影響五金彈簧疲勞強度的幾個(gè)因素

  屈服強度材料的屈服強度和疲勞之間有一定的關(guān)系，一般來(lái)說(shuō)，材料的屈服強度越高，疲勞強度也越高，因此，五金彈簧為了提高彈簧的疲勞強度應設法提高五金彈簧材料的屈服強度，或采用屈服強度和抗拉強度比值高的材料。對同一材料來(lái)說(shuō)，細晶粒組織比粗細晶粒組織具有更高的屈服強度。表面狀態(tài)大應力多發(fā)生在彈簧材料的表層，所以彈簧的表面質(zhì)量對疲勞強度的影響很大。彈簧材料在軋制、拉拔和卷制過(guò)程中造成的裂紋、疵點(diǎn)和傷痕等缺陷往往是造成彈簧疲勞斷裂的原因。

  材料表面粗糙度愈小，應力集中愈小，疲勞強度也愈高。材料表面粗糙度對疲勞的影響。五金彈簧隨著(zhù)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制方法其疲勞降低程度也不同，如冷卷五金彈簧降低程度就比熱卷五金彈簧小。因為鋼制熱卷五金彈簧及其熱處理加熱時(shí)，由于氧化使五金彈簧材料表面變粗糙和產(chǎn)生脫碳現象，這樣就降低了五金彈簧的疲勞強度。對材料表面進(jìn)行磨削、強壓、拋丸和滾壓等。都可以提高五金彈簧的疲勞強度。
  尺寸效應材料的尺寸愈大，由于各種冷加工和熱加工工藝所造成的缺陷可能性愈高，產(chǎn)生表面缺陷的可能性也越大，這些原因都會(huì )導致疲勞性能下降。因此在計算五金彈簧的疲勞強度時(shí)要考慮尺寸效應的影響。冶金缺陷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。存在于表面的夾雜物是應力集中源，會(huì )導致夾雜物與基體界面之間過(guò)早地產(chǎn)生疲勞裂紋。采用真空冶煉、真空澆注等措施，可以大大提高鋼材的質(zhì)量。
  腐蝕介質(zhì)彈簧在腐蝕介質(zhì)中工作時(shí)，由于表面產(chǎn)生點(diǎn)蝕或表面晶界被腐蝕而成為疲勞源，在變應力作用下就會(huì )逐步擴展而導致斷裂。例如在淡水中工作的彈簧鋼，疲勞強度僅為空氣中的10%~25%。腐蝕對彈簧疲勞強度的影響，不僅與彈簧受變載荷的作用次數有關(guān)，而且與工作壽命有關(guān)。所以設計計算受腐蝕影響的彈簧時(shí)，應將工作壽命考慮進(jìn)去。
  在腐蝕條件下工作的彈簧，為了保證其疲勞強度，五金彈簧可采用抗腐蝕性能高的材料，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(shí)踐表明鍍鎘可以大大提高彈簧的疲勞強度。溫度碳鋼的疲勞強度，從室溫到120℃時(shí)下降，從120℃到350℃又上升，溫度高于350℃以后又下降，在高溫時(shí)沒(méi)有疲勞強度。在高溫條件下工作的五金彈簧，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。