Hvordan påvirker høy temperatur ytelsen til rustfritt stål torsjonsfjærer

Som et viktig energilagrings- og frigjøringselement, Rustfritt stål torsjonsfjærer er mye brukt i luftfart, bilelektronikk, medisinsk utstyr, industrielle maskiner og andre næringer. Når de brukes under høye temperaturforhold, er ytelsen deres betydelig forskjellig fra den i normale temperaturmiljøer. Høy temperatur endrer ikke bare de fysiske egenskapene til selve materialet, men påvirker også den geometriske stabiliteten og levetiden på våren.

Effekt av høy temperatur på de mekaniske egenskapene til materialer
Reduksjon i avkastningsstyrke
Høy temperatur vil redusere rustfritt stål betydelig. Som et eksempel som et eksempel, er flytestyrken ved romtemperatur (25 ° C) omtrent 205 MPa. Når temperaturen stiger til 300 ° C, kan flytestyrken synke til under 140 MPa. Dette betyr at våren er mer sannsynlig å gjennomgå plastisk deformasjon under samme belastning og ikke effektivt kan lagre energi og rebound.
Redusert elastisk modul
Den elastiske modulen representerer stivheten til materialet. Under høye temperaturforhold forbedres den termiske vibrasjonen av metallgitteret og den elastiske modulen reduseres, noe som resulterer i en reduksjon i dreiemomentutgangen til fjæren per vinkelforskyvning. For applikasjoner som krever høypresisjonsmomentkontroll, for eksempel automatiske monteringsmekanismer eller presisjonssenseringssystemer, vil denne ytelsesnedbrytningen direkte påvirke produktfunksjonene.
Krypfenomenet forbedres
I miljø med høyt temperatur vil rustfritt stål krype under langsiktige kontinuerlige stressforhold. Kryp får torsjonsvinkelen til gradvis å øke uten å øke ytre kraft, noe som forårsaker strukturelle posisjoneringsfeil eller til og med permanent deformasjon. Spesielt under arbeidsforhold der kontinuerlig belastning og arbeidstemperatur eksisterer samtidig, for eksempel industrielle ovndørfjærer og turbinkomponenter, utgjør Creep en alvorlig trussel mot systemets pålitelighet.

Effekt av høy temperatur på strukturell stabilitet
Termisk ekspansjonseffekt
Rustfritt stål har en stor termisk ekspansjonskoeffisient (ca. 16 ~ 17 × 10⁻⁶/k) ved høye temperaturer. Lengden, diameteren og spiralgapet til torsjonsfjæren vil endres ved høye temperaturer, noe som påvirker monteringsnøyaktigheten og arbeidsklaringen, og kan forårsake fastkjøring, slitasje eller svikt.
Strukturelt avslapningsproblem
Rustfritt stål har en betydelig stressavslappingseffekt ved høye temperaturer. Selv om det innledende dreiemomentet settes rimelig, etter hvert som brukstiden øker, frigjør den indre belastningen av materialet gradvis, noe som resulterer i en reduksjon i utgangsmomentet på fjæren. Denne avslapningen er spesielt betydelig over 250 ° C, noe som vil føre til at torsjonsfjæren mister sin forventede rotasjonsevne, og er spesielt uegnet for statiske holdestrukturer.
Overflateoksidasjon og korrosjonsrisiko
Overflaten av rustfritt stål ved høy temperatur er mer utsatt for oksidasjon. Selv austenittiske materialer, som SUS316 eller SUS304, kan danne betydelig oksydskala over 400 ° C, noe som reduserer korrosjonsmotstanden og overflatestyrken, og akselererer dermed dannelsen av mikrokrakker og påvirker utmattelsesytelsen.

Effekt av høy temperatur på utmattelsens levetid
Tretthetsgrensen avtar
Høy temperatur forsterker den mikroskopiske glideatferden til materialet, noe som gjør gitterstrukturen mer utsatt for utmattelsesbrudd. Under den samme sykliske belastningen er utmattelsens levetid for fjærene i rustfritt stål ved høy temperatur mye lavere enn ved romtemperatur. For hver 50 ° C -økning i temperaturen kan utmattelsens levetid avta med mer enn 20%.
Termisk utmattelsesfenomen
I et miljø med flere vekslende varme og kalde forhold, er rustfrie stålfjærer utsatt for sprekker i termisk utmattelse. Gjentatt termisk ekspansjon og sammentrekning danner stresskonsentrasjonsområder ved roten, bøyningen eller kontaktflaten på fjæren, som til slutt utløser utvidelsen av mikrokrakker og fører til bruddsvikt.
Økt sprekkveksthastighet
Høy temperatur får mikrokrakker til å vokse raskere, spesielt i fjærer med innledende defekter eller uregelmessige prosesseringsmerker. Sprekkveksthastigheten ved høy temperatur kan øke med 2 til 5 ganger, og forkorte levetiden i stor grad.