Mikrostruktur und Tiefe der Entkohlungsschicht aus hochfestem Qualitätsfederstahl

(1) Mikrostruktur

Um das Gewicht der Karosserie zu reduzieren, entwickelt sich der Federstahl für Automobile zu einer hohen Festigkeit, kann aber seine Plastizität nicht zerstören, weshalb seine Feinstrukturkontrolle sehr wichtig ist. Hochfester Federstahl erfordert eine gleichmäßige Ferrit- und Perlitstruktur sowie feine Körner des warmgewalzten Materials. Es sollte kein retikuliertes Ferrit und keine vergütete Struktur vorhanden sein. Je höher die Sorbitisierungsrate, desto besser.

(2) Entkohlungstiefe (Leitfaden: Encyclopedia of Fastener Standards and Specifications)

Durch eine Entkohlung von 0,1 mm auf der Oberfläche von Federstahl wird dessen Ermüdungsgrenze deutlich gesenkt. Tritt eine vollständig entkohlte Ferritschicht auf, kann die Ermüdungsgrenze um 50 % gesenkt werden. Mit zunehmender Tiefe der Entkohlungsschicht auf der Stahloberfläche nimmt die Ermüdungslebensdauer ab. Dies liegt daran, dass die oberflächenentkohlte Schicht nach dem Abschrecken des Stahls nicht die erforderliche Härte und mechanische Festigkeit erreichen kann und die Ausdehnungskoeffizienten verschiedener Teile der Oberflächenschicht während des Abschreckens unterschiedlich sind, was zu einer Übergangszone zwischen der vollständig entkohlten Schicht und der halbentkohlte Schicht des Teils. Mikrorisse, diese sichtbaren oder unsichtbaren Risse, werden zu Spannungskonzentrationsbereichen, und wenn sich der Ursprung der Risse weiter entwickelt, kommt es zum Versagen und zum Bruch der Feder. Hochfester, hochwertiger Federstahl erfordert eine geringere Entkohlungsneigung, desto besser. Die vollständige Entkohlungsschichtstruktur des Ferrits ist nicht zulässig und die gesamte Entkohlungsschichttiefe des Federstahls ist begrenzt.

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