فولاد فنر یکی از مواد اولیه مهم در صنعت است که برای تولید فنرها استفاده می‌شود. خواص مکانیکی و انعطاف‌پذیری منحصر به فرد این نوع فولاد، آن را به یک انتخاب ایده‌آل برای بسیاری از صنایع مانند خودروسازی، الکترونیک و ماشین‌آلات تبدیل کرده است.

ویژگی‌های فولاد فنر

مقاومت در برابر خوردگی:
 فولاد فنر می‌تواند مقاومت بالایی در برابر خوردگی و زنگ زدگی داشته باشد.
بازگشت به شکل اولیه:
 بعد از تحمل فشار و تغییر شکل، فولاد فنر قابلیت بازگشت به شکل اولیه خود را دارد. این ویژگی بسیار مهم است زیرا در بسیاری از کاربردها نیاز است که فنرها بعد از استفاده مجدداً به شکل اولیه خود بازگردند.
مقاومت در برابر خمش: 
فولاد فنر با قابلیت پیچش و تغییر شکل بدون شکست، مقاومت بالا در برابر خمش را ارائه می‌دهد. این ویژگی باعث می‌شود فنرها بتوانند بارهای سنگین را تحمل کنند و به حالت اصلی برگردند.
انعطاف‌پذیری:
 فنرها نیازمند انعطاف‌پذیری بالا هستند تا بتوانند فشار، کشش و پیچش را تحمل کنند. فولاد فنر به دلیل ساختار خاص خود، انعطاف‌پذیری بالایی دارد. این نوع فولاد، قابلیت تحمل فشار، کشش و پیچش را دارند و بدون شکست یا تغییر شکل دائمی به حالت اولیه خود برمی‌گردند.

فرآیند تولید فولاد فنر

• انتخاب مواد اولیه:

 مواد اولیه شامل آهن، کربن و عناصر دیگری همچون سیلیسیوم و منگنز است. ترکیب شیمیایی مواد اولیه براساس نیازهای مصرف و خواص مورد انتظار از فنر تعیین می‌شود.

• آماده‌سازی مواد: 

مواد اولیه با استفاده از فرآیندهای مختلفی مانند ذوب، تصفیه و آلیاژسازی آماده می‌شوند.

• فرآیند تمپر: 

فولاد فنر از طریق فرآیند تمپر شده و تحت فشار قرار می‌گیرد تا خواص مکانیکی و انعطاف‌پذیری مورد نیاز کسب کند. این فرآیند شامل تغییر شکل پلاستیکی و حرارتی است.

• شکل‌دهی و پیچش: 

فنرها با استفاده از ماشین‌آلات خاص شکل‌دهی و پیچش می‌شوند. قطر و شکل نهایی فنر در این مرحله تنظیم میشود.
تنش تسلیم فولاد فنر چیست؟
تنش تسلیم (Yield strength) در فولاد فنر به مقاومتی اشاره دارد که فولاد فنر قبل از دست‌یابی به حد شکست، تحمل می‌کند و شروع به تغییر شکل دائمی می‌کند. به عبارت دیگر، تنش تسلیم نقطه‌ای است که در آن فولاد فنر از حالت الاستیک خارج شده و به حالت پلاستیک و تغییر شکل دائمی وارد می‌شود. تنش تسلیم به صورت تنشی (با واحد فشار) مشخص می‌شود. مقدار تنش تسلیم وابسته به نوع و مشخصات فنر، فولاد مورد استفاده و شرایط فرآیند تولید می‌باشد. این مقدار معمولاً در دسته‌بندی‌های فولاد فنر مشخص شده است. تنش تسلیم مهمی در طراحی و انتخاب فنرها است زیرا به عنوان یک معیار اصلی برای انتخاب مواد و تحمل بارهای مختلف استفاده می‌شود. با استفاده از تنش تسلیم، می‌توان تضمین کرد که فنر در شرایط عملیاتی مشخص، به درستی عمل خواهد کرد و تغییر شکل دائمی نخواهد داشت.

