弹簧在较低温度下弹性会变弱吗？-行业新闻-东莞和升五金电子有限公司

弹簧较低温度下弹性变弱的原因

温度对材料力学性能的影响特别显著。按的温度高低不同，应力松弛一般可分为高温松弛、室温及较低温度松弛。较低的温度下，即使在弹性极限以下工作，由于时间的延续，原材料中的弹性变形通过位错运动将逐步转化为微塑性变形。塑性变形后弹簧的弹性自然就变弱了。

关于较低温度弹簧的定义目前尚无标准可循，一般认为凡是在摄氏零度以下至-273℃（绝对温度的零点）工作的弹簧称为较低温度弹簧，大体上可以分为四类∶①零度以下至-20℃（常见的较低温度条件）;②-80～-20℃（高纬度极地地区）;③在-200～-80℃应用的弹簧;④在-273～-200℃可能应用的弹簧。

（1）较低温度弹簧原材料的选用

较低温度弹簧原材料的选用原则上与常温弹簧原材料的选用相同，但应当注意原材料在较低温度条件下的性能指标变异，所以需要了解各类原材料的较低温度性能指标并对应弹簧应用的最低温度限来选用适当的弹簧原材料。较低温度弹簧的原材料还是以原材料为主，钢的较低温度力学性能与它的晶体结构有很大关系，几乎所有钢种的强度、硬度和弹性模量都会伴随着的温度的降低而提高。而大部分钢的塑性和韧性却随的温度的降低有不同程度的下降。其中，具备体心立方晶格的钢种当的温度降低到一定值（即钢的脆性临界转化的温度）时韧性会急剧下降从而转向脆性破坏，叫作冷脆体;另一类具备面心立方晶格的金属材料则伴随着的温度的下降，其强度提高，而塑性和韧性指标仍保持较高数值，叫作非冷脆体。因此，如奥氏体不锈钢，在较低温度技术中首先得到应用。伴随着对较低温度钢使用量的增长和应用温区的多样性，各个国家已研制开发出许多种低合金较低温度钢。

较低温度钢关键应具备以下的性能指标;

①韧性脆性转化的温度不超过应用的温度;


②满足设计规定的强度;


③在应用的温度下组织结构比较稳定;


④比较好的加工成形性;


⑤某一些特殊性作用的原材料还规定例如非常低的磁导率、冷收缩率等性能指标


（2）较低温度弹簧的热处理


原材料的力学性能和较低温度性能指标与它的组织结构密切相关，包括晶粒大小、碳化物的分布及金属间化合物的形态、大小、分布等，这些都要通过正确的热处理工艺来实现。热处理工艺要考虑原材料的室温力学性能，也要考虑到较低温度条件（按最低使


用的温度）下的性能指标。


对于铁素体较低温度钢，则需重点关注钢的脆性临界转化的温度，这个的温度必须不超过弹簧的最低应用的温度。由于原材料的冷脆的温度与组织结构有关，所以其热处理工艺应该在保证原材料室温力学性能的前提下获得尽可能低的脆性临界转化的温度。奥氏体较低温度钢的热处理则不同，因面


心立方晶格的金属材料伴随着的温度的下降，其强度提高，而塑性和韧性指标仍保持较高数值，所以没有脆性临界转化的温度。奥氏体较低温度钢的热处理重点是如何保证原材料的强度性能指标满足设计规定，其处理工艺可以采用不锈钢弹簧的固溶处理＋调整处理+时效处理的工艺。


（3）较低温度的影响


在较低温度下应用的弹簧原材料，应具备比较好的较低温度韧性。冷拔强化碳素弹簧丝、奥氏体不锈弹簧丝及其铜合金、镍合金均有比较好的较低温度韧性和强度。碳素弹簧钢、低合金弹簧钢、30Cr13（3Cr13）、40Cr13（4Cr13）不锈弹簧钢及弹性合金的应用的温度可低达-40℃。在更低的的温度下，如-200℃，则需用12Cr18Ni9、10Crl8Ni9Ti、QSn4-3、QSn6.5-0.1、QBe2及其Ni66Cu29Al3（Monelk500）、GH4169（Inconel718）等原材料。


低温度对材料力学性能的影响特别显著。按的温度高低不同，应力松弛一般可分为高温松弛、室温及较低温度松弛。较低的温度下，即使在弹性极限以下工作，由于时间的延续，原材料中的弹性变形通过位错运动将逐步转化为微塑性变形。