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弹簧的工作温度和材料 [原创 2010-01-30 16:57:49]   

: 的工作温度升高,材料的弹性模量下降,导致刚度下降,承载能力变小。因此,在高温下工作的必须了解弹性模量的变化率(值),计算弹簧承载能力下降对使用性能的影响。按照GB1239规定,普通螺旋弹簧工作温度超过60℃时,应对切变模量进行修正,其公式为:Gt=KtG 式中G——常温下的弹性模量;Gt——工作温度t下的切变模量;Kt——温度修正系数按表2—98选取。


在低温下使用的弹簧: 材料,应具有良好的低温韧性。碳素弹簧钢丝、琴钢丝和1Cr18Ni9等奥氏体不锈钢弹簧钢丝、铜合金、镍合金有较好的低温韧性和强度。


在低温下,材料的脆性对表面缺陷十分敏感,因此,对材料表面质量应严格要求。


在低温下,环境介质对材料腐蚀程度比在温室下小得多,而镀镉和镀锌易引起冷脆。


在低温下,材料的弹性模量和膨胀系数变化不大,在设计中可以不考虑。


弹簧钢制作的弹簧,硬度(即强度)的选用应依据弹簧承载性质和应力大小而定。但是,硬度高低与平面应变断裂韧性关系极大。


从曲线关系可以看出,随着硬度增加,平面应变断裂韧性(KIC)值显著下降。这就是说在确定弹簧的硬度硬度值时,应本着在满足弹簧特性要求的前提下,弹簧的硬度值偏低一些好。


弹簧选材时,要注意钢材的淬透性。弹簧材料截面是否淬透以及淬透的程度,对弹簧质量关系极大。


以弹簧本身作导体的电器弹簧或在湿度变化不定的条件下,如水(包括海水)、水蒸气环境中工作的弹簧,一般选用铜和金材料。


在酸类接触极其他腐蚀介质下工作的弹簧,一般选用不锈耐酸钢或镍合金等耐蚀材料。在一般环境介质条件下使用的弹簧,选用普通弹簧钢,制成弹簧后在其表面进行防锈涂覆或电镀(镀锌、镀镉、镀铜)的方法防蚀。


在衡器和仪表中使用的弹簧,为了满足其精度不受温度变化的影响,一般选用弹性模量和膨胀系数变化极小的恒弹性合金。


在要求质轻、绝缘、防碰、防锈蚀等特殊用途的弹簧,可选用增强塑料。目前,较为适用的塑料弹簧,是用环氧树脂、酚醛树脂为基体,用玻璃纤维增强的热固增强塑料GFRP。也可选用防振橡胶制造各种类型的橡胶弹簧。


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标签:弹簧 工作 温度 材料
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