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高强度钢在轻量化车辆弹簧中的应用

2020/12/06
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  高强度结构钢使零件设计得更紧凑和小型化,有助于汽车的轻量化,所以在轻量化车辆中的应用范围很广,今天我们来讲一讲高强度钢在轻量化车辆中的弹簧的应用。

  悬架弹簧轻量化的最有效方法是提高弹簧的设计许用应力,但是为了实现这种高应力下的轻量化,材料的高强度化是不可少的。在传统的Si-Mn弹簧钢的基础上通过降低C并添加Ni、Cr、Mo和V等合金元素,开发出强度和韧性都很高的钢种,设计许用应力可达1270MPa,这种弹簧钢的应用可实现40%的轻量化,在传统的Cr-V系弹簧钢中添加Nb可提高钢的抗延迟断裂性能,结合改进的奥氏体轧制成型,可使钢的拉伸强度达到1800MPa的水平。

  气门弹簧用的Si-Cr钢中添加V,通过晶粒细化确保韧性,由增C提高强度,这样改进后,弹簧的高周疲劳强度约提高8%,可实现15%的轻量化。通过有限元分析,螺旋弹簧内、外侧应力均匀分布的柠檬形断面弹簧钢丝得以开发,使弹簧实现7%的轻量化。

  提高弹簧疲劳强度的有效途径是对弹簧进行喷丸和氮化处理,弹簧的喷丸,除了传统的应力喷丸之外又发展了双级喷丸,喷丸和氮化也可以复合使用。

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