Пружинная Усталостные свойства

Кривая усталости (фиг. 308) позволяет находить правильный путь к повышению срока службы рессор и пружин. Совершенно очевидно, что достаточно хотя бы незначительно повысить усталостные свойства стали (например, поднять предел выносливости), как мы получим резкое увеличение срока службы деталей без увеличения рабочих сечений и веса последней. [c.516]

В табл. 3, 4 и 5 приведены химический состав, термообработка и механические и усталостные свойства наиболее употребительных пружинных сталей для витых пружин [28]. [c.651]

Механические и усталостные свойства пружинных сталей [28] [c.652]

Циклическая нагрузка дополняется одновременно воздействием агрессивной среды с постоянным ее обновлением. Таким образом, материалы для пружин торцовых уплотнений следует выбирать не только по условиям высокой статической прочности и упругости, но и с учетом коррозионно-усталостных свойств. [c.308]

Пружины торцовых уплотнений работают в условиях статического нагружения и одновременного воздействия вибраций вследствие осевого и радиального смешений уплотняемых валов. Такая асимметричная циклическая нагрузка дополняется одновременным воздействием агрессивной среды с постоянным ее обновлением. Таким образом, материалы для пружин торцовых уплотнений следует выбирать не только по условиям высокой статической прочности и упругости, но и с учетом коррозионно-усталостных свойств. [c.26]

Степень деформации при ВТМО определяет уровень свойств в проволоке и пружинах и после повторной термической обработки. Результаты испытания пружин показывают, что ограниченный предел выносливости (см. рис. 3.3) при степенях деформации 10 и 20% повышается соответственно до 875 и 930 МПа (на базе ЫО циклов), а при степени деформации 30% снижается даже ниже предела выносливости контрольных пружин (840 и 860 МПа соответственно). Здесь можно отметить аналогию со свойствами при статическом растяжении после ВТМО и после обработки на наследование максимальные свойства имеет сталь, деформированная на 20% при 30%-ной деформации все характеристики существенно снижаются. Это можно связать с фактом, о котором упоминалось выше, — увеличением скорости рекристаллизации с ростом степени деформации, о чем свидетельствуют данные об изменении размеров зерен (особенно наглядно при температуре деформации 960°С). С ростом деформации гистограммы распределения зерен сдвигаются влево (см. рис. 3.4). Это и влияет на понижение усталостных свойств пружин после повторной закалки. [c.133]

Усталостные свойства пружинной стали [5] [11 [c.552]

Наиболее высокими антикоррозионными свойствами и наибольшей усталостной прочностью обладают бериллиевые бронзы. Сочетание этих свойств с высокой электропроводностью обусловливает широкое применение бериллиевых бронз для изготовления пружин в электромашиностроении. Кроме того, бериллиевые бронзы отличаются высоким постоянством упругих свойств и почти полным отсутствием гистерезиса и по этой причине часто применяются для изготовления упругих элементов точных приборов. [c.157]

К материалу для пружин предъявляют высокие требования после соответствующей термообработки он должен обладать устойчивыми во времени упругими свойствами, значительной прочностью как статической, так и усталостной, большим сопротивлением ударным нагрузкам, а также способностью давать достаточно большие пластические деформации. [c.649]

Применение несколько более дорогих хромомарганцовистых пружинных сталей позволяет увеличивать толщину заготовок до предельных размеров (25—30 мм). Эти стали обладают глубокой прокаливаемостью и высокими характеристиками прочности. Недостатком их является склонность к отпускной хрупкости [30]. Хромованадиевая пружинная сталь отличается высокими механическими свойствами вообще и высокой усталостной прочностью в особенности Она обладает пониженной склонностью к поверхностному обезуглероживанию и отличается устойчивостью по отношению к температурам до 350 . Эта сталь по своим качествам занимает среди других пружинных материалов одно из первых мест (клапанные пружины двигателей), однако высокая стоимость ограничивает её применение (холоднокатаная проволока из хромованадиевой стали может изготовляться диаметром до 10 мм). [c.651]

Достоинствами изотермической закалки являются меньшая степень деформации, что исключает необходимость последующей правки, всегда ухудшающей свойства пружин, увеличение предела упругости (если проводился дополнительный отпуск) (табл. 8), усталостной прочности и релаксационной стойкости (рис, 4, 5). Наконец, важно, что после изотермической закалки с отпуском сталь менее склонна к водородному охрупчиванию после гальванических покрытий. [c.697]

Обычно пружины и рессоры для упрочнения подвергают закалке и среднетемпературному отпуску. Однако лучшие свойства — особенно сопротивление хрупкому разрушению и усталостная прочность достигаются после изотермической закалки на нижний бейнит. [c.306]

