فولاد فنری یکی از پرکاربرد ترین و متنوع ترین انواع فولاد آلیاژی است. این فنرهای انعطاف پذیر در صنایع مختلفی مورد استفاده قرار می گیرند. طراحی این فولاد به گونه ای است که به آن اجازه می دهد تا در برابر تغییر شکل های مکرر مقاومت کند و دچار تغییر شکل نشود. در ادامه انواع فولاد فنر، ویژگی ها، کاربردهای آنها را بررسی می کنیم.
فولادهای فنر آلیاژهایی با درصد کربن متوسط تا بالا (0.5 تا 1 درصد) هستند که انواع فنرها را می سازند. این فنرها استحکام تسلیم بسیار خوبی دارند که به آنها اجازه می دهد تا استحکام کششی مناسبی در برابر خم شدن و کشیدگی تحت نیروی معین (نیروی کنترل شده) داشته باشد و اگر نیرو حذف شود فولاد به حالت اولیه بدون تغییر شکل باز می گردد.
پایداری در کشش ویژگی اصلی فولاد فنری است. این ویژگی به کمک عناصری مانند از اهمیت بالایی برخوردار است. فولادهای فنر دسته ای از فولادهای آلیاژی می باشند که در آنها از عناصر منیزیم، کروم، وانادیم، مولیبدن، نیکل، سیلیکون و سیلیسیم تقویت می شود. خاصیت الاستیسیته به واسطه وجود عنصر سیلیسیوم و استحکام و مقاومت فولاد در برابر خوردگی به کمک عنصر کروم در فولاد فنر ایجاد می شود.
فولادهای فنر را نظر ترکیب شیمیایی آنها تقسیم بندی می کنند. این فولادها در سه دسته فولادهای فنر پر کربن، فولاد فنر آلیاژی و فولاد فنر زنگ نزن جای می گیرند.
فولادهای فنر گریدهای زیر را شامل می شوند:
| فولاد 5023 | فولاد 5028 | فولاد 7108 |
| فولاد 5025 | فولاد 7103 | فولاد 7176 |
| فولاد 5026 | فولاد 7105 | فولاد 8159 |
| فولاد 5027 | فولاد 7107 |
برخی از گریدهای پر کاربرد و مهم فولاد فنر را در این بخش به صورت خلاصه شرح می دهیم.
فولاد 1.5023 در دسته فولاد فنر قرار می گیرد. این فولاد الاستیک، به خوبی بار اضافی محاسبه شده را تحمل می کند و به حالت اول بر می گردد. از این فولاد برای ساخت واشر فنري، ورق فنري و فنر پابند ريل راه آهن استفاده می شود.
فولاد 1.5025 را نیز در زیر مجموعه فولاد فنر قرار می دهند. این فولاد نیز خاصیت الاستیک دارد و می تواند در اثر وارد شدن فشار محاسبه شده به حالت اولیه برگردد. از این فولاد به فراوانی در تولید فنرهاي تعليق براي لوكوموتيو و ساختمان واگن، فنرهاي تخت، فنرهاي مارپيچ مخروطي و فنرهاي مارپيچ استفاده می کنند.
فولاد 1.5026 از خاصیت کشسانی و برگشت پذیری بالایی برخوردار است. این فولاد برای ساخت انواع فنر وسایل نقلیه و کامیون ها، در صنعت ریلی و تولید راه آهن، انواع واشرهای ایمنی و فنرهای مارپیچ مورد استفاده قرار می گیرد.
فولاد 1.5027 نیز مثل تمام فولادهای فنر خاصیت الاستیک دارد. این فولاد ارتجاعی، مقاومت سایشی بالایی دارد. ولی در برابر خوردگی و زنگ زدن مقاوم نیست. از این فولاد در تولید فنرهاي تخت در اتومبيل و مهندسي عمومي استفاده می شود.
فولاد 1.5028 در برابر حرارت و سایش مقاوم است و به خوبی می تواند فشارها را تحمل کند و به حالت اولیه خود باز گردد. خوردگی را نیز می تواند تا حدودی تحمل کند. از این فولاد در صنایعی مانند اتومبیل سازی، فنر سازی، لوکوموتیورانی استفاده می شود.
