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《不銹彈簧鋼絲》編制說明

《不銹彈簧鋼絲》編制說明

[ 來(lái)自:不銹彈簧鋼絲     時(shí)間:2009.12.07 ]
《不銹彈簧鋼絲》編制說明
1、任務(wù)來(lái)源
根據(jù)全國(guó)鋼標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)的鋼標(biāo)委[2008]01號(hào)文《關(guān)于下達(dá)全國(guó)鋼標(biāo)委2008年第一批國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制修訂項(xiàng)目計(jì)劃的通知》要求,由東北特殊鋼集團(tuán)有限責(zé)任公司和江蘇省江陰康瑞不銹鋼制品有限公司負(fù)責(zé)制定GB/TXXXX-XXXX《不銹彈簧鋼絲》,計(jì)劃編號(hào)20077218-T-605,項(xiàng)目計(jì)劃2008年完成。
2、主要編制過程
2007年8月成立起草小組, 2008年3月完成征求意見稿,并向國(guó)內(nèi)主要不銹彈簧鋼絲生產(chǎn)廠和用戶發(fā)函征求意見,共發(fā)函14家(包括冶金單位7家,使用單位7家),收到寶鋼特殊鋼公司和江陰康瑞不銹鋼制品公司共2個(gè)單位的回函,我們對(duì)意見進(jìn)行了匯總處理。2008年6月提出標(biāo)準(zhǔn)討論稿。
3、編制原則
不銹彈簧鋼絲現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)YB(T)11-83是1992年參照日本JIS G4314制定的,當(dāng)時(shí)全國(guó)不銹彈簧鋼絲年消費(fèi)量不足1000噸?,F(xiàn)在我國(guó)已成為不銹鋼第一消費(fèi)大國(guó),不銹彈簧鋼絲年消費(fèi)量已達(dá)2.5萬(wàn)余噸,所用牌號(hào)和規(guī)格均已超出YB規(guī)定的范圍,需要制定相應(yīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),滿足市場(chǎng)需求。
根據(jù)國(guó)內(nèi)不銹彈簧鋼絲使用狀況,不銹彈簧鋼絲國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)草案(以下簡(jiǎn)稱本標(biāo)準(zhǔn))是以ISO6931-1-1994(E)為基礎(chǔ),參考美國(guó)ASTM A313-03、英國(guó)BS2056-1991、日本JIS G4314-1994標(biāo)準(zhǔn),并結(jié)合各行業(yè)實(shí)際使用牌號(hào)和技術(shù)要求而編制的。
本標(biāo)準(zhǔn)編寫格式按GB/T1.1-2000編寫。
4、主要技術(shù)要求
4.1不銹彈簧鋼絲使用狀況
我國(guó)不銹彈簧鋼絲的使用是從軍工產(chǎn)品開始的,20世記60年代使用的是從蘇聯(lián)引進(jìn)的1Cr18Ni9Ti彈簧鋼絲;70年代引進(jìn)“斯貝發(fā)動(dòng)機(jī)”全套技術(shù)資料,開始推廣使用英國(guó)BS S205標(biāo)準(zhǔn)中的1Cr18Ni9彈簧鋼絲;80年代隨著改革開放的步伐的加快,引進(jìn)產(chǎn)品和引進(jìn)技術(shù)推動(dòng)不銹彈簧鋼絲從軍品向民品的過渡,消費(fèi)量快速增長(zhǎng),使用牌號(hào)有1Cr18Ni9、0Cr19Ni9和0Cr17Ni7Al等,涉及標(biāo)準(zhǔn)包括:MIL-W46078B、ASTM A313、DIN17224(現(xiàn)轉(zhuǎn)化為ISO6931)和JIS G4314。到2000年,我國(guó)家電、五金和日用化工產(chǎn)品開始批量出口,并逐步占居國(guó)際市場(chǎng)的一定份額,帶動(dòng)不銹彈簧鋼絲品種多樣化,消費(fèi)量急劇增長(zhǎng)。目前市場(chǎng)使用的不銹彈簧鋼絲涵蓋馬氏體、鐵素體、奧氏體和沉淀硬化4個(gè)類型,10余個(gè)牌號(hào)。其中200系列奧氏體和鐵素體型牌號(hào)(409、409Nb和434)使用較多是具有中國(guó)特色的用法。
4.2 牌號(hào)的選擇
考慮到馬氏體彈簧鋼絲是在淬回火狀態(tài)使用,對(duì)鋼絲的技術(shù)要求和生產(chǎn)工藝與一般不銹鋼絲完全相同;鐵素體彈簧鋼絲冷拉強(qiáng)化速率較低,一般用于制作低應(yīng)力(σ<1000MPa)彈簧,也可放入通用不銹鋼絲標(biāo)準(zhǔn)中。因此本標(biāo)準(zhǔn)只選用奧氏體型牌號(hào),各牌號(hào),不同標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)成分比較如表1。
表1 各國(guó)不銹彈簧鋼絲化學(xué)成分比較
牌   號(hào)
化 學(xué) 成 分 (質(zhì) 量 分 數(shù) % )
C
Si
Mn
P
S
Cr
Ni
N
其它
S20430(ASTMA313-03)
0.15
1.00
6.5~9.0
0.060
0.030
15.5~17.5
1.5~3.5
0.05~0.25
Cu:2.0~4.0
12Cr17Mn8Ni3Cu3N(本標(biāo)準(zhǔn))
0.15
1.00
6.59.0
0.060
0.030
15.517.5
1.53.5
0.050.25
Cu2.04.0
S24100 (ASTMA313-03)
0.15
1.00
11.0~14.0
0.060
0.030
16.5~19.0
0.5~2.5
0.20~0.45
 
