彈簧疲勞強(qiáng)度的原因
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2022-09-09
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1．屈服強(qiáng)度材料的屈服強(qiáng)度和疲勞極限之間有一定的關(guān)系窥摄，一般來(lái)說(shuō)暂题，材料的屈服強(qiáng)度越高养砾，疲勞強(qiáng)度也越高，因此檩翁，為了提高彈簧的疲勞強(qiáng)度應(yīng)設(shè)法提高彈簧材料的屈服強(qiáng)度，或采用屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度比值高的材料。對(duì)同一材料來(lái)說(shuō)甸鸟，細(xì)晶粒組織比粗細(xì)晶粒組織具有更高的屈服強(qiáng)度。
2．表面狀態(tài)^大應(yīng)力多發(fā)生在彈簧材料的表層兵迅，所以彈簧的表面質(zhì)量對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響很大抢韭。彈簧材料在軋制、拉拔和卷制過(guò)程中造成的裂紋恍箭、疵點(diǎn)和傷痕等缺陷往往是造成彈簧疲勞斷裂的原因刻恭。
材料表面粗糙度愈小，應(yīng)力集中愈小扯夭，疲勞強(qiáng)度也愈高鳍贾。材料表面粗糙度對(duì)疲勞極限的影響。隨著表面粗糙度的增加交洗，疲勞極限下降骑科。在同一粗糙度的情況下橡淑，不同的鋼種及不同的卷制方法其疲勞極限降低程度也不同，如冷卷彈簧降低程度就比熱卷彈簧小账菊。因?yàn)殇撝茻峋韽椈杉捌錈崽幚砑訜釙r(shí)祥喳，由于氧化使彈簧材料表面變粗糙和產(chǎn)生脫碳現(xiàn)象，這樣就降低了彈簧的疲勞強(qiáng)度册吹。
對(duì)材料表面進(jìn)行磨削貌硬、強(qiáng)壓、拋丸和滾壓等馒狡。都可以提高彈簧的疲勞強(qiáng)度嚣褐。
3．尺寸效應(yīng)材料的尺寸愈大，由于各種冷加工和熱加工工藝所造成的缺陷可能性愈高牲支，產(chǎn)生表面缺陷的可能性也越大微惦，這些原因都會(huì)導(dǎo)致疲勞性能下降。因此在計(jì)算彈簧的疲勞強(qiáng)度時(shí)要考慮尺寸效應(yīng)的影響窥血。
4．冶金缺陷冶金缺陷是指材料中的非金屬夾雜物婶耕、氣泡、元素的偏析牢辣，等等赖厅。存在于表面的夾雜物是應(yīng)力集中源，會(huì)導(dǎo)致夾雜物與基體界面之間過(guò)早地產(chǎn)生疲勞裂紋晾咪。采用真空冶煉收擦、真空澆注等措施，可以大大提高鋼材的質(zhì)量谍倦。
5．腐蝕介質(zhì)彈簧在腐蝕介質(zhì)中工作時(shí)塞赂，由于表面產(chǎn)生點(diǎn)蝕或表面晶界被腐蝕而成為疲勞源，在變應(yīng)力作用下就會(huì)逐步擴(kuò)展而導(dǎo)致斷裂昼蛀。例如在淡水中工作的彈簧鋼宴猾，疲勞極限僅為空氣中的10%~25%。腐蝕對(duì)彈簧疲勞強(qiáng)度的影響叼旋，不僅與彈簧受變載荷的作用次數(shù)有關(guān)仇哆，而且與工作壽命有關(guān)。所以設(shè)計(jì)計(jì)算受腐蝕影響的彈簧時(shí)夫植，應(yīng)將工作壽命考慮進(jìn)去讹剔。
在腐蝕條件下工作的彈簧，為了保證其疲勞強(qiáng)度详民，可采用抗腐蝕性能高的材料延欠，如不銹鋼、非鐵金屬，或者表面加保護(hù)層卒亩，如鍍層蚀攘、氧化、噴塑划万、涂漆等嘴略。實(shí)踐表明鍍鎘可以大大提高彈簧的疲勞極限。
6．溫度碳鋼的疲勞強(qiáng)度招蠕，從室溫到120℃時(shí)下降卑蚓，從120℃到350℃又上升，溫度高于350℃以后又下降倾莽，在高溫時(shí)沒(méi)有疲勞極限径泉。在高溫條件下工作的彈簧，要考慮采用耐熱鋼板刑。在低于室溫的條件下缰兄，鋼的疲勞極限有所增加。