Термическая обработка, повышая механические свойства проволоки, не оказывает существенного влияния на ее предел выносливости. Значительно сильнее отражается на усталостной прочности проволоки отделка поверхпости. Обезуглероживание поверхностного слоя, мелкие повреждения и коррозия резко снижают предел выносливости проволоки. Для изготовления пружин используются [c.11]

Механико-термическую обработку (МТО) (деформация с большими обжатиями + низкотемпературный отпуск) можно применять в качестве обработки пружинных материалов (в частности высокоуглеродистых сталей) [263, 292, 419—421]. При этом низкотемпературный отпуск повышает релаксационную стойкость стали (см., например, [245]), предел упругости и прочностные характеристики (см. выше) и живучесть (сопротивление усталостным знакопеременным нагрузкам) [292]. МТО значительно улучшает свойства пружинных материалов, хотя они, исключая живучесть , обладают несколько худшими свойствами по сравнению со ступенчатой закалкой с отпуском после холодной пластической деформации [292]. Однако МТО следует рекомендовать для длинных и тонких пружинных изделий, от которых требуется высокий предел упругости и которые при их термической обработке (закалка + отпуск) могут сильно изменять форму. [c.216]

Дробеструйная обработка заключается в том, что готовые детали машин подвергают ударному действию потока дроби в дробеструйных камерах. Дробинки с большой скоростью увлекаются воздушной струей, направленной на поверхность детали, или отбрасывающими лопатками вращающегося ротора. Дробь изготовляют из отбеленного чугуна и стали. Размер дроби для обработки выбирают в зависимости от величины радиуса переходных галтелей. Обработка дробью повышает усталостную прочность в большей степени по сравнению с другими механическими свойствами. Исходная микрогеометрия при этом не улучшается. Особенно большое повышение долговечности от обработки дробью получают у таких деталей, ка рессорные листы, пружины, лопатки турбин, пуансоны и буровые штанги. [c.629]

За время эксплуатации, а также при восстановлении деталей различными способами они иногда теряют свою первоначальную усталостную прочность. Для ее повыщения применяется метод поверхностно-пластического деформирования (ППД). Особо хорошие результаты получаются при обработке методом ППД деталей, имеющих концентраторы напряжения и работающих при знакопеременной нагрузке. Применение ППД приводит иногда к восстановлению утраченных в результате эксплуатации свойств работоспособности детали (например, восстановление жесткости клапанных пружин чеканкой). [c.142]

Хромованадиевая сталь является наилучшей пружинной сталью, применяемой для пружин ответственного назначения (например, клапанных). Положительные свойства хромованадиевой стали следующие хорошая прокаливаемость, высокая усталостная прочность, устойчивость против перегрева. [c.294]

Холодное деформирование поверхности детали обкаткой роликом или дробеструйной обработкой приводит к появлению наклепа, внутренних напряжений в этом слое и благоприятному изменению микрогеометрии поверхности. Статические показатели механических свойств после холодного деформирования поверхности, исключая твердость, изменяются очень незначительно, но резко возрастают динамические (усталостная и циклическая прочность), а значит, и работоспособность деталей в динамических условиях. Например, долговечность стальных спиральных пружин и коленчатых валов авиационных двигателей внутреннего сгорания после дробеструйного наклепа возрастает на 2900 %, рессор и шестерен заднего моста автомобиля - на 600 %. [c.674]

Устранение дефектов давлением. Основано на использовании пластических свойств материала деталей. Применяют для восстановления размеров изношенных поверхностей под подшипники (накатка поверхности), усталостной прочности и жесткости (обработка пружин профилированным роликом) и деформированных деталей (втулок и др.). [c.15]

Г, 85Г Марганцовистая сталь обычной усталостной прочности. После термической обработки обладает пружинящими свойствами и прочностью. Сталь чувствительна к перегреву и склонна к образованию треш,ин при закалке в воде. Плохо сопротивляется ударным нагрузкам. Применяется для пружин любого типа [c.240]

Винтовые пружины из сплава 36НХТЮ навивают из холоднотянутой проволоки в состоянии поставки с отпуском при 600 — 700 °С. Для повышения коррозионно-усталостных свойств пружин из сплава 36НХТЮ рекомендуется электрополирование (в качестве электролита используют состав 86 — 88 % ортофосфор-ной кислоты 10—12% хромового ангидрида 2 % дистиллированной воды). [c.348]

Пружины из сплава 36НХТЮ навиваются из холоднотяйутой проволо-к и в состоянии поставки с отпуском при 600-700°С. Для повышения коррозионно-усталостных свойств пружин из сплава 36НХТЮ рекомендуется произвести их электрополировку. [c.83]

