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彈簧的材料與許用應力

發布日期:2012-06-15 08:51 點擊:1246
彈簧在工作時常受到變載荷或沖擊載荷的作用,為了保證彈簧能夠持久可靠地工作,其材料必須具有高的彈性極限和疲勞極限,同時應具有足夠的韌性和塑性,以及良好的可熱處理性。
彈簧材料及性能可以查閱相關手冊,規范和標準(GB/T129.6-92,GB4357-89)。常用的彈簧鋼主要有:

1:碳素彈簧鋼
這種彈簧(例如65、70號鋼等)的優點是價格便宜,原材料來源方便,缺點是彈性極限低,多次重復變形后易失去彈性,并且不能再130度的溫度下正常工作。

2:低錳彈簧鋼
這種彈簧鋼(如65Mn)與碳素彈簧鋼相比,優點是淬透性較好和強度較高;缺點是淬火后容易產生裂紋及熱脆性。但由于價格便宜,所以一般機械上常用于制造尺寸不打的彈簧,例如離合器彈簧等。

3: 硅錳彈簧鋼
這種鋼(例如60Si2Mn)中因為加入了硅,所以可以顯著提高彈性極限,并提高了回火穩定性,因而可以在更高的溫度下回火,從而得到良好的力學性能。硅錳彈簧鋼在工業上得到了廣泛的應用,一般用于制造汽車,拖拉機的螺旋彈簧等。

4: 鉻釩鋼
這種鋼(例如50CrVA)中加入釩的目的是細化組織,提高鋼的強度和韌性。這種材料的奶疲勞和抗沖擊性能良好,并能再-40度——210度的溫度下可靠的工作,但價格較貴。多用于要求較高的場合,如用于制造航空發動機調節系統中的彈簧。
此外,某些不銹鋼和青銅等材料,具有耐腐蝕的特點,青銅還具有磁性和導電性,故常用于制造化工設備中或工作于腐蝕介質中的彈簧。其缺點是不容易熱處理,力學性能較差,所以在一般機械中很少采用。
 
選擇材料時,應考慮到彈簧的用途、重要程度、使用條件(包括載荷性質、大小及循環特性,工作持續時間,工作溫度和周圍介質情況等),加工、熱處理和經濟性等因素。同時,也要參照現有設備中使用的彈簧,選作出較為合用的材料。
 
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