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如何降低弹簧的疲劳强度?

  • 作者:天铸弹簧厂
  • 发布时间:2021-06-04 09:29:47
  • 点击:154

如何降低弹簧的疲劳强度?

 

尺寸效应材料的尺寸越大,各种冷加工和热加工技术产生的缺陷的可能性越高,产生表面缺陷的可能性也越大,这些原因会降低疲劳性能。因此,在计算弹簧疲劳强度时,必须考虑尺寸效应的影响。
冶金缺陷是指材料中非金属夹杂物、气泡、元素的分析等。表面存在的夹杂物是应力集中源,会导致夹杂物与基体界面过早疲劳裂纹。采取真空冶炼、真空浇注等措施,可大大提高钢材质量。
腐蚀性介质弹簧在腐蚀性介质中工作时,由于表面点蚀或表面晶界被腐蚀而成为疲劳源,在变应力的作用下会逐渐扩大,导致断裂。
影响弹簧疲劳强度的几个因素:
1.屈服强度材料的屈服强度与疲劳极限有关。一般来说,材料的屈服强度越高,疲劳强度越高。因此,为了提高弹簧的疲劳强度,应尽量提高弹簧材料的屈服强度,或者使用屈服强度和抗拉强度比高的材料。对于同一种材料,细晶粒组织的屈服强度高于粗晶粒组织。
2.弹簧材料表面最大应力多发生在弹簧材料表面,因此弹簧表面质量对疲劳强度有很大影响。弹簧材料在轧制、拉拔和卷绕过程中产生的裂纹、缺陷和损伤往往是弹簧疲劳和断裂的原因。
3.尺寸效应材料的尺寸越大,各种冷加工和热加工技术产生的缺陷可能性越高,产生表面缺陷的可能性也越大,这些原因会降低疲劳性能。因此,在计算弹簧疲劳强度时,必须考虑尺寸效应的影响。
4.冶金缺陷冶金缺陷是指材料中非金属夹杂物、气泡、元素的分析等。表面存在的夹杂物是应力集中源,会导致夹杂物和基体界面过早疲劳开裂。采取真空冶炼、真空浇注等措施,可大大提高钢材质量。
5.当腐蚀介质弹簧在腐蚀介质中工作时,由于表面点蚀或表面晶界被腐蚀而成为疲劳源,在变应力的作用下会逐渐扩大,导致断裂。比如在淡水中工作的弹簧钢,疲劳极限只有空气中的10%~25%。腐蚀性对弹簧疲劳强度的影响,不仅与弹簧受变载荷的作用次数有关,还与其使用寿命有关。因此,在设计和计算受腐蚀影响的弹簧时,应考虑其使用寿命。
6.温度碳钢的疲劳强度从室温下降到120时,从120时下降到350时上升,温度超过350时下降,高温时没有疲劳极限。在高温条件下工作的弹簧,必须考虑采用耐热钢。在低于室温的条件下,钢的疲劳极限增加了。

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