ASTM A230/A230M-19(2025)
Стандартные технические условия для стального провода, углеродной пружины клапана
- Стандартный №
- ASTM A230/A230M-19(2025)
- Дата публикации
- 2025
- Разместил
- American Society for Testing and Materials (ASTM)
- Последняя версия
- ASTM A230/A230M-19(2025)
- сфера применения
-
Обзор стандарта и техническая база
ASTM A230/A230M — это техническая спецификация для катанки из углеродистой стали, используемой в пружинах клапанов, разработанная Американским обществом по испытаниям и материалам (ASTM) специально для приложений производства пружин с высокими требованиями к усталостным характеристикам. Первоначально опубликованный в 1939 году, этот стандарт претерпел несколько пересмотров, последней версией которой является A230/A230M-19(2025), опубликованная в 2019 году и повторно утвержденная в 2025 году. Являясь специализированным стандартом на материалы для пружин клапанов и других пружин, используемых в условиях высокой усталости, он занимает важное место в таких ключевых областях, как автомобильные двигатели и промышленная арматура.
Этот стандарт соответствует уровню VD в европейском стандарте EN 10270-2, что отражает международную конвергенцию в технических требованиях к высококачественным пружинным материалам. Стандарт использует двойную систему единиц (единицы СИ и имперские единицы) для обеспечения глобальной применимости, но подчеркивает, что две системы единиц должны использоваться независимо, чтобы избежать проблем соответствия, вызванных их смешиванием.
Требования к процессу производства материала
Согласно разделу 5 стандарта, производство катанки из стали для пружин клапанов должно использовать **выплавку стали в сочетании с процессом вторичной очистки**, чтобы гарантировать выполнение требований по содержанию включений. Процесс производства включает непрерывную разливку для получения стальных заготовок, прокатку в стальные заготовки, предварительную обработку стальных заготовок и, наконец, изготовление катанки. Что касается качества поверхности, стандарт требует, чтобы операции по удалению поверхностного слоя катанки выполнялись во время производства, чтобы гарантировать, что состояние поверхности и обезуглероженный слой конечного продукта соответствуют требованиям.
Состояние материала делится на два типа: отожженное и холоднотянутое состояние и закаленное и отпущенное состояние, которое должно быть указано покупателем. Стандарт допускает использование альтернативных производственных процессов при согласовании как поставщика, так и покупателя, что отражает гибкость стандарта.
Требования к контролю химического состава
Элементы Требования к содержанию (%) Особые указания Углерод (C) 0,60–0,75 Регулируется для закаленной и отпущенной проволоки Марганец (Mn) 0,60–0,90 Регулируется для закаленной и отпущенной проволоки Фосфор (P) ≤0,025 Максимальное значение Сера (S) ≤0,030 Максимальное значение Кремний (Si) 0,15-0,35 Фиксированный диапазон Анализ химического состава делится на два уровня: анализ плавки и анализ продукта. Анализ плавки требует определения состава для каждой плавки жидкой стали, при этом образцы предпочтительно получать в процессе литья. Анализ продукции включает отбор покупателем образцов готовой катанки, которые должны соответствовать требованиям таблицы 3 спецификации A510/A510M. В арбитражных случаях химический анализ должен проводиться по методу испытаний A751.
Технические требования к механическим свойствам
Стандарт устанавливает четкие требования к механическим свойствам закаленной и отпущенной катанки, указывая соответствующий диапазон предела прочности на растяжение и минимальное сужение сечения для различных диапазонов диаметров.
Стоит отметить, что проволока диаметром менее 2,34 мм не требует испытания на сужение сечения. Для проволоки неправильной формы требования к пределу прочности на растяжение рассчитываются на основе эквивалентного диаметра окружности.Диапазон диаметров (мм) Минимальная прочность на разрыв (МПа) Максимальная прочность на разрыв (МПа) Минимальное сужение площади (%) <1.50 1700 1850 - 1.50-2.35 1650 1800 - 2.35-3.25 1620 1770 40 3,25–4,00 1580 1720 40 4,00–4,90 1550 1700 40 Испытание намотки требует, чтобы провода диаметром 4,00 мм и менее могли быть намотаны вокруг собственной оси без разрыва. Провода большего диаметра (до 8,00 мм) должны быть намотаны на оправку, диаметр которой вдвое больше диаметра провода. Испытание на кручение требует, чтобы образец длиной 250 мм медленно скручивался четыре раза, а затем скручивался в противоположном направлении до разрушения. Излом должен быть квадратным, перпендикулярным оси, без трещин и расщеплений.
Контроль качества металлургических свойств
Контроль обезуглероживания является ключевым показателем качества проволоки из пружинной стали для клапанов. Стандарт требует, чтобы правильно подготовленное поперечное сечение при 100-кратном увеличении не показывало полностью обезуглероженную область. Требование к глубине частичного обезуглероживания составляет: не более 0,025 мм для проволоки диаметром 4,90 мм или менее и не более 0,038 мм для проволоки большего диаметра. Для точного определения степени обезуглероживания отожжённой холоднотянутой проволоки образец должен пройти закалку и отпуск перед микроскопическим исследованием. Требования к качеству поверхности: поверхность проволоки должна быть гладкой, без таких дефектов, как швы, раковины и следы плесени, которые могут снизить усталостные характеристики пружины. Для специального контроля поверхности требуется использование вращающегося вихретокового дефектоскопа для проверки всего мотка проволоки; Дефекты глубже 0,04 мм должны быть маркированы для идентификации и отбраковки пользователем.
