带有一定的弱磁性。随着钢丝变形度的增大，奥氏体向马氏体转变的量越多，抗拉强度越高 。

　　去应力回火后，马氏体中的过饱和碳原子脱溶并析出碳化物，产生弥散强化 , 钢丝强度有所提高。同时马氏体正方度减小 , 开始逐步分解转变为稳定的回火马氏体。因为马氏体比容大的缘故，发生回火转变时会导致钢丝体积的收缩另一方面，奥氏体发生回复 , 点阵畸变与位错密度降低。因其形成亚晶粒的难度大，对钢丝体积的影响很小，故不锈钢丝回火时体积主要受马氏体回火转变影响 。

　　结合钢丝的实际变形程度分析，奥氏体不锈钢丝外圈的拉伸变形度大，产生的马氏体比内圈部分多。经过去应力回火后，马氏体体积减小，钢丝外圈部分体积收缩量大于内圈体积收缩量，使得钢丝整体的弯曲程度降低 , 宏观上表现为不锈钢弹簧直径涨大。可见，冷拔奥氏体不锈钢丝卷制成的螺旋弹簧直径涨大的主要原因是马氏体回火转变引起的体积减小 。

　　去应力回火使弹簧钢丝的显微组织发生变化，引起了弹簧直径的改变。大量亚晶粒的形成导致碳素弹簧钢弹簧直径减小 ; 马氏体回火转变使得奥氏体不锈钢弹簧直径变大。了解不同材料的特性，掌握其中的变化规律可以更有效地预置弹簧冷卷时的尺寸 , 使成品弹簧直径尺寸更加符合要求 。

一个合格的弹簧一定要经过认真的设计和反复的试样来确认是否合格。

　　不变形弹簧，指弹簧工作后自然状态下的参数不会发生改变，这里一般指的压缩弹簧和拉伸弹簧的长度，扭转弹簧的角度不变形。行业内称之为永久变形。此变形量是由弹簧的设计和加工工艺决定的。一个合格的弹簧一定要经过认真的设计和反复的试样来确认是否合格。此类弹簧在匹配的工况下是不会产生永久变形量的。

为了保持不锈钢表面的华丽和洁净， 有必要对长期使用的不锈 钢进行周期性的洗涤和管理。

　　不锈钢不同表面状态的洗涤方法

　　为了保持不锈钢表面的华丽和洁净， 有必要对长期使用的不锈 钢进行周期性的洗涤和管理。洗涤时请注意不发生表面划伤避免使用漂白成分以及含研磨剂的洗涤液、 钢丝球（刷辊球） 、 研磨工具等， 为了除掉洗涤液， 洗涤结束时， 用洁净水冲洗表面化。不同的表面状态，洗涤方法也不尽相同，如：

　　灰尘以及易除掉垢：肥皂、弱洗剂或用温水洗涤。

　　标签及贴膜：用温水、弱洗涤剂来擦洗，粘结剂成分使用酒精或有机溶液。

　　脂肪、油、润滑油污染：用柔和的布或纸擦干以后用中性的洗涤剂或氨溶液或专用洗涤药品来洗涤。

　　漂白剂以及种酸附着：立即用水冲洗，用氨或中性碳酸苏打水溶液里浸泡，后用中性洗涤剂或温水洗涤。

　　有机碳化物附着：浸泡在热的中性洗涤剂或氨溶液然后用含弱研磨的洗涤剂洗涤。

　　指纹：用酒精或有机溶剂（乙酬、苯）,用柔软的布擦干以后再用水洗涤。

　　彩虹纹：过多使用洗涤剂或油引起，洗涤时用温水中性洗涤剂。

　　焊接受热变色：用10%硝酸或氢氟酸溶液洗涤以后再用氨水碳酸苏打淡溶液中和处理然后用水洗涤--专门洗涤药品使用。

　　表面污染物引起的锈：使用硝酸（10%)或研磨洗涤剂洗涤-使用专用洗涤药品。

在不锈钢弹簧应力腐蚀彼事故中，不锈纲在化物熔液中的应力腐蚀破裂所占比例最高

　　不锈钢弹簧应力腐蚀破裂

　　不锈钢弹簧是含铬量大于12.5%的高合金，它有优良的高温抗氧化性抗腐蚀快熊。在石油、化工、字航、动力、原子能等工业中得到广泛的应用，但是不诱钢的抗应力腐t被坏性能不够理想。　　