12Cr18Mn13Ni2N(本標(biāo)準(zhǔn))
0.15
1.00
11.014.0
0.060
0.030
16.519.0
0.52.5
0.200.45
 
X9CrNi18-8(ISO6931)
0.12
1.5
2.0
 
 
16.0~18.0
6.5~9.5
 
 
S30200(ASTM A313-03)
0.12
1.00
2.00
0.045
0.030
17.0~19.0
8.0~9.5
0.10
 
SUS302(JISG4314-94)
0.15
1.00
2.00
0.045
0.030
17.0~19.0
8.0~10.0
 
 
302S26(BS2056-91)
0.12
1.00
2.00
0.045
0.030
17.0~19.0
7.5~10.0
 
 
1Cr18Ni9(304)
0.15
1.00
2.00
0.045
0.030
17.0~19.0
8.0~10.0
 
 
12Cr18Ni9(本標(biāo)準(zhǔn))
0.15
1.00
2.00
0.045
0.030
17.019.0
8.09.5
0.10
 
S30400(ASTM A313-03)
0.08
1.00
2.00
0.045
0.030
18.0~20.0
8.0~10.5
0.10
 
S30409(ASTMA959-03 )
0.04~0.10
1.00
2.00
0.045
0.030
18.0~20.9
8.0~11.0
 
 
SUS304(JISG4314-94)
0.08
1.00
2.00
0.045
0.030
18.0~20.0
8.0~10.5
 
 
牌   號(hào)
化 學(xué) 成 分 (質(zhì) 量 分 數(shù) % )
C
Si
Mn
P
S
Cr
Ni
N
其它
0Cr19Ni9 (GB/T4356-02)
0.08
1.00
2.00
0.035
0.30
18.0~20.0
8.0~10.5
 
 
06Cr19Ni9  (本標(biāo)準(zhǔn))
0.08
1.00
2.00
0.045
0.030
18.020.0
8.010.5
0.10
 
SUS304N1
0.08
1.00
2.50
0.045
0.030
18.0~20.0
7.0~10.5
0.10~0.25
 
06Cr19Ni9N (本標(biāo)準(zhǔn))
0.08
1.00
2.50
0.045
0.030
18.020.0
7.010.5
0.100.25
 