Термическому старению подвергаются сплавы, обладающие ограниченной растворимостью в твердом состоянии, когда растворимость одного компонента в другом уменьшается с понижением температуры. Деформационное старение не связано с диаграммой состояния сплава. К старению склонны многие сплавы железа и сплавы цветных металлов. Результаты старения могут быть разными. В одних случаях старение является положительным и его используют 1) при термической обработке алюминиевых, магниевых, титановых и некоторых других цветных сплавов для повышения их прочности и твердости (термическое старение) 2) для упрочнения деталей из пружинных сталей, которые при эксплуатации должны обладать высокими упругими прочностными и усталостными свойствами (деформационное старение). В других случаях старение является отрицательным резкое снижение ударной вязкости и повышение порога хладноломкости в результате старения (особенно деформационного) могут явиться причиной разрушения конструкции ухудшение штампуемое ги листовой стали изменение размеров закаленных деталей и инструмента при естественном старении, что осбенно вредно для точного измерительного инструмента и прецизионных деталей (например, подшипников) размагничивание в процессе эксплуатации стальных закаленных постоянных магнитов преждевременное разрушение рельсов в пути. 34 [c.34]

Это процесс постепенного накопления повреждений материала под воздействием переменных напряжений и коррозионно-активных сред, приводящий к изменению свойств, образованию коррозионно-усталостных трещин, их развитию и разрушению изделия. Этому виду разрушения в определенных условиях могут быть подвержены все конструкционные материалы на основе железа, алюминия, титана, меди и других металлов. Опасность коррозионно-усталостного разрушения заключается в том, что оно протекает практически в любых коррозионных средах, включая такие относительно слабые среды, как влажный воздух и газы, спирты, влажные машинные масла, не говоря уже о водных растворах солей и кислот, в которых происходит резкое, иногда катастрофическое снижение предела выносливости металлов. Поэтому коррозионная усталость металлов и сплавов наблюдается во всех отраслях техники, но наиболее она распространена в химической, энергетической, нефтегазодобывающей, горнорудной промышленности, в транспортной технике. Коррозионно-усталостному разрушению подвергаются стальные канаты, элементы бурильной колонны, лопатки компрессоров и турбин, трубопроводы, гребные винты и валы, корпуса кораблей, обшивки самолетов, детали насосов, рессоры, пружины, крепежные элементы, металлические инженерные сооружения и пр. Потеря гребного винта современным крупнотоннажным судном в открытом океане приносиГ убытки, исчисляемые миллионами рублей. [c.11]

Стали и сплавы, предназначенные для работы в качестве пружин и рессор, должны обладать высокой упругой деформацией и иметь пластические свойства, обеспечивающие возможность изготовления витых и других пружин и исключающие их поломку при перегрузках. Они также должны противостоять усталостным изменениям при постоянном колебательном режиме работы и возникновению собственных колебани " . [c.21]

Стали и сплавы, предназначенные для работы в качестве нружин, рессор, гибких мембран, сильфонов и аналогичных деталей, должны обладать высоким пределом упругости и усталостной стойкостью it многократным нагружениям и иметь достаточные пластические свойства, обеспечивающие вoзмoн -ность изготовления витых пружин и других деталей методом деформации и исключающие их поломку при перегружениях. Они также должны противостоять усталостным изменениям при постоянном колебательном режиме работы и возникновению собственных колебаний. [c.49]

Легирование повышает прочность и релаксационную стойкость стали. Марганцовые стали склонны к хрупкости при перегревах во время закалки кремнистые стали, как и углеродистые, обладают небольшой прокаливаемостью, и поэтому из них изготовляют пружины малого сечения. Высокими механическими свойствами, особенно в отношении усталостной прочности, обладают хромомарганцовые, хромованадиевые и хромокремне-марганцовые стали их применяют для пружин ответственного назначения, работающ,их в условиях переменных напряжений. [c.17]

Пружины, изготовленные из патентированной и холоднодеформируемой стальной проволоки или ленты, после дополнительного отпуска приобретают высокую прочность, в том числе и усталостную, при повышенной вязкости. Поэтому эта сталь рекомендуется для изготовления тяже-лонагруженных пружин преимущественно из профилей малого сечения (толщиной или диаметром до 1,5-2 мм). При больших диаметрах проволоки не удается обеспечить высоких степеней обжатия, и поэтому стандартный комплекс механических свойств в этих сечениях ниже, но не уступает свойствам, получаемым после обычной закалки и отпуска. Однако и в этом случае по ограниченной выносливости и меньшей склонности к хрупкому разрушению пружины из патен-тированных сталей превосходят закаленные и отпущенные. В тоже время у стали, закаленной и отпущенной на равную твердость с патентированной и холоднотянутой, более высокий предел упругости и большая релаксационная стойкость при 20 °С, но при нагреве эта стойкость для стали после обеих упрочняющих обработок практически одинакова. [c.350]

