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《不銹彈簧鋼絲》編制說明

[ 來自:不銹彈簧鋼絲時間:2009.12.07 ]

《不銹彈簧鋼絲》編制說明

1、任務(wù)來源

根據(jù)全國鋼標準化技術(shù)委員會的鋼標委[2008]01號文《關(guān)于下達全國鋼標委2008年第一批國家標準制修訂項目計劃的通知》要求，由東北特殊鋼集團有限責(zé)任公司和江蘇省江陰康瑞不銹鋼制品有限公司負責(zé)制定GB/TXXXX-XXXX《不銹彈簧鋼絲》，計劃編號20077218-T-605，項目計劃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個單位的回函，我們對意見進行了匯總處理。2008年6月提出標準討論稿。

3、編制原則

不銹彈簧鋼絲現(xiàn)行標準YB(T)11-83是1992年參照日本JIS G4314制定的，當時全國不銹彈簧鋼絲年消費量不足1000噸?，F(xiàn)在我國已成為不銹鋼第一消費大國，不銹彈簧鋼絲年消費量已達2.5萬余噸，所用牌號和規(guī)格均已超出YB規(guī)定的范圍，需要制定相應(yīng)國家標準，滿足市場需求。

根據(jù)國內(nèi)不銹彈簧鋼絲使用狀況，不銹彈簧鋼絲國家標準草案（以下簡稱本標準）是以ISO6931-1-1994（E）為基礎(chǔ)，參考美國ASTM A313-03、英國BS2056-1991、日本JIS G4314-1994標準，并結(jié)合各行業(yè)實際使用牌號和技術(shù)要求而編制的。

本標準編寫格式按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)引進的1Cr18Ni9Ti彈簧鋼絲；70年代引進“斯貝發(fā)動機”全套技術(shù)資料，開始推廣使用英國BS S205標準中的1Cr18Ni9彈簧鋼絲；80年代隨著改革開放的步伐的加快，引進產(chǎn)品和引進技術(shù)推動不銹彈簧鋼絲從軍品向民品的過渡，消費量快速增長，使用牌號有1Cr18Ni9、0Cr19Ni9和0Cr17Ni7Al等，涉及標準包括：MIL-W46078B、ASTM A313、DIN17224（現(xiàn)轉(zhuǎn)化為ISO6931）和JIS G4314。到2000年，我國家電、五金和日用化工產(chǎn)品開始批量出口，并逐步占居國際市場的一定份額，帶動不銹彈簧鋼絲品種多樣化，消費量急劇增長。目前市場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個類型，10余個牌號。其中200系列奧氏體和鐵素體型牌號（409、409Nb和434）使用較多是具有中國特色的用法。

4.2 牌號的選擇

考慮到馬氏體彈簧鋼絲是在淬回火狀態(tài)使用，對鋼絲的技術(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準中。因此本標準只選用奧氏體型牌號，各牌號，不同標準化學(xué)成分比較如表1。

表1 各國不銹彈簧鋼絲化學(xué)成分比較

牌號	化學(xué) 成分（質(zhì) 量分數(shù) % ）
牌號	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(本標準)	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
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(本標準)	0.15	1.00	11.0～14.0	0.060	0.030	16.5～19.0	0.5～2.5	0.20～0.45
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(本標準)	0.15	1.00	2.00	0.045	0.030	17.0～19.0	8.0～9.5	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	化學(xué) 成分（質(zhì) 量分數(shù) % ）
牌號	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 (本標準)	0.08	1.00	2.00	0.045	0.030	18.0～20.0	8.0～10.5	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 (本標準)	0.08	1.00	2.50	0.045	0.030	18.0～20.0	7.0～10.5	0.10～0.25
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 (本標準)	0.08	1.00	2.00	0.035	0.030	16.0～18.5	10.0～14.0	0.10	Mo：2.0～3.0
X7CrNiAl17-7 (ISO6931)	0.09	1.0	1.0			16.0～18.0	6.5～7.5^A		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 (本標準)	0.09	1.00	1.00	0.040	0.030	16.0～18.0	6.8～7.8		Al：0.75～1.5
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(本標準)	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

