Kako zlitine elementi vplivajo na dekarbonizacijo pomladnega jekla?

Vzmetno jeklo je posebno legirano jeklo za izdelavo različnih vzmeti in drugih elastičnih elementov. Lahko ga razdelimo na navadno legirano jeklo in posebno legirano jeklo v skladu z njegovimi zahtevami glede delovanja in delovnimi pogoji. Vzmetno jeklo nudi odlično celovito zmogljivost, odlično metalurško kakovost (visoka čistost in izenačenost), dobro kakovost površine (strog nadzor površinskih napak in dekarbonizacija), natančna oblika in velikost. Vijačna vzmet iz jeklene palice s premerom večjim od 20 mm se pogosto uporablja v železniških vozilih, industrijskih strojih in gradbenih strojih.

S ponavljajočim stiskanjem in raztezanjem vijačne vzmeti je bila palica podvržena upogibanju in obnavljanju napetosti. Maksimalna napetost se pojavi na površini palice, tako da stanje površine spiralne vzmetne palice močno vpliva na utrujevalno trdnost vzmeti. Videz loma vijačne vzmeti po preizkusu utrujenosti kaže, da je začetna točka loma vijačne vzmeti na površini vzmetne strani notranjega premera.  

Pri izdelavi spiralne vzmeti se jeklena palica z velikim premerom obdela v spiralno vzmet in se nato takoj ohladi, da ima vzmet potrebno moč. Ker se spiralna vzmet uporablja v stanju razogljičenja s preostalo toplotno obdelavo na površini, razogljičenje zmanjšuje površinsko trdoto vzmeti in tako vodi do zmanjšanja trdnostne utrujenosti. Za spiralne vzmeti je gašenje in razogljičenje zelo pomemben problem. Kako nadzorovati dekarbonizacijo? Trenutno je najučinkovitejši ukrep dodajanje legirnih elementov. Na splošno dodamo Sb in Sn, da inhibiramo gašenje in dekarbonizacijo.

Dve vzmetni palici z enako kemično sestavo, ena s Sb in Sn, druga brez Sb in Sn. Površinska koncentracija C in globina razogljičenja jekla brez sbsn sta približno 0,2% oziroma 0,3 mm, medtem ko sta površinska koncentracija ogljika in globina razogljičenja jekla sbsn približno 0,45% oziroma 0,1 mm. Vloga Sb in Sn pri zaviranju dekarbonizacije je bila potrjena, ker je dodatek SbSn zmanjšal difuzijski koeficient C in zaviral dekarbonizacijo.

Preostala napetost jekla s Sb in Sn narašča. Da bi izboljšali karakteristike utrujenosti spiralne vzmeti, je potrebna obdelava z vrtanjem spiralne vzmeti. Vendar se je trdnost dekarburirane plasti znatno zmanjšala, tako da se je preostala napetost pomladi pri čiščenju zmanjšala. Sb-sn dodatnega jekla od površine do globine 0,2 mm, največji glavni poudarek smer stiskanja preostali stres je -600mpa ~ -800mpa, in vrednost sbsn brez jekla je -300mpa ~ -400Mpa. Preostala tlačna napetost jekla sb-sn je okoli 300 MPa višja od tiste iz vzmetnega jekla. Dodatek Sb-Sn inhibira dekarbonizacijo.

Treba je omeniti, da imajo legirni elementi velik vpliv na kaljivost in druge glavne značilnosti vzmetnih jekel, zato se vsebina teh elementov ne more zlahka spremeniti za vzmetna jekla. Elemente v sledovih lahko dodamo, da preprečimo druge lastnosti pomladnega jekla, elemente v sledovih pa lahko uporabimo tudi za nadzor lastnosti različnih drugih jekel za razvoj visoko zmogljivih jekel, ki zadovoljujejo potrebe uporabnikov.