Механічні властивості пружин

Механічні, а відповідно експлуатаційні властивості пружин - дуже серйозне питання через те, що жоден механізм в техніці не може працювати без пружних елементів і деталей.

До таких деталей відносяться не тільки пружини. Це можуть бути розпірні прокладки, контакти, розтяжки. Самим знаменитим представником пружинних виробів напевно є шайби Гровера, які застосовуються в якості прокладок в болтових з'єднаннях і завдяки пружним властивостям яких, створюється певний перекіс гайки, що запобігає її від саморазвінчіванія. Таку назву шайб походить від прізвища Джона Гровера - англійського інженера, який винайшов цей тип шайб.

Для того, щоб ці вироби відмінно справлялися зі своєю роботою, вони повинні володіти рядом особливих властивостей.

1. Висока релаксационная стійкість - це стійкість проти перерозподілу напружень шляхом мікропластичної зрушень в умовах тривалого навантаження. Проба на релаксаційну стійкість - заневоліваніе, тобто стиснення до зіткнення витків і витримка в цьому стані певний час. Після зняття навантаження пружина не повинна змінювати свої розміри. Як правило, вимоги по часу витримки в заневоленном стані рагламентіруются галузевими стандартами.
2. Опір мікропластичної і малим пластичним деформація м - найважливіша характеристика якості пружинних сплавів, тому що чим вище цей опір, тим менше при цьому доданому напрузі неупругие і залишкові деформації і, отже, нижче все неупругие ефекти, що визначають властивості пружини. Як показує практика, для отримання високого опору малим пластичних деформацій стали повинні мати певну мікроструктуру. Хоча для різних пружинних сплавів використовуються різні методи обробки, всі вони мають одну мету - забезпечення дрібнозернистої мікроструктури, при которй все дислокації будуть заблоковані.

1. Матеріал для виготовлення пружинних виробів повинен мати достатню циклічної стійкістю. Циклічна стійкість - здатність матеріалу чинити опір дії знакозмінних циклічних навантажень. Характеристикою цієї величини є межа витривалості, під яким розуміють максимальне напруження, яке не викликає руйнування зразка при будь-якому числі циклів (фізичний межа витривалості) або заданому числі циклів (обмежений межа витривалості). Межа витривалості при симетричному числі циклів позначається σ-1.
2. Певний комплекс стандартних механічних властивостей в умовах статичного навантаження, при випробуваннях на розтяг, кручення, вигин. Повинна забезпечуватися висока міцність, твердість і одночасно достатня в'язкість, щоб уникнути крихкого руйнування. Необхідні характеристики забезпечуються певною мікроструктурою і Субструктура. У мікроструктурі пружинної стали повинно бути присутнім якомога більше перешкод для переміщення практично всіх дислокацій, що створюється дрібнозернистим тертям і