簧的工作温度升高,弹簧材料的弹性模量下降,导致刚度下降,承载能力变小。通常将我们在选用耐腐蚀的弹簧材料时基本考虑的就是不锈钢i弹簧。因此,在高温下工作的弹簧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i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。
:不锈钢为什么耐腐蚀?
所有金属都和大气中的氧气进行反应,在表面形成氧化膜。所以应在电镀或酸洗后烘箱或电阻炉内去氢处理,根据弹簧的大小和镀层的厚度确定温和和时间,一般正常的温度选择在150-250摄氏度之间,保温时间0。不幸的是,在普通碳钢上形成的氧化铁继续进行氧化,使锈蚀不断扩大,终形成孔洞。可以利用油漆或耐氧化的金属(例如,锌,镍和铬)进行电镀来保证碳钢表面,但是,正如人们所知道的那样,这种保护仅是一种薄膜。如果保护层被***,下面的钢便开始锈蚀。
不锈钢的耐腐蚀性取决于铬,但是因为铬是钢的组成部分之一,所以保护方法不尽相同。
在铬的添加量达到10.5%时,钢的耐大气腐蚀性能显著增加,但铬含量更高时,尽管仍可提高耐腐蚀性,但不明显。汽车弹簧材料的选择,应根据弹簧承受载荷的性质、应力状态、应力大小、工作温度、环境介质、使用寿命、对导电导磁的要求、工艺性能、材料来源和价格等因素确定。原因是用铬对钢进行合金化处理时,把表面氧化物的类型改变成了类似于纯铬金属上形成的表面氧化物。这种紧密粘附的富铬氧化物保护表面,防止进一步地氧化。这种氧化层极薄,透过它可以看到钢表面的自然光泽,使不锈钢具有独特的表面。而且,如果损坏了表层,所暴露出的钢表面会和大气反应进行自我修理,重新形成这种'钝化膜',继续起保护作用。
由于弹簧设计程序丰富且易于使用,大多数工程师都知道他们想要什么,并且知道在设计弹簧时如何将数字插入程序。许多工程师,尽管在冶金学方面受过良好教育,但对每种合金对弹簧应用的适应性并不十分了解。选择用于弹簧的合金并不像原始金属那样自动化。
在考虑使用什么(合金)材料时,至少有九个关键特性可以发挥作用。
电导率
恒模数
耐腐蚀性
热硬化性
加热元件
压力很大
磁
可镀性
温度
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