斜圈彈簧告訴你彈簧為什麽會疲勞(láo)?
因(yīn)為彈簧在使用很長時間後會產生疲勞,也就是說,常見的變(biàn)形會使你失去原有的彈性特性。彈簧疲勞是指金屬的頻繁變形,裂紋會增加,裂(liè)紋間隙會增加,導致疲勞。彈簧使我們的日常生活變得越來越普遍,它的工作主要體(tǐ)現在電子、空氣(qì)、蒸汽、水等腐蝕介質(zhì)以及酸(suān)、堿、鹽等化學腐蝕介質中對不鏽鋼彈簧的腐蝕,根(gēn)據彈簧材料的力學性能(néng)可分為多種類型的彈簧(huáng),而在日(rì)常生活中使用時,造成彈簧疲勞的原因主要有六個(gè)。
1.屈服強度與屈服(fú)強度有(yǒu)一定的關係,材料的屈服(fú)強度越高,疲勞強(qiáng)度越高,因此,為(wéi)了(le)提高彈簧的疲勞強度,應盡量提(tí)高彈簧(huáng)材料的(de)屈服強度,或采用屈服強(qiáng)度和抗拉強度比較(jiào)高的材料。對於同一材(cái)料,細晶粒結構的屈服強度(dù)高於粗晶粒結構。
2、表麵狀態max應力多發生在彈簧材料的表層,所以彈簧的表麵質量對疲勞強度的(de)影響很大。彈簧材料在軋製、拉拔和(hé)卷製過程中造成的裂紋、疵點和傷痕等缺陷往往是造成彈簧疲勞斷裂的原(yuán)因。
材料表麵粗糙度愈小,應力集中愈小,疲勞強度也愈高。材料表麵粗糙度(dù)對疲勞極限的影(yǐng)響。隨著表麵(miàn)粗糙度的增加,疲勞極限(xiàn)下降。在同一粗糙度的情況下,不同的(de)鋼(gāng)種及不同的卷製(zhì)方法其疲勞極限降低程度也不同,如冷卷彈簧降低程度就比熱(rè)卷彈(dàn)簧小。因為鋼製熱卷彈簧及其熱處理(lǐ)加熱時(shí),由於氧化使彈簧材料表麵變粗糙和產生脫碳現象,這樣就降低了彈簧的疲勞強度。
3.材料尺寸越大,各(gè)種冷熱加工工藝產生缺陷的可能性越大(dà),表麵缺陷的可能性越大,從而(ér)導致(zhì)疲勞性能下降,因此在計算彈(dàn)簧疲勞強度時應考慮尺寸效應的(de)影(yǐng)響。
4.冶金缺陷是指非金屬(shǔ)夾雜物、氣泡、元素等的偏析,表麵存在的夾雜物是(shì)應力集中的來源,會導致夾雜物和基體與基體界麵的疲(pí)勞裂紋,通過真(zhēn)空熔煉、真空澆注等措施(shī),可大(dà)大提高鋼的質量。
5.腐蝕介質彈簧在(zài)腐蝕介質中(zhōng)工作時,由於表麵點蝕或表麵晶(jīng)界腐蝕而成為疲勞源,在變應力作用(yòng)下逐漸膨脹(zhàng)並導(dǎo)致斷(duàn)裂。例如,在(zài)淡水中工作的(de)彈簧鋼,其疲(pí)勞極限僅為空氣(qì)中疲(pí)勞極限的(de)10%≤的25%。腐蝕對彈簧疲勞強度(dù)的影響不僅與彈簧在(zài)變載(zǎi)荷作用下的次(cì)數(shù)有關,而且(qiě)與(yǔ)彈簧的使用壽(shòu)命(mìng)有關。因此(cǐ),在設計和計(jì)算受腐蝕影響的彈簧時,應考慮到彈簧的使用壽命。
為了保證彈簧在腐蝕條件下的疲勞強度,可采用不鏽鋼(gāng)、非鐵金屬或表麵保護層等耐腐蝕材料,如塗層、氧化層、塑料(liào)噴塗層、油漆層等。實踐表明,鍍(dù)鎘可大大(dà)提高彈簧的疲勞極限。
6.溫度碳鋼的疲勞強度從室(shì)溫(wēn)下(xià)降到120℃,從120℃提高到350℃,在溫度高(gāo)於350℃後下降,在高溫下沒有疲(pí)勞極限,在高溫下工作的彈簧應考慮耐熱(rè)鋼,在低於(yú)室溫的條件下(xià),鋼的(de)疲勞極限增加。