X5CrNiMo17-7-2 (ISO6931)
0.07
1.0
2.0
 
 
16.5~18.5
10.5~13.5
 
Mo:2.0~2.5
S31600  (ASTMA313-03)
0.07
1.00
2.00
0.045
0.030
16.5~18.0
10.5~13.5
0.10
Mo:2.0~2.5
S31609 (ASTMA959-03 316H)
0.04~0.10
1.00
2.00
0.045
0.030
16.0~18.0
10.0~14.0
 
Mo:2.0~3.0
SUS316  (JISG4314-94)
0.08
1.00
2.00
0.045
0.030
16.0~18.0
10.0~14.0
 
Mo:2.0~3.0
316S33(BS2056-91)
0.07
1.00
2.00
0.045
0.030
16.5~18.5
11.0~14.0
 
Mo:2.5~3.0
0Cr17Ni12Mo2 (GB/T4356-02)
0.08
1.00
2.00
0.045
0.030
16.0~18.5
10.0~14.0
 
Mo:2.0~3.0
06Cr17Ni12Mo2  (本標(biāo)準(zhǔn))
0.08
1.00
2.00
0.035
0.030
16.018.5
10.014.0
0.10
Mo:2.03.0
X7CrNiAl17-7  (ISO6931)
0.09
1.0
1.0
 
 
16.0~18.0
6.5~7.5A
 
Al:0.75~1.5
S17700  (ASTMA313-03)
0.09
1.00
1.00
0.040
0.030
16.0~18.0
6.5~7.8
 
Al:0.75~1.5
SUS631J1 (JI G4314-94)
0.09
1.00
1.00
0.040
0.030
16.0~18.0
7.0~8.5
 
Al:0.75~1.5
301S81 (BS2056-91)
0.09
1.00
1.00
0.045
0.030
16.0~18.0
6.5~7.75
 
Al:0.75~1.5
0Cr17Ni7Al (GB/T4356-02)
0.09
1.00
1.00
0.035
0.030
16.0~18.0
6.5~7.75
 
Al:0.75~1.5
07Cr17Ni7Al (本標(biāo)準(zhǔn))
0.09
1.00
1.00
0.040
0.030
16.018.0
6.87.8
 
Al0.751.5
S32100 (ASTMA313-03
0.08
1.00
2.00
0.045
0.030
17.0~19.0
9.0~12.0
 
Ti≥5×C
1Cr18Ni9Ti  (GB/T4356-02)
0.12
1.00
2.00
0.035
0.030
17.0~19.0
8.0~11.0
 
Ti:5×(C-
0.02)~0.80
10Cr18Ni9Ti(本標(biāo)準(zhǔn))
0.12
1.00
2.00
0.035
0.030
17.019.0
8.011.0
 