فولاد 1.7103 جز گریدهای سختی‌پذیر این خانواده است. فولاد 7103 شکل‌پذیری و الاستیسیته بالایی دارد. مقاومت سایشی و حرارتی آن نیز بالا است و در برابر خوردگی نیز مقاوم است. از این فولاد در ساخت فنرهای استوانه ای، فنرهای پیچشی، مخازن فشار قوی، ضربه گیر قطار، فنرهای بشقابی و فنرهای سوپاپ استفاده می شود.
فولاد 1.7105 نیز مانند دیگر فولادهای فنر خاصیت شکل‌پذیری الاستیک دارد و پس از اعمال و برداشتن بار کنترل شده به شکل اولیه خود بر می گردد. این فولاد چقرمگی خوب و سختی پذیری سطحی متوسطی دارد. از کاربردهای این فولاد می توان به ساخت چرخ دنده های کوچک، و ساخت وسایل مورد استفاده در خودروسازی اشاره کرد.
الاستیسیته بالا خاصیت مهم فولاد 1.7107 است. که به واسطه آن، با وارد کردن نیرو، فولاد تغییر شکل پیدا می کند و بعد از حذف آن، به شکل اولیه‌ی خود باز می گردد. این فولاد، استحکام بالایی دارد. این فولاد در ساخت انواع فنر و مارپیچ هایی با ابعاد بزرگ استفاده می شود.
فولاد 1.7108 از زیر دسته های فولادهای فنر است. از ویژگی های این فولاد می توان به مقاومت در برابر حرارت و سایش نام برد. از این فولاد آلیاژی در ساخت فنرهای پیچشی، فنرهای چند لایه ای، فنرهای سوپاپ و فنرهای بشقابی استفاده می شود.
فولاد 1.7176 یکی از مجموعه های فولادهای فنر می باشد. این فولاد دارای ترکیبات سیلیسیوم، منگنز، کروم و فسفر است که مقاومت کششی و خوردگی بالا، خاصیت الاستیته و شکل پذیری خوب است. از کاربردهای این فولاد می توان به ساخت فنرهای لایه ای تخت، فنرهای پیچشی و استوانه ای اشاره کرد.
فولاد 1.8159 یکی از پرکاربردترین زیردسته های فولاد فنری است. از ویژگی های این فولاد می توان به تنش پذیری و شکل پذیری بالا، مقامت در برابر خوردگی و سایش و همچنین خاصیت الاستیته بالا اشاره کرد.
کاربردهایی که نیاز به کشش، استحکام و انعطاف پذیری بالایی دارند، کاملا مناسب ساختار فولاد فنری است. همانطور که گفته شد مهمترین ویژگی این فولادها بازگشت به شکل اولیه خود پس از انحراف یا اعوجاج است. البته این بارگذاری باید کنترل شده باشد.
فولادهای فنری استحکام کششی فوق العاده ای دارد که باعث می شود شرایط پر تنش را بدون تغییر شکل و یا شکست دائمی تحمل کند.
از آنجایی که فولادهای فنر پس از ریخته‌گری (به منظور بهبود استحکام تسلیم و انعطاف پذیری) باید سرد کار شوند نمی توانند گرمای زیادی را تحمل کنند و حرارت دادن آنها پس از تولید می تواند از انعطاف پذیری آنها کم کند. این ویژگی باعث می شود که قابلیت جوشکاری پایینی داشته باشند.
ویژگی های ذکر شده فولادهای فنر را به جزئی جدانشدنی برای بسیاری از صنایع تبدیل کرده است. این فولادها در تولید انواع فنرها، کمک‌فنرهای خودرو، قفل‌ها، آنتن‌ها واشر، تیغه چاقو، سیستم تعلیق اتومبیل سیم لوازم موسیقی و ابزارهای سایش استفاده می‌شود.
قیمت فولادهای فنر بر اساس متغیر های متعددی مانند گرید، سایز، ترکیبات، برند تولید کننده و ارز تعیین می شود. اگر قصد خرید فولادهای فنر را دارید، می توانید از کارشناسان با تجربه ماه هرمس به صورت رایگان مشاوره بگیرید و از قیمت لحظه ای فولادهای فنر و نحوه حمل و نقل آن با خبر شوید.