Площадь Тип включения A Тип включения B Тип включения C Тип включения D Площадь поверхности Тонкий 1/Толстый 1 Тонкий 1/Толстый 1/2 Тонкий 1/Толстый 1 Тонкий 1/Толстый 1/2 Сердечник Тонкий 2/Толстый 1,5 Тонкий 2/Тяжелая 1 Тонкая 2/Тяжелая 1.5 Тонкая 2/Тяжелая 1.5 Тонкая 2/Тяжелая 1.5 Тонкая 2/Тяжелая 1
Размерные допуски и производительность процесса
Стандарт имеет строгие правила в отношении допуска диаметра проволоки и овальности, с различными требованиями к допускам для разных диапазонов диаметров. Например, для проволоки диаметром менее 1,50 мм допуск диаметра составляет ±0,01 мм, а овальность — 0,01 мм; в то время как для проволоки диаметром более 4,50 мм допуск составляет ±0,05 мм, а овальность — 0,05 мм.
С точки зрения производительности процесса отожженная холоднотянутая проволока должна пройти достаточную холодную обработку, чтобы соответствовать требованиям пользователя к намотке, и находиться в подходящих условиях термообработки. Проволока не должна иметь перегибов или неправильного скручивания. Закаленная и отпущенная проволока требует однородного качества, равномерного отпуска и отсутствия волнистости или изогнутости. Каждый моток проволоки должен быть непрерывной длины, правильно намотан и надежно связан, а сварные соединения в готовом изделии не допускаются.
Система контроля и сертификации
Стандарт устанавливает полную систему контроля, включая разделение обязанностей по контролю, процедуры отбраковки и проверки, а также требования к сертификации.
Производитель несет ответственность за выполнение всех указанных требований по контролю и испытаниям, если иное не указано в контракте или заказе на покупку. Покупатель имеет право проводить любые необходимые проверки и испытания для подтверждения соответствия материалов требованиям. Что касается требований к сертификации, если они указаны в заказе на покупку или контракте, производитель или поставщик обязан предоставить покупателю сертификат, подтверждающий, что материалы были изготовлены, отобраны, испытаны и проинспектированы в соответствии с настоящей спецификацией и соответствуют требованиям. В сертификате должны быть указаны номер спецификации, год публикации и номер редакции (при наличии).
Рекомендации по внедрению стандартов и руководство по применению
При внедрении стандартов ASTM A230/A230M рекомендуется сосредоточиться на следующих аспектах:
Четкие технические требования к закупкам: В заказе необходимо четко указать количество материала, размеры, требования к химическому составу, условия состояния, а также номер стандарта ASTM и год публикации.
Типичный пример описания заказа: «20 000 кг закаленной и отпущенной проволоки для клапанных пружин из углеродистой стали, диаметром 6,00 мм, бухта 125 кг, соответствующая ASTM A230M версии _____ года»Ключевые аспекты контроля качества: Контроль обезуглероживания, содержание включений и качество поверхности являются ключевыми факторами, влияющими на усталостные характеристики пружин, и в процессе производства следует внедрить строгую систему контроля. Для регулярного контроля рекомендуется использовать такое оборудование, как металлографический микроскоп и вихретоковый дефектоскоп.
Стандартизация методов испытаний: Испытание на растяжение следует проводить по методу A370, химический анализ – по методу A751, а оценку включений – по методу E45. Для проволоки неправильной формы определение коэффициента формы должно быть согласовано поставщиком и покупателем.
Характеристики упаковки и маркировки: Размер проволоки, номер заказа покупателя, номер спецификации ASTM, номер печи, а также наименование или маркировка производителя должны быть надежно прикреплены к каждой катушке. Упаковка, маркировка и транспортировка должны осуществляться в соответствии с процедурами, рекомендованными в Руководстве A700.
Строгое соблюдение этого стандарта имеет решающее значение для обеспечения надежности и долговечности клапанных пружин в условиях высоких температур и высоких нагрузок и является технической основой для обеспечения качества пружинных компонентов в ответственном оборудовании, таком как автомобильные двигатели и промышленные компрессоры.
ASTM A230/A230M-19(2025) Ссылочный документ
- ASTM A370 Стандартные методы испытаний и определения для механических испытаний стальных изделий
- ASTM A510/A510M Общие технические требования к проволоке и круглому прутку из углеродистой и легированной стали
- ASTM A700 Стандартные методы упаковки, маркировки и погрузки стальной продукции для внутренних перевозок
- ASTM A751 Стандартные методы испытаний, практика и терминология химического анализа стальной продукции
- ASTM A941 Стандартные термины, относящиеся к стали, нержавеющей стали, связанным сплавам и ферросплавам
- ASTM E29 Стандартная практика использования значащих цифр в тестовых данных для определения соответствия спецификациям
- ASTM E45 Стандартные методы испытаний для определения содержания включений в стали
- ASTM E8/E8M Стандартные методы испытаний на растяжение металлических материалов
- EN 10270-2 Стальная проволока для механических пружин. Часть 2. Закаленная в масле и отпущенная пружинная стальная проволока.*， 2025-10-29 Обновление
ASTM A230/A230M-19(2025) История
- 2025 ASTM A230/A230M-19(2025) Стандартные технические условия для стального провода, углеродной пружины клапана
- 2019 ASTM A230/A230M-19 Стандартные спецификации на стальную проволоку и качество пружины углеродистого клапана
- 2005 ASTM A230/A230M-05(2011)e1 Стандартные спецификации на стальную проволоку и качество пружин клапана из закаленного в масле углеродного волокна
- 2005 ASTM A230/A230M-05 Стандартные спецификации на стальную проволоку и качество пружин клапана из закаленного в масле углеродного волокна
- 1999 ASTM A230/A230M-99 Стандартные спецификации на стальную проволоку и качество пружин клапана из закаленного в масле углеродного волокна
