Pemilihan Baja Pegas: 65Mn, Grade Silikon dan Kromium-Vanadium

Apa yang harus dilakukan baja pegas

Pegas menyimpan energi secara elastis, jutaan kali. Sifat yang mengatur adalah batas elastis (luluh) yang tinggi relatif terhadap kekuatan tarik, ketahanan fatik, dan ketahanan terhadap set (penurunan permanen) — semuanya sangat dipengaruhi oleh kualitas permukaan dan dekarburisasi, bukan hanya komposisi kimia.

Tangga grade

Baja	Keluarga	Peran tipikal
65Mn	Karbon-mangan	Pegas datar dan pegas koil ringan berbiaya rendah, washer, klip
Kelas 55Si7 / SUP7	Silikon-mangan	Pegas daun, pegas koil yang lebih berat
Kelas SUP9	Mangan-kromium	Pegas koil dan daun yang memerlukan kemampuan pengerasan lebih baik
51CrV4 / 6150	Kromium-vanadium	Pegas koil, torsi, dan katup yang bertegangan tinggi

Mengapa silikon dan vanadium membantu

Silikon meningkatkan batas elastis dan, yang penting, ketahanan tempering — pegas silikon mempertahankan bebannya pada suhu tempering tertentu lebih baik daripada pegas karbon polos, itulah sebabnya baja Si-Mn mendominasi pegas daun. Kromium menambah kemampuan pengerasan untuk penampang yang lebih tebal; vanadium menghaluskan butir dan menambah kekuatan fatik, membuat 51CrV4/6150 cocok untuk pegas katup mesin dan tugas suspensi premium.

65Mn hanya dapat dikeraskan pada penampang tipis dan adalah yang pertama kehilangan beban karena panas; baja ini tetap tak terkalahkan dalam hal biaya untuk klip, pegas datar, dan komponen pertanian.

Kekerasan dan suhu

Pegas daun dan pegas koil yang di-quench dan temper biasanya bekerja dalam pita ~42–50 HRC — lebih lunak mengorbankan kapasitas beban, lebih keras mengorbankan umur fatik dan mengundang kegagalan getas. Batas suhu layanan mengikuti paduannya, kira-kira: grade karbon/mangan polos umumnya terbatas pada sekitar 100–120 °C, grade silikon hingga sekitar 200 °C, dan kromium-vanadium hingga sekitar 200–250 °C; melampaui itu, relaksasi (kehilangan beban pada suhu) mengatur dan paduan khusus mengambil alih.

Fatik adalah permainan permukaan

Shot peening, batas dekarburisasi yang terkendali, dan transisi yang halus secara rutin lebih penting daripada peningkatan grade: sebagian besar retakan fatik pegas dimulai pada cacat permukaan. Tentukan kondisi permukaan dan peening bersama bajanya.

Bentuk pasokan mengubah gambaran grade

Pegas tiba di pabrik sebagai pelat, batang, atau — sangat umum — kawat, dan kawat memiliki penunjukan bajanya sendiri yang berlapis di atas keluarga komposisi kimia yang sama. Pegas presisi kecil menggunakan kawat karbon hard-drawn atau patented (music wire adalah ujung kualitas tinggi); kawat Si-Mn dan Cr-V/Si-Cr yang ditemper minyak melayani pegas katup dan kopling, di mana kawat dikirim sudah di-quench dan temper sehingga pembuat koil hanya membentuk dan melepaskan tegangan. Pegas besar digulung panas dari batang, kemudian di-quench dan temper sebagai koil jadi. Membandingkan "baja pegas" di antara bentuk-bentuk ini tanpa mencatat jalurnya menyesatkan: kinerja pegas katup sama banyaknya berutang pada kebersihan kawat dan inspeksi permukaan (pengujian eddy-current untuk jahitan) seperti pada komposisi kimia kromium-vanadiumnya.

Setting, presetting dan relaksasi

Pegas jadi sering dipreset (scragged) — ditekan melampaui luluh satu kali, dengan sengaja — untuk menstabilkan panjang bebas dan meningkatkan tegangan yang dapat digunakan. Kehilangan beban dari waktu ke waktu pada suhu, yang disebut relaksasi, adalah spesifikasi diam-diam: hal ini diukur dan dibatasi untuk aplikasi mesin dan suhu tinggi, dan hal inilah, bukan kekuatan statis, yang biasanya memensiunkan pegas yang masih utuh dari layanan.