彈簧材料(liào)的選擇,應根據彈簧承受載(zǎi)荷(hé)的性質、應(yīng)力狀態、應力大小、工(gōng)作溫度(dù)、環境介質、使用壽命、對導電導磁的要求、工藝性能(néng)、材料來源和彈簧價格等因素(sù)確定。
在確定材料截麵形(xíng)狀和尺(chǐ)寸時,應當優先選用國家標準(zhǔn)和部頒標準所規定的係(xì)列尺(chǐ)寸,盡量避免選用非標準係列規格的材料。
中、小型(xíng)彈簧,特別(bié)是(shì)螺旋拉伸(shēn)彈簧,應當優(yōu)先用經過強化處理的鋼絲,鉛浴等(děng)溫冷拔鋼絲和油淬火回火(huǒ)鋼絲,具有較高的強度和(hé)良(liáng)好表麵質量,疲勞性能高於普通淬火回火鋼絲,加工簡單,工藝性好,質量穩定。碳素(sù)彈簧鋼絲和琴鋼絲冷拔後產生較大的剩餘應力,加工彈簧後,存在較大的剩餘應力,回火後尺寸變化較大,難以控製尺寸精度。油淬火回火鋼絲是在鋼絲是在鋼絲拉拔到規定尺寸後進行調(diào)製強化處理,基本上沒(méi)有剩餘應力存在,成型彈(dàn)簧後經低溫回火,尺寸變化很小,耐(nài)熱穩(wěn)定性好於(yú)冷拔強化鋼絲。
大(dà)中型彈簧,對於載荷精度和應力較高(gāo)的應選用(yòng)冷拔材或冷拔後磨光鋼(gāng)材。對於載荷精度和(hé)應力較低的彈(dàn)簧,可選用熱軋鋼材。
螺旋彈簧的材料截麵,應優先選用圓形截麵。正方形和矩形截麵材料,承受能(néng)力較強(qiáng),抗(kàng)衝擊性能好,又可使(shǐ)彈簧小型(xíng)化,但材料來源少。且價格較高,除特殊需要外,一般盡量不選用這種材料。近(jìn)年來,研製用(yòng)圓鋼絲軋扁代(dài)替梯形鋼絲,取得了(le)很好的效果。
在高溫下工(gōng)作的彈簧材料,要求強度有較好的熱穩定性、抗鬆弛或(huò)蠕(rú)變能力、抗氧化能(néng)力、耐一定(dìng)介質腐蝕能力。
彈簧的(de)工作溫度升高,彈簧材料的彈性模量下(xià)降,導致剛度下降(jiàng),承載能力變(biàn)小(xiǎo)。因此,在高溫下工作的彈簧必須了解彈性模量的變化率(值),計算彈簧承載能力下降對使用性能的影響。按照GB1239規定,普通螺旋彈(dàn)簧工作溫度超過60℃時,應(yīng)對切變模量進行修正,其公式為:Gt=KtG式中G——常溫下的彈性模(mó)量;Gt——工作溫(wēn)度t下(xià)的切變模量;Kt——溫度修正係數按(àn)2—98選取(qǔ)。
在(zài)低溫下使用的彈簧材(cái)料,應(yīng)具有良好的低溫(wēn)韌性。碳(tàn)素彈簧鋼絲、琴鋼絲和1Cr18Ni9等(děng)奧氏體不(bú)鏽(xiù)鋼彈簧鋼(gāng)絲、銅合金、鎳合金有較好的低溫韌性和強度。
在低溫下,材料的脆性對表麵缺陷十分(fèn)敏感,因此,對材料表麵質量應嚴(yán)格要(yào)求。
在低溫下,環(huán)境介(jiè)質(zhì)對材料腐(fǔ)蝕程度比在溫室下小得多,而鍍鎘和鍍鋅易(yì)引起冷脆。
在低溫下,材料的彈性模量和膨脹係數變化不大,在設計中可以不考慮。
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