六大因素,彈簧強度不一樣(yàng)!
1.屈服強(qiáng)度材料的(de)屈服強度和(hé)疲勞極限之間有一定的關系(xì),一(yī)般來說,材料的屈服強度越高,疲勞強度也越高,因此(cǐ),為了提高彈簧的疲勞強度應設法提高彈簧材料的屈服強度,或采用屈服強(qiáng)度和抗拉強度比值高的材料。對同一材料來說,細(xì)晶粒組織比粗細晶粒組織(zhī)具有更高的屈(qū)服強度。
2.表面狀态最(zuì)大應(yīng)力多發生在彈簧材料的表層,所以彈簧的表面質量對疲勞強度的影響很大。彈簧材料在(zài)軋制、拉拔和卷制過程中造成的裂紋、疵點和(hé)傷痕等缺陷往往是造成彈簧疲勞斷裂的原(yuán)因。
材料表面粗(cū)糙度愈小,應力集中愈小,疲勞強度也愈高。材料表面粗糙度對疲勞極限的影(yǐng)響。随着表面粗糙度的增加,疲勞極限下降(jiàng)。在同一粗(cū)糙度的情況(kuàng)下,不同(tóng)的鋼(gāng)種及不同的卷制方法其(qí)疲勞極限降低程度也不同,如冷卷彈簧(huáng)降低程度就比熱卷(juàn)彈簧小。因為鋼制熱(rè)卷彈簧及其熱處(chù)理加熱時,由于氧化使彈簧材料表面變粗糙和産生脫碳現象,這樣就降低了彈簧的疲勞強(qiáng)度。
對材料(liào)表面進行磨削、強壓、抛丸和滾壓等。都可以提高彈簧的疲勞強度。
3.尺寸效應材料的尺寸(cùn)愈大,由于各種冷加工和熱加工工藝所造成的缺陷可能性愈高,産生表面缺陷的(de)可能性也越大,這些原因都會導緻疲勞性能下降。因此(cǐ)在計算彈簧的疲勞強度(dù)時要考慮尺寸效應的影響。
4.冶(yě)金缺陷冶金缺陷是指材料中的非(fēi)金屬夾雜物、氣泡、元素的偏析,等等。存在于表面的夾雜物是應力集中源,會導緻夾雜(zá)物與基體界面之間過早地産生疲勞裂紋。采用真空冶煉、真空澆注等措施,可以(yǐ)大大提高鋼材的質(zhì)量。
5.腐蝕介(jiè)質彈簧在腐蝕介質中工作時,由于表面(miàn)産生點(diǎn)蝕或表面晶界被(bèi)腐蝕而(ér)成為疲勞(láo)源,在變應力作用下就會逐步擴展而導緻斷裂。例如在淡水中工作的彈簧鋼,疲勞極限(xiàn)僅為空氣中的10%~25%。腐蝕對彈簧(huáng)疲勞強度的影響,不僅(jǐn)與彈簧受變載荷的(de)作用次數有關,而且與工(gōng)作壽命有關。所以設計計算(suàn)受腐蝕影響的彈(dàn)簧時,應将(jiāng)工作壽命考慮進去。
在腐蝕條件下工作的彈簧,為了保證其疲勞強度(dù),可采用抗腐蝕性能高的材料,如不鏽鋼、非鐵金屬,或者表面(miàn)加保護層(céng),如鍍(dù)層、氧化、噴塑、塗漆等(děng)。實踐表明鍍镉可以大大提高彈簧(huáng)的疲勞極限。
6.溫度碳(tàn)鋼的疲勞強度,從室溫到120℃時下降,從120℃到350℃又(yòu)上升,溫度高于350℃以後又下降,在高溫時(shí)沒有疲(pí)勞極限。在高溫條件下工作的彈簧,要考慮采用耐熱(rè)鋼。在(zài)低于室(shì)溫的條件下,鋼的疲勞極限有所增加。
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