弹簧的材料及许用应力
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弹簧常用材料(摘自GB/T 1239.6-1992)
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弹簧常用材料(摘自GB/T 1239.6-1992)
弹簧的材料及许用应力
弹簧多数在变应力下工作,它的性能和使用寿命在很大程度上取决于材料的特性。选择弹簧材料主要根据弹簧的工作条件、承受载荷的类型、是否受冲击载荷及弹簧材料的许用应力等因素确定,同时也应考虑弹簧制造的工艺性。弹簧的材料必须具有较高的疲劳极限、屈服点和足够的冲击韧性。另外,对热成形的弹簧还要求其材料有良好的淬透性、低的过热敏感性和不易脱碳等性能。
弹簧常用的材料及其性能见表10-2-2;部分弹簧钢丝及青铜线的抗拉强度见表10-2-3~表10-2-5。
圆柱螺旋弹簧按所受载荷的情况分为三类:
I 类--受循环载荷作用次数在1X106次以上的弹簧;
II类——受循环载荷作用次数在1X103~1X106次范围内及受冲击载荷的弹簧;
Ⅲ类一受静载荷及受循环载荷作用次数在1X103次以下的弹簧。
三类弹簧的许用切应力Tp和许用弯曲应力σBp的值从表10-2-6中选用。
在选取材料和确定许用应力时,遇到下列情况应作适当修正:
a)对重要的弹簧,其损坏对整个机械有重大影响时,许应力应适当降低;
b)经强压处理的弹簧,能提高其疲劳极限,对改善载荷下的松弛有明显效果,可适当提髙许用应力;
c)经喷丸处理的弹簧,也能提高疲劳强度或疲劳寿命,其许用应力可提高20%;
d)当工作温度超过60℃时,应对切变模量G进行修正,其修正公式为
Gt=KtG
式中,G为常温F的切变模量;G为工作温度下的切变模量;Kt为温度修正系数,其值从表10-2-7中査取。
弹簧常用材料(摘自GB/T 1239.6-1992)
表10-2-2
注:当工作温度大于60℃时,切变模量应进行修正,其公式为Gt=KtG。
标准名称
牌 号
直径/mm
切变模量G /GPa
弹性模量E /GPa
推荐硬度范围 (HRC)
推荐温度范围 /℃
性 能
碳素弹簧钢丝 GB 4357
25~80
40Mn~70Mn
B级:0.08~13.0;
C级:0.08~13.0;
D级:0.08~6.0
79
206
-
-40~130
强度高,性能好。B级用于低应力弹簧,C级用于中等应力弹簧,D级用于高应力弹簧
琴钢丝 GB 4358
60~80
T8MA~T9A
60Mn~70Mn
G1组:0.08~6.0;
G2组:0.08~6.0;
F组:2.0~5.0
79
206
-
-40~130
强度高,韧性好。用于重要的小弹簧,G2组较G1组强度高,F组主要用于阀门弹簧
油淬火回火碳素弹簧钢丝 GB 4360
55、60、60Mn
65、65Mn、70、
70Mn、75、80
A类、B类 2.0~12.0
79
206
-
-40~150
强度高,性能好。适用于普通机械用弹簧,B类较A类强度高
油淬火回火硅锰弹簧钢丝 GB 4361
60Si2MnA
A类、B类、C类 2.0~14.0
79
206
-
-40~200
强度高,弹性好。易脱碳,用于较高载荷的弹簧。A类用于-般用途弹簧,B类用于-般用途和汽车悬挂弹簧,C类用于汽车悬挂弹簧
阀门用油淬火回火铬硅弹簧钢丝 GB 4362
55CrSi
1.6~8.0
79
206
-
-40~250
有较高的疲劳强度,用于较高工作温度的高应力内燃机阀门弹簧或其他类似弹簧
阀门用油淬火回火铬钒弹簧钢丝 GB 2271
50CrVA
1.0~10.0
79
206
-
-40~210
有较高的疲劳强度,用于较高工作温度的高应力内燃机阀门弹簧或其他类似弹簧
硅锰弹簧钢丝 GB 5218
60Si2MnA
65Si2MnWA
70Si2MnA
1.0~12.0
79
206
45~50
-40~200
强度高,有较好的弹性,易脱碳。用于普通机械的较大弹簧
铬钒弹簧钢丝 GB 5219
50CrVA
0.8~12.0
79
206
45~50
-40~210
高温时强度性能稳定,用于较高工作温度下的弹簧,如内燃机阀门弹簧等
阀门用铬钒弹簧钢丝 GB 5220
50CrVA
0.5~12.0
79
206
45~50
-40~210
高温时强度性能稳定,用于较高工作温度下的弹簧,如内燃机阀门弹簧等
铬硅弹簧钢丝 GB 5221
55CrSiA
0.8~6.0
79
206
45~50
-40~250
高温时强度性能稳定,用于较高工作温度下的高应力弹簧
弹簧用不锈钢丝 YB(T)11
A组(1Cr18Ni9,
0Cr19Ni10,
0Cr17Ni12M02);
B组(1Cr18Ni9,
0Cr18Ni10);
C组(0Cr17Ni8Al)
A组、B组、C组 0.8~12.0
71
193
-
-200~300
耐腐蚀,耐高、低温,用于腐蚀或高、低温工作条件下的小弹簧
硅青铜线 GB 3121
QSn3-1
0.1~6.0
41
93
90~100 HBS
-40~120
有较高的耐腐蚀和防磁性能。用于机械或仪表等用弹性元件
锡青铜线 GB 3124
QSn4-3;
QSn6.5-0.1;
QSn6.5-0.4;
QSn7-0.2
0.1~6.0
40
93
90~100 HBS
-250~120
有较高的耐磨损,耐腐蚀和防磁性能。用于机械或仪表等用弹性元件
铍青铜线 GB 3134
QBe2
0.03~6.0
44
129
37~40
-200~120
较高的耐磨损、耐腐蚀、防磁和导电性能。用于机械或仪表等用精密弹性元件
热轧弹簧钢 GB 1222
65Mn
5~80
78
197
45~50
-40~120
弹性好,用于普通机械用弹簧
热轧弹簧钢 GB 1222
55Si2Mn;
55Si2Mn8;
60Si2Mn;
60Si2MnA
5~80
78
197
45~50
-40~200
较高的疲劳强度,弹性好,广泛用于各种机械、交通工具等用弹簧
热轧弹簧钢 GB 1222
55CrMnA
60CrMnA
5~80
78
197
47~52
-40~250
强度高,抗高温,用于承受较重载荷的较大弹簧
热轧弹簧钢 GB 1222
50CrVA
5~80
78
197
45~50
-40~210
高的疲劳性能,抗高温,用于较高工作温度下的较大弹簧
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