Kaip Alloying Elements veikia pavasario plieno dekarbonizaciją?

Pavasario plienas yra specialus lydinio plienas, skirtas įvairių spyruoklių ir kitų elastingų elementų gamybai. Jis gali būti suskirstytas į paprastą lydinio plieną ir specialų lydinio spyruoklinį plieną pagal jo eksploatacinius reikalavimus ir veikimo sąlygas. Pavasario plienas pasižymi puikiu visapusišku veikimu, puikia metalurgijos kokybe (aukšto grynumo ir vienodumo), geru paviršiaus kokybe (griežta paviršiaus defektų kontrolė ir dekarbonizacija), tiksli forma ir dydis. Ritinių spyruoklės, pagamintos iš plieninio strypo, kurio skersmuo didesnis nei 20 mm, yra plačiai naudojamos geležinkelių transporto priemonėse, pramoninėse mašinose ir statybos mašinose.

Pakartotinis sraigtinės spyruoklės suspaudimas ir ištempimas sukėlė juostą lenkimui ir atkurti stresą. Maksimali įtampa atsiranda ant strypo paviršiaus, todėl spiralinės spyruoklinės juostos paviršiaus būklė turi didelę įtaką spyruoklės nuovargio stiprumui. Spindulinio spiralinio lūžio atsiradimas po nuovargio bandymo rodo, kad spiralinio spyruoklinio lūžio pradžios taškas yra spyruoklės vidinio skersmens pusėje.  

Vykdant spiralinę spyruoklę, plieninis strypas su dideliu skersmeniu apdorojamas spiraline spyruokle ir išjungiamas tiesiai, kad spyruoklė pasiektų reikiamą stiprumą. Kadangi spiralinė spyruoklė yra naudojama dekarburacijos būsenoje su liekamu terminiu apdorojimu ant paviršiaus, dekarburizacija sumažina spyruoklės paviršiaus kietumą ir taip sumažina nuovargio stiprumą. Sraigtinėms spyruoklėms labai svarbu uždrausti ir dekarburizuoti. Kaip kontroliuoti dekarbonizaciją? Šiuo metu efektyviausia priemonė yra pridėti lydinių elementus. Apskritai, Sb ir Sn yra pridedami, siekiant slopinti gesinimą ir dekarbonizaciją.

Du spyruokliniai plieniniai strypai, turintys tą pačią cheminę sudėtį, vienas su Sb ir Sn, o kitas - be Sb ir Sn. Nerūdijančio plieno paviršiaus C koncentracija ir dekarburacijos gylis yra atitinkamai apie 0,2% ir 0,3 mm, o sbsn pridėto plieno paviršiaus anglies koncentracija ir dekarbonizavimo gylis yra atitinkamai apie 0,45% ir 0,1 mm. Sb ir Sn vaidmuo slopinant dekarbonizaciją buvo patvirtintas, nes SbSn pridėjimas sumažino C difuzijos koeficientą ir slopino dekarbonizaciją.

Padidėja plieno šūvio, įtempto Sb ir Sn, liekamoji įtampa. Siekiant pagerinti spiralinės spyruoklės nuovargio charakteristikas, reikalingas spiralinės spyruoklės valymas. Tačiau dekarburuoto sluoksnio derlingumas labai sumažėjo, todėl smarkiai sumažėjo spyruoklės liekamoji įtampa gydymo metu. Sb-sn papildomas plienas nuo paviršiaus iki 0,2 mm gylio, didžiausia įtempimo liekamosios įtampos pagrindinė įtempimo kryptis yra -600mpa ~ -800mpa, o sbsn-free plieno vertė yra -300mpa ~ -400Mpa. Sb-sn plieno suspaudimo liekamoji įtampa yra apie 300 MPa didesnė nei spyruoklinio plieno. Sb-Sn pridėjimas slopina dekarbonizaciją.

Pažymėtina, kad legiravimo elementai turi didelę įtaką spyruoklinių plienų sukietėjimui ir kitoms pagrindinėms savybėms, todėl šių elementų turinį spyruoklinių plienų atžvilgiu negalima lengvai pakeisti. Mikroelementus galima pridėti, kad slopintų kitas spyruoklinio plieno savybes, o mikroelementai taip pat gali būti naudojami įvairių kitų plienų savybėms valdyti, kad būtų sukurti aukštos kokybės plienai, atitinkantys naudotojų poreikius.