کار سختی در فولاد فنر چیست؟
کار سختی (Hardness) در فولاد فنر به میزان مقاومت فولاد در برابر نفوذ و خراشیدگی اشاره دارد. این ویژگی نشان می‌دهد که چقدر فولاد فنر سخت است و توانایی ضد خراشیدگی و ایجاد اثرات نفوذی را دارد.
معیار کار سختی در فولاد فنر معمولاً با استفاده از روش‌های خاصی مانند آزمون برگر ویکرز (Brinell)، آزمون راکوول (Rockwell)، یا آزمون ویکرز (Vickers) اندازه‌گیری می‌شود. این آزمون‌ها با استفاده از نیروی فشاری یا ضربه‌ای بر روی سطح فولاد انجام می‌شوند و از اثرات ایجاد شده بر روی سطح به عنوان معیاری برای اندازه‌گیری سختی استفاده می‌کنند.
مقادیر کار سختی در فولاد فنر معمولاً به صورت اعداد بر اساس مقیاس‌های متفاوتی گزارش می‌شوند. برای مثال، مقیاس هاردنس راکول C (Rockwell C Hardness) معمولاً برای اندازه‌گیری سختی فولاد فنر استفاده می‌شود.
کار سختی در فولاد فنر مهم است زیرا بر تحمل فشارها و بارهای خارجی تأثیر می‌گذارد. فولاد فنر با کار سختی بالا، مقاومت بهتری در برابر خراشیدگی، سایش و تغییر شکل دائمی دارد و در نتیجه، عمر مفید و کارایی فنر را افزایش می‌دهد

استحکام کششی فولاد فنر به چه معناست؟
استحکام کششی (Tensile strength) در فولاد فنر به مقاومتی اشاره دارد که فولاد فنر در برابر نیروی کششی تحمل می‌کند قبل از اینکه به حد شکست برسد. به عبارت دیگر، استحکام کششی نقطه‌ای است که در آن فولاد فنر به شکلی غیرقابل بازگشت کشیده می‌شود و شکل اولیه خود را از دست می‌دهد.
استحکام کششی به صورت نیرویی (با واحد نیوتن) یا تنشی (با واحد فشار) مشخص می‌شود. این مقدار معمولاً در مشخصات فنرها یا استانداردهای مربوطه ذکر می‌شود.
استحکام کششی در فولاد فنر مهم است زیرا نشان دهنده مقاومت فنر در برابر نیروهای کششی است. استحکام کششی بالا به معنای داشتن فنری با مقاومت بالا در برابر کشش و قدرت تحمل بارهای فشاری است. این ویژگی مهم است در انتخاب فنرها برای کاربردهایی که نیاز به مقاومت بالا در برابر نیروهای کششی دارند، مانند تجهیزات صنعتی، خودروها، ماشین‌آلات و سیستم‌های تعلیق.

عملیات‌های حرارتی فولاد فنر

تصفیه حرارتی (Annealing): در این فرآیند، فولاد فنر به یک دمای بالا می‌رسد و سپس به آرامی خنک می‌شود. این فرآیند برای کاهش تنش‌ها، اصلاح ترک‌ها و تغییر ساختار فلزی استفاده می‌شود.

تصلیب (Quenching): در این بخش، فولاد فنر به سرعت در یک محیط خنک‌کننده مثل روغن یا آب خنک می‌شود. این عملیات باعث افزایش سختی و استحکام فولاد فنر می‌شود.

تنظیم مجدد (Tempering): پس از تصلیب، فولاد فنر به یک دمای متوسط خاص گرم می‌شود و سپس به آرامی خنک می‌شود. این فرآیند برای کاهش سختی زیاد بعد از تصلیب و افزایش انعطاف‌پذیری و مقاومت در برابر خمش استفاده می‌شود.

تنظیم مجدد نهایی (Final Tempering): بعد از فرآیند تصلیب و تنظیم مجدد، فولاد فنر به دماهای پایین‌تری گرم می‌شود تا خواص نهایی مورد نیاز برای کاربردهای خاص فنر به دست آید.