弹簧的形变热处理
形变热处理是将钢的变形强化与热处理强化两者结合起来,进一步提高钢的强度和韧性。形变热处理有高温、中温和低温之分。高温形变热处理是在稳定的奥氏体状态下产生形变后立即淬火,也可与锻造或热轧结合起来,即热成型后立即淬火。60Si2Mn钢制造的汽车板簧,经高温形变热处理(930℃ 热性变量18%,油淬)后,采用650℃×3.25min的高温快速回火,其强度和疲劳寿命都得到很大提高。
弹簧的服役条件和应力状态
弹簧的服役条件是指它的工作环境(温度和介质)及应力状态等因素。工作温度可分为低温(室温以下)、室温、较高温(120℃~350℃)、高温(350℃以上)几个档次。工作环境介质有空气、水蒸气、雨水、燃烧产物、以及酸、碱水溶液等。普通机械弹簧一般是在室温或较高工作温度、大气条件下承受载荷。也有用于耐蚀、承受高应力等各种特殊用途的弹簧。工作持续时间也是一个值得考虑的重要因素。
弹簧的失效方式
由于弹簧服役条件的复杂性和苛刻性,其失效方式也多种多样,但***主要的是“断裂失效”和“应力松弛(变形)失效”两大类。在断裂失效中又可分为脆性断裂和塑性断裂,其中突发性的脆性断裂危害性***大。在断裂失效中还有疲劳断裂、应力腐蚀断裂及腐蚀疲劳断裂。此外,还有氢脆、镉脆及黑脆等。其中疲劳断裂约占弹簧断裂失效的80%-90%。在生产实践中可依据弹簧断口特征来判断其断裂方式,可根据弹簧的受力条件找出其断裂源,分析其裂纹的扩展速率。应力松弛(变形)失效是弹簧工作过程中普遍存在的现象,一般不被重视,而它对那些执行控制的元件,则是影响产品效率、灵敏度及可靠性的关键性零件。弹簧的早期失效造成直接和间接的经济损失巨大。
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