弹簧在较低的温度下工作弹性变小

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弹簧在较低的温度下工作弹性变小

  • 发布时间:2022-02-17

  • 编辑:弹簧制造厂

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  弹簧在较低的温度下工作弹性变小

  

  温度对材料力学性能的影响尤为显著。应力松弛可分为高温松弛、室温松弛和低温松弛。在较低温度下,即使在弹性极限以下工作,由于时间的延续,原材料中的弹性变形也会通过位错运动逐渐转变为微塑性变形。弹簧的弹性在塑性变形后自然减弱。

  

  低温弹簧的定义没有标准可循,一般认为在摄氏零下至-273℃(温度零点)的工作弹簧称为低温弹簧,一般可分为四类:(1)零下至-20℃(常见低温条件);②-80~-20℃(高纬度极地地区);(3) 弹簧在-200~-80℃下使用;④ 在-273~-200℃的温度下,弹簧可以使用。

  

  (1) 低温弹簧原材料的选择

  

  低温弹簧原材料的选择原则上与常温弹簧原材料的选择相同,但应注意原材料在低温下性能指标的变化,因此,有必要了解各种原材料的低温性能指标以及对应弹簧应用的更低温度极限,以选择合适的弹簧原材料。低温弹簧的原材料主要是原材料。钢的低温力学性能与其晶体结构有很大关系。随着温度的降低,几乎所有钢的强度、硬度和弹性模量都会提高。大多数钢的延展性和韧性都随着温度的降低而降低。其中,当体心立方点阵钢的温度降低到一定值(即钢的脆性临界转变温度)时,韧性急剧下降,转变为脆性破坏,称为冷脆性体;另一种具有面心立方晶格的金属材料被称为非冷脆性材料,在保持高塑性和韧性指数的同时降低温度,提高强度。因此,如奥氏体不锈钢,在低温技术中使用。随着低温钢使用量的增加和温度区的多样性,许多开发了多种低合金低温钢。

  

  低温钢应具有以下性能指标;

  

  韧脆转变温度不超过使用温度;

  

  (2) 满足设计强度要求;

  

  (3) 结构在应用温度下稳定;

  

  (4) 更好的加工成形性;

  

  ⑤ 还规定了原材料的一些特殊效果,如极低渗透性、冷收缩和其他性能指标

  

  (2) 低温弹簧的热处理

  

  原材料的机械性能和低温性能与其微观结构密切相关,包括晶粒尺寸、碳化物分布以及金属间化合物的形态、尺寸和分布,这些都应通过正确的热处理工艺来实现。热处理工艺应考虑原材料在室温下的机械性能,以及低温条件(根据更低温度)

  

  温度)低于性能指标。

  

  对于温度较低的铁素体钢,应注意钢的临界脆性转变温度,该温度不得超过弹簧的更低使用温度。由于原材料的脆性温度与显微组织有关,热处理工艺应在保证原材料室温力学性能的前提下,获得更低的脆性临界转变温度。由于表面原因,低奥氏体钢的热处理不同

  

  随着温度的降低,中心立方晶格金属材料的强度增加,而塑性和韧性指数保持较高,因此不存在脆性的临界转变温度。低温奥氏体钢热处理的关键是如何保证原材料的强度性能满足设计要求,其处理工艺可采用不锈钢弹簧固溶处理+调整处理+时效处理工艺。

  

  (3) 低温的影响

  

  在较低温度下使用的弹簧原材料在较低温度下应具有更好的韧性。冷拔强化碳弹簧丝、奥氏体不锈钢弹簧丝、铜合金、镍合金在低温下均具有较好的韧性和强度。碳弹簧钢、低合金弹簧钢、30Cr13(3Cr13)、40Cr13(4Cr13)不锈钢弹簧钢和弹性合金的使用温度可低至-40℃。在较低的温度下,如-200℃,需要使用12Cr18Ni9、10Cr18Ni9Ti、QSN4-3、QSN6。5-0.1、QBe2和Ni66Cu29Al3(Monelk500)、GH4169(Inconel718)和其他原材料。

  

  温度对材料力学性能的影响尤为显著。应力松弛可分为高温松弛、室温松弛和低温松弛。在较低温度下,即使在弹性极限以下工作,由于时间的延续,原材料中的弹性变形也会通过位错运动逐渐转变为微塑性变形。


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