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)量分數(shù)可定為7.0～8.25。

本標準包含4個國際通用牌號12Cr18Ni9(302)、06Cr19Ni9(304)、06Cr17Ni12Mo2(316)、07Cr17Ni7Al (631) ，1個國內(nèi)軍工企業(yè)使用牌號：10Cr18Ni9Ti，2個200系列奧氏體型牌號：12Cr17Mn8Ni3Cu3N(S20430)、12Cr18Mn13Ni2N(S24100) 和1個有發(fā)展前途的牌號：06Cr19Ni9N(SUS304N1)。因為彈簧鋼絲是通過冷拉，以較高抗拉強度交貨的，碳和氮是決定冷拉強化速率的關(guān)鍵元素，一般將碳控制在上限，對氮也必須加以控制，否則不同爐號的抗拉強度波動將加大，因此對不用氮作為合金元素的牌號規(guī)定其氮含量不大于0.10%。從表1可以看出：我國不銹彈簧鋼絲的牌號和成分，基本與國外標準同步，完全可以滿足國內(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)此本標準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時抗拉強度與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ASTM A313標準1998年才錄入的牌號，03年版本鋼絲供貨尺寸范圍為＞0.080英寸（2.03mm）～.010英寸(2.67mm)，國內(nèi)實際訂貨尺寸范圍是Φ1.0mm～6.0mm，本標準據(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ASTM A313-03標準中的最大尺寸為0.500英寸(12.7mm)，實際生產(chǎn)中該牌號冷加工強化的快，比較易達到較高抗拉強度，本標準將F組彈簧鋼絲尺寸上限放到12.0mm也為選用大規(guī)格高強度不銹彈簧鋼絲提供方便。

本標準按慣例，規(guī)定彈簧鋼絲執(zhí)行h11級正負偏差。經(jīng)雙方商定，并在合同中注明，可提供其他級別的鋼絲，包括表3中規(guī)定的負偏差鋼絲。

本標準參考照上述列出的標準規(guī)定：鋼絲以盤卷、纏線軸和直條(或磨光)三種狀態(tài)交貨,不再對鋼絲交貨時的外形作更細的規(guī)定。對盤形也參照ASTM A313只作原則性，但簡易可行的規(guī)定：“盤卷應(yīng)規(guī)整，打開盤卷時鋼絲不得散亂、扭曲或呈“∞”字形。線軸應(yīng)保證放線順暢，端頭有明顯標識?！?/DIV>

對鋼絲的盤重(或單軸凈重）原冶金標準規(guī)定的很低（不小于0.15～2kg）,實際交貨盤重遠遠大于這個標準，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

抗拉強度是不銹彈簧鋼絲最重要的技術(shù)指標，本標按抗拉強度合格范圍將不銹彈簧鋼絲分為A、B、C、D、E和F六個組別，與我國碳索彈簧鋼絲的組別相呼應(yīng)。根據(jù)各牌號鋼的特性和使用習(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?，有強度要求的結(jié)構(gòu)件；需要進一步加工成形的高強度異形鋼絲；以及制繩用鋼絲等，常用牌號有12Cr18Ni9、06Cr19Ni9和06Cr19Ni9N。B組適用于制作使用應(yīng)力較高、形狀相對簡的彈簧，多選用12Cr18Ni9和06Cr19Ni9N，06Cr19Ni9冷加工強化較慢，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，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兩個牌號，這兩個牌號冷加強化比06Cr19Ni9還慢，其抗拉強度稍低于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，即使冷加工較高強度仍具有無磁性能；10Cr18Ni9Ti是航空航天系統(tǒng)仍然廣泛使用的牌號，本標準予以保留。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、無磁性等優(yōu)點，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，其強度高于前者，特別是其良好的耐磨性能是前者無法相比的。

本標準依據(jù)下列原則確定各組別鋼絲的抗拉強度范圍：

(1) 依據(jù)各牌號的冷加工強化特性確定各組別鋼絲的抗拉強度范圍，本標準所列牌號的冷拉強化速率從大小依次排列的順序為：12Cr18Mn13Ni2N、12Cr17Mn8Ni3Cu3N、12Cr18Ni9、07Cr17Ni7Al、06Cr19Ni9N、06Cr19Ni9、06Cr17Ni12Mo2、10Cr18Ni9Ti，各組別冷拉鋼絲抗拉強度依次排列的順序基別如此。

(2) 參照ISO6931規(guī)定各組別抗拉強度范圍極差為下限的15%，但考慮到我國不銹鋼盤條化學(xué)成分和晶粒度實際控制水平不很高，往往帶來大規(guī)格鋼絲成品強度波動較大，所以參考JIS G4314標準規(guī)定抗拉強度極差不小于250N/mm2。

(3) 考慮不同組別之間的連續(xù)性，各組別的抗拉強度力爭不交叉或少交叉，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BS2056的Ⅰ級和Ⅱ級、JIS G4314的A組和B組確定，同時與ISO6931保持同步，詳見表2。`
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