Ti5×(C
0.02)0.80
注:A ISO6931-1-1994(E) 規(guī)定:經(jīng)雙方協(xié)商,冷加工用鋼的Ni質(zhì)量分?jǐn)?shù)可定為7.0~8.25。
本標(biāo)準(zhǔn)包含4個(gè)國(guó)際通用牌號(hào)12Cr18Ni9(302)、06Cr19Ni9(304)、06Cr17Ni12Mo2(316)、07Cr17Ni7Al (631) ,1個(gè)國(guó)內(nèi)軍工企業(yè)使用牌號(hào):10Cr18Ni9Ti,2個(gè)200系列奧氏體型牌號(hào):12Cr17Mn8Ni3Cu3N(S20430)、12Cr18Mn13Ni2N(S24100) 和1個(gè)有發(fā)展前途的牌號(hào):06Cr19Ni9N(SUS304N1)。因?yàn)?A href="http://www.tools.buwbedu.cn">彈簧鋼絲是通過冷拉,以較高抗拉強(qiáng)度交貨的,碳和氮是決定冷拉強(qiáng)化速率的關(guān)鍵元素,一般將碳控制在上限,對(duì)氮也必須加以控制,否則不同爐號(hào)的抗拉強(qiáng)度波動(dòng)將加大,因此對(duì)不用氮作為合金元素的牌號(hào)規(guī)定其氮含量不大于0.10%。從表1可以看出:我國(guó)不銹彈簧鋼絲的牌號(hào)和成分,基本與國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)同步,完全可以滿足國(guó)內(nèi)各行業(yè)的使用要求。   
4.3 尺寸、外形及重量
ISO6931-1-1994(E)規(guī)定彈簧鋼絲尺寸范圍為Φ0.20~10.0mm,據(jù)此本標(biāo)準(zhǔn)各組別的尺寸范圍原則上擬定為Φ0.20~10.0mm。但考慮到A組鋼絲Φ>4.0mm時(shí)抗拉強(qiáng)度與GB/T4240冷拉狀態(tài)鋼絲重復(fù),因此規(guī)定上限到4.0mm為止。12Cr17Mn8Ni3Cu3N(S20430)E組彈簧鋼是美國(guó)ASTM A313標(biāo)準(zhǔn)1998年才錄入的牌號(hào),03年版本鋼絲供貨尺寸范圍為>0.080英寸(2.03mm)~.010英寸(2.67mm),國(guó)內(nèi)實(shí)際訂貨尺寸范圍是Φ1.0mm~6.0mm,本標(biāo)準(zhǔn)據(jù)此規(guī)定了E組彈簧鋼絲的尺寸范圍。12Cr18Mn13Ni2N(S24100)F組彈簧鋼絲在美國(guó)ASTM A313-03標(biāo)準(zhǔn)中的最大尺寸為0.500英寸(12.7mm),實(shí)際生產(chǎn)中該牌號(hào)冷加工強(qiáng)化的快,比較易達(dá)到較高抗拉強(qiáng)度,本標(biāo)準(zhǔn)將F組彈簧鋼絲尺寸上限放到12.0mm也為選用大規(guī)格高強(qiáng)度不銹彈簧鋼絲提供方便。
本標(biāo)準(zhǔn)按慣例,規(guī)定彈簧鋼絲執(zhí)行h11級(jí)正負(fù)偏差。經(jīng)雙方商定,并在合同中注明,可提供其他級(jí)別的鋼絲,包括表3中規(guī)定的負(fù)偏差鋼絲。
本標(biāo)準(zhǔn)參考照上述列出的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:鋼絲以盤卷、纏線軸和直條(或磨光)三種狀態(tài)交貨,不再對(duì)鋼絲交貨時(shí)的外形作更細(xì)的規(guī)定。對(duì)盤形也參照ASTM A313只作原則性,但簡(jiǎn)易可行的規(guī)定:“盤卷應(yīng)規(guī)整,打開盤卷時(shí)鋼絲不得散亂、扭曲或呈“∞”字形。線軸應(yīng)保證放線順暢,端頭有明顯標(biāo)識(shí)?!?/DIV>
對(duì)鋼絲的盤重(或單軸凈重)原冶金標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的很低(不小于0.15~2kg),實(shí)際交貨盤重遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于這個(gè)標(biāo)準(zhǔn),但考慮彈簧單重很小,從節(jié)省資源角度只將下限調(diào)高到0.3kg,其他不變。
