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導致彈簧疲勞斷裂的因素有哪些?

發布日期:2022-03-29

   彈簧是我們生活中常見的零部件,其工作主要體現在電子、耐空氣、蒸汽水等腐蝕介質和酸、堿鹽等化學侵性介質腐蝕的不銹彈簧。
       根據彈簧材質的受力性質可以分為多種類型彈簧,下面來談一談彈簧疲勞斷裂的主要因素。
       1、屈服強度材料的服強度和疲勞之間有一定的關系,一般來說材料的屈服強度越高疲勞強度也越高。因此,為了提高彈簧的疲勞強度應設法提高彈簧材料的屈服強度或采用屈服強度和抗強度比值高的材料。對同一材料來說細晶粒組織比粗細晶粒組織具有更高的屈服強度。
       2、表面狀態多發生在彈簧材料的表層,所以彈簧的表面質量對彈簧疲勞強度的影響很大,彈簧材料在軋制、拉拔和卷制過程中造成的裂紋、疵點、傷痕等缺陷往往是造成彈簧疲勞斷裂的原因。彈簧材料表面粗糙度越小,應力集中愈小,疲勞強越高。材料表面粗糙度對疲勞的影響。隨著表面粗糙度的增加,疲勞下降。在同一粗糙度的情況下,不同的鋼種及不同的卷紙方法其疲勞低程度也不同,如冷卷彈簧降低程度就比熱卷彈簧小。因為鋼制熱卷彈簧及其熱處理加熱時,由于氧化使彈簧材料表面變粗和產生脫碳現象,這樣就降低了彈簧的疲勞強度彈簧。彈簧材料表面進行磨削、強壓、拋丸和滾壓等都可以提高彈簧的疲勞強度。

彈簧

       3、尺寸效應材料的尺寸越大,由于各種冷加工和熱加工工藝所造成的缺陷可能性越高,產生表面缺陷的可能性也越大,這些原因部會導致疲勞性能下降。因此在計算彈簧的疲勞強度時要考慮尺寸效應的影響。
       4、冶金缺陷是指材料中的非金屬夾雜物氣泡、元素的偏析等等,存在于表面的雜物是應力集中會導夾雜物與基體界面之間過地產生疲勞紋。采用真空冶煉、真空澆注等措施,可以大大提高鋼材的質量。
       5、腐介質彈簧在腐蝕介質中工作時,由于表面產生點蝕或表面晶界被腐蝕而成為疲勞源,在變應力作用下就會逐步擴展而導致斷裂。列入在淡水中工作的彈簧鋼,疲勞僅為空氣中的10%-25%。腐性對彈簧勞強度的影響,不僅與彈受變載荷的作用次數有關,而且與工作壽命有關。所以設計計算受腐蝕影響的彈簧時,應將工作壽命考慮進去。在腐蝕條件下工作的彈簧,為了保證其疲勞強度,可采用耐腐蝕性能高的材料。如不銹鋼、非鐵金屬,或者表面加保護層,如鍍層、氧化、噴塑、涂漆等。實踐表明鍍鉻可以大大提高彈簧的疲勞。
       6、溫度碳鋼的疲勞強度,從室溫到120℃時下降,從120℃到350℃又上升,溫度高于350℃以后又下降,在高溫時沒有疲勞。在高溫條件下工作的彈簧,要考慮采用耐熱鋼。在低于室溫的條件下,鋼的疲勞有所增加。

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