　　在不锈钢弹簧应力腐蚀彼事故中，不锈纲在化物熔液中的应力腐蚀破裂所占比例最高。在化学工业中，由于氯化物而引起的应力腐蚀破裂事故占总事故的 80究以上。其中以热交换器、冷凝器、蒸发器、精恼和分馏设备中的大小管线等成力腐蚀破裂事故为最多，在不绣锅产品中，铬镍奥氏体不锈钢弹簧产量占总产量的8%左右。所以，对奥氏体不镑翎的应力腐蚀破裂研究得比较多。能够引起C-Ni不锈钢弹簧应力腐蚀破裂的氟化物阱类很多，一般认为，凡遇水分解为酸性氯化物的介质，如 Mg,Cs,Ba,Zn,Cd,Ag, Li.Na,K,Fe,Co,Cr,Mn, Cu,N1.等的氯化物均能引起不锈钢弹簧的应力蚀破裂，湿的有机氯化物，如 CHCL,CGL,1CH, )GI以及稀盐酸等.也场能引起不锈钢弹簧的应力腐蚀诚裂，研究表明，MgCl最容易引起不锈钢弹簧的应力霸蚀蔽裂，不同金属离子的氯化物对不锈钢弹簧应力蚀的敏感性，按下列顺序通减:Mgt,Fe3, NatLi+等等。

　　一殷在温魔超过70的含C[的水中就可能产生应力满蚀裂，而且温度高，越容易产生。特别当奥氏体不诱纲在经过敏化温度处理时，品界生成广碳化物，在应力利腐蚀环境的作用下，就很卒易产生晶席力腐蚀破裂。新以，这种锅经级化热处理将促选应力腐蚀破裂的发生。经应力展蚀试验后的试样，表面层发生子晶问腐蚀，裂纹大多沿晶界产生，面其后以穿晶形式向前扩展。

　　奥氏体不锈钢弹簧在氯化物溶液中应力两蚀破裂的特点是腐蚀裂纹儿乎总是穿品扩展。

　　实际的不锈钢应力腐蚀事故中，白阳极溶辉引起的应力质蚀和阴极吸氢所产生的氢跪可能是问时车在的，也可能氢脆和应方腐蚀在两种断裂过程巾所起的作用随着不同的金属、应力和环境条件而变。

　　CrNi奥氏体不绣钢在城溶液中容易产生苛性丛力蚀破袭Cr18Ni9T奥氏体不锈钢弹簧甚至在4%NaOH济液(P=12.156MPa,-310)中也易产生应力离蚀破裂。CrN奥民体不锈钢弹簧通常在磁溶液沸点附近高温时才产生应力腐饮开裂，而互不需要氧存在。OCr1 8Ni 10奥氏体不锈钢弹簧在敏化态将产牛晶间腐蚀和晶间应力腐蚀当环境渴度为250时，固溶态也产生品间加穿品混合型应力腐蚀裂纹。在5%的 NuOH或温度较低时(例如 20%，150积aO)，铁索体不锈钢弹簧比18-8钢耐应力腐蚀，随温度升高，NaOH浓度增加，素体不诱诩同样也产生品问腐蚀和晶闻应力腐馆。

　　高强的含T、Mh 铁素体钢，其应力离蚀倾向比非高纯的不含Ti、Nb的铁索体钢为严重。

　　CrNi 奥氏体不锈钢弹簧应力蚀级感性随溶液中 NaOH或 KOH浓度的提高而诺加而且钢在Na0H 溶液中能度力唐蚀倾向比在KOH淬液巾史为严重(见图 8-22).188奥氏体不锈你在苛性溶液中，其应力腐蚀敏感性按下列顺序递减:NaOI--KOH--LiOH-NH,OH。

　　不锈钢弹簧应力腐蚀破裂，东莞弹簧厂，弹簧设计加工厂家，可根据要求计算并生产各种规格的高精度、高稳定性、高寿命的弹簧产品。弹簧选材齐全，电镀种类多样。

弹簧断裂一般垂直于主应力，表面齐平，边缘无剪切唇。

　　弹簧脆性沿晶断裂寿命

　　弹簧断裂附近没有宏观塑性变形迹象。弹簧断裂一般垂直于主应力，表面齐平，边缘无剪切唇。骨折呈干细瓷状，较亮，光照下见晶面光泽。显微破碎的山体呈冰糖状，晶体界面清洁光滑，界面角清晰，多面体手感很强，见图9-3。

　　弹簧脆性沿晶断裂寿命，东莞弹簧厂，弹簧设计加工厂家，可根据要求计算并生产各种规格的高精度、高稳定性、高寿命的弹簧产品。弹簧选材齐全，电镀种类多样。