斜圈彈簧告訴你彈簧為什麽會(huì)疲勞?

因為彈簧在使用很長時(shí)間(jiān)後會產生疲勞(láo),也就是說,常見的變形會使(shǐ)你失去原有的彈(dàn)性特性。彈簧疲勞是指金屬的頻(pín)繁變形,裂紋會增加,裂紋間隙會(huì)增加,導致疲勞。彈簧(huáng)使我們的日常(cháng)生活(huó)變得越來越普(pǔ)遍,它(tā)的工作主要體現在電子、空氣、蒸汽(qì)、水等腐(fǔ)蝕介質以及酸、堿、鹽等化學腐蝕介(jiè)質中對不鏽鋼彈簧的(de)腐蝕,根據彈簧材料的力學性能(néng)可分為多(duō)種類(lèi)型的彈(dàn)簧,而(ér)在日常生活中使用時,造成彈簧疲勞的原因主要有六(liù)個。
1.屈服(fú)強度與屈服(fú)強度(dù)有一定的關係,材料的屈服強度越高,疲勞強度越高,因此,為了提(tí)高彈簧的疲勞強(qiáng)度,應(yīng)盡量提高彈簧材料的屈服強度,或采用屈服強度(dù)和抗拉(lā)強度比較高的材料。對於同一材料,細晶粒結構的屈服強度高於粗晶粒結構。
2、表麵狀態max應力多發生在彈簧(huáng)材料的表層(céng),所以彈簧的(de)表麵質量對疲勞強度的影響很(hěn)大。彈簧材料在軋製、拉拔和(hé)卷製過程中造(zào)成(chéng)的裂紋、疵點和傷痕等缺陷(xiàn)往往是造成彈(dàn)簧疲勞斷裂的原(yuán)因。
材料表麵粗糙(cāo)度愈小,應力集中愈小,疲(pí)勞強(qiáng)度也愈高。材(cái)料表麵(miàn)粗糙度對疲勞極限的影(yǐng)響。隨著表麵粗糙度的增(zēng)加,疲勞極限下降。在同一粗糙度的情況下,不(bú)同的鋼種及不同的卷製方法其(qí)疲勞極限降(jiàng)低程度也不同,如冷卷彈簧降低程度就比熱卷彈簧小。因為鋼製熱卷彈(dàn)簧及其熱處理加熱時,由於氧化使彈簧材料表麵變粗糙和產生脫碳現(xiàn)象(xiàng),這樣就降低了彈簧的疲勞強度。
3.材料尺寸越大,各種冷熱加工工藝產生缺陷(xiàn)的可能性越大,表麵缺陷的可能性越大,從而導致疲勞性能下降(jiàng),因此在計算彈簧疲勞(láo)強度時應考慮尺寸效應(yīng)的影(yǐng)響。
4.冶金缺陷(xiàn)是指非金屬(shǔ)夾雜物、氣泡、元素等的偏(piān)析,表麵存在的夾雜物是應力集(jí)中的來源,會導致夾雜物和基體與基體界麵的疲勞(láo)裂紋,通過真空熔煉、真空(kōng)澆注等措施,可(kě)大大提高鋼的質量。
5.腐(fǔ)蝕介質彈簧在腐(fǔ)蝕介質中工作時,由於表麵點蝕或表麵晶界腐蝕而成為疲勞源,在變應力作用下逐漸膨脹並導致斷裂(liè)。例如,在(zài)淡水(shuǐ)中工作的彈簧鋼,其(qí)疲勞(láo)極(jí)限僅(jǐn)為空氣中(zhōng)疲勞極限的10%≤的25%。腐蝕對彈(dàn)簧疲勞強度的影響不僅與彈簧在變載荷作用下的次數(shù)有關,而且與彈簧的使用壽命有(yǒu)關。因此,在設計和計(jì)算受腐(fǔ)蝕影響的彈簧時(shí),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、非鐵金屬或表麵(miàn)保護(hù)層等耐(nài)腐蝕材(cái)料,如塗層(céng)、氧化層、塑料噴塗層、油漆層(céng)等。實(shí)踐(jiàn)表明,鍍鎘可大大提高彈(dàn)簧的疲勞極限。
6.溫度碳鋼的疲勞強度從室溫下降到120℃,從120℃提高到350℃,在溫(wēn)度高於350℃後下降,在高(gāo)溫下沒有疲勞極限,在高(gāo)溫(wēn)下工作的彈簧應考(kǎo)慮耐熱鋼,在低於室溫的(de)條(tiáo)件下,鋼的疲勞極限增加。