Для упругих элементов малых сечений и простой формы, но от которых требуется очень высокая прочность 250-ь300 кгс/мм ), высокая усталостная прочность и коррозионная стойкость при немагнитности, применяют сплавы на Со—Сг—Ni-основе. Их упрочняют путем термомеханической обработки, включающей закалку, холодную пластическую деформацию с высокими обжатиями и последующее старение (отпуск) для завершения образования 8-мартепсита и сегрегаций из атомов углерода и легирующих элементов. Основная область применения этих сплавов — заводные пружины различных механизмов. Режимы упрочняющей обработки и механические свойства сплавов этого типа приведены в табл. 11. [c.702]

Функциональные дефекты могут быть устранимыми и неустранимыми в зависимости от вида предельного состояния объекта. Работоспособность объекта, исчерпавшего свой ресурс и достигшего предельного состояния в результате накопления усталостных дефектов или старения, не может быть восстановлена из-за необратимого ухудшения физических свойств материала. При отсутствии профилактических замен в процессе эксплуатации возникает постепенный отказ и происходит разрушение деталей и их поверхностей. Не может быть восстановлена работоспособность многих объектов, достигших предельного состояния в результате износа, коррозии, пластической деформации, ползучести. К этим объектам относятся подшипники, качения, пружины, стальные канаты, зубчатые колеса, крепежные детали, цепи, крюки, поршневые кольца, тормозные накдадки. [c.26]

Пружины особо ответственного назначения, помимо 100 -Horo контроля подвергают технологическим испытаниям пробным грузом для оценки их упругих свойств и др. Клапанные пружины выборочно испытывают на усталостную прочность. Для защиты поверхности витков от окисления пружины ответственного назначения покрывают лаком или промасливают, а пружины особо ответственного назначения оксидируют, наносят цинковое или кадмиевое покрытие. [c.158]

Пружины растяжения (рис. I, а) обычно навивают без просветов между витками, а в большинстве случаев — с начальным натяжением (давление.м) между витками, компенсирующим частично внешнюю нагрузку. Натяжение обычно составляет (0,25—0,3) Рд, где Рз — предельное усилие для пружины, при котором полностью исчерпываются упругие свойства материала. Внешнюю нагрузку такие пружины юспринимают обычно через зацепы в виде отогнутых последних витков (рис. 1, б, г) — для пружин диаметром до 3—4 мм. Такие зацепы имеют высокую концентрацию напряжений в местах отгиба и пониженную усталостную прочность. Для ответственных пружин диаметром более 4 мм часто применяют закладные зацепы (рис. 1, д—ж). [c.158]

Применение хромомарганцовистых пружинных сталей позволяет увеличивать толщину заготовок до 30— 40 мм и более. Эти стали обладают глубокой прокаливаемостью и высокими характеристиками прочности. Их недостаток — склонность к отпускной хрупкости [18]. Хромованадиевая пружинная сталь отличается высокими механическими свойствами вообще и высокой усталостной прочностью в особенности, менее склонна к поверхностному обезуглерожива- [c.6]

Сплавы с заданными свойствами упругости должны обладать высоким сопротивлением малым пластическим деформациям и релаксационной стойкостью в условиях статического и циклического нафужения. К ним предъявляются требования по ряду свойств высокий или, наоборот, низкий модуль упругости, низкий температурный коэффициент модуля упругости или частоты, высокая добротность, малый упругий гистерезис и упругое последействие, высокая усталостная прочность, коррозионная стойкость, не-магнитность, электропроводность, износостойкость, а также стабильность этих характеристик при температурах эксплуатации. Они должны обладать технологической пластичностью для получения упругих элементов заданной конфигурации и свариваемостью. Сплавы применяют в качестве пружин и пружинных элементов, упругочувствительных элементов измерительных приборов, мембран расходомеров, резонаторов фильтров для выбора, генерирования и настройки на заданную частоту. [c.551]

Упрочнение пластическим деформированием прогрессивный технологический процесс, приводящий к изменению свойств поверхностных слоев металлического изделия. При этом способе пластически деформируют только поверхность изделия обкаткой роликами, ударами шариков или дроби. Чаше применяют дробеструйную обработку, при которой поверхность изделия подвергается ударам быстролетяших круглых дробинок размером 0,2-1,5 мм, изготовленных из стали или белого чугуна. Обработку выполняют в дробеметных установках. Удары дробинок приводят к пластической деформации и наклепу микрообъемов поверхностного слоя. В результате дробеструйной обработки образуется наклепанный слой глубиной 0,2-0,4 мм. Крометого, засчетувеличения объема наклепанного слоя на поверхности изделия появляются остаточные напряжения сжатия, что сильно повышает усталостную прочность. Например, срок эксплуатации витых пружин автомобиля, работающих в условиях, вызывающих усталость, повышается в 50—60 раз, коленчатых валов - в 25-30 раз. [c.93]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...