4.4 不銹彈簧鋼絲的組別
抗拉強(qiáng)度是不銹彈簧鋼絲最重要的技術(shù)指標(biāo),本標(biāo)按抗拉強(qiáng)度合格范圍將不銹彈簧鋼絲分為A、B、C、D、E和F六個(gè)組別,與我國(guó)碳索彈簧鋼絲的組別相呼應(yīng)。根據(jù)各牌號(hào)鋼的特性和使用習(xí)慣,A組適用于制作使用應(yīng)力較低、形狀復(fù)雜或?qū)ζ趬勖蠛芨叩膹椈?,有?qiáng)度要求的結(jié)構(gòu)件;需要進(jìn)一步加工成形的高強(qiáng)度異形鋼絲;以及制繩用鋼絲等,常用牌號(hào)有12Cr18Ni9、06Cr19Ni9和06Cr19Ni9N。B組適用于制作使用應(yīng)力較高、形狀相對(duì)簡(jiǎn)的彈簧,多選用12Cr18Ni9和06Cr19Ni9N,06Cr19Ni9冷加工強(qiáng)化較慢,一般不生產(chǎn)B組鋼絲。C組是沉淀硬化型07Cr17Ni7Al不銹彈簧鋼絲,該類鋼絲的耐腐蝕性與A、B組鋼絲基本相當(dāng),但其彈減性、抗疲勞性能明顯優(yōu)于前者,特別是纏簧成形后,再經(jīng)沉淀硬化處理,彈簧的`強(qiáng)度還能提高300~400MPa,是一類優(yōu)質(zhì)彈簧材料。D類鋼絲包含06Cr17Ni12Mo2和10Cr18Ni9Ti兩個(gè)牌號(hào),這兩個(gè)牌號(hào)冷加強(qiáng)化比06Cr19Ni9還慢,其抗拉強(qiáng)度稍低于A組;其中06Cr17Ni12Mo2屬穩(wěn)定性很好的奧氏體鋼,只要化學(xué)成分控制得當(dāng),即使冷加工較高強(qiáng)度仍具有無(wú)磁性能;10Cr18Ni9Ti是航空航天系統(tǒng)仍然廣泛使用的牌號(hào),本標(biāo)準(zhǔn)予以保留。E和F組鋼絲選用200系列(Cr-Ni-Mn-N奧氏體)鋼生產(chǎn),這類鋼以Mn、N代部分鎳,基本保持了奧氏體鋼具有良好的耐蝕性能、優(yōu)異的冷加工性能、無(wú)磁性等優(yōu)點(diǎn) ,材料成本有明顯下降;與A、B、C、D組鋼絲相比,E和F組鋼絲在氧化性介質(zhì)中的耐蝕性能稍差,但用相同減面率生產(chǎn)的鋼絲,其強(qiáng)度高于前者,特別是其良好的耐磨性能是前者無(wú)法相比的。
本標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)下列原則確定各組別鋼絲的抗拉強(qiáng)度范圍:
(1) 依據(jù)各牌號(hào)的冷加工強(qiáng)化特性確定各組別鋼絲的抗拉強(qiáng)度范圍,本標(biāo)準(zhǔn)所列牌號(hào)的冷拉強(qiáng)化速率從大小依次排列的順序?yàn)椋?2Cr18Mn13Ni2N、12Cr17Mn8Ni3Cu3N、12Cr18Ni9、07Cr17Ni7Al、06Cr19Ni9N、06Cr19Ni9、06Cr17Ni12Mo2、10Cr18Ni9Ti,各組別冷拉鋼絲抗拉強(qiáng)度依次排列的順序基別如此。
(2) 參照ISO6931規(guī)定各組別抗拉強(qiáng)度范圍極差為下限的15%,但考慮到我國(guó)不銹鋼盤條化學(xué)成分和晶粒度實(shí)際控制水平不很高,往往帶來(lái)大規(guī)格鋼絲成品強(qiáng)度波動(dòng)較大,所以參考JIS G4314標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定抗拉強(qiáng)度極差不小于250N/mm2。
(3) 考慮不同組別之間的連續(xù)性,各組別的抗拉強(qiáng)度力爭(zhēng)不交叉或少交叉,在合理的范圍內(nèi)基本均可選到相應(yīng)組別的鋼絲。
(4) A組和B組鋼絲基本參照英國(guó)BS2056的Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)、JIS G4314的A組和B組確定,同時(shí)與ISO6931保持同步,詳見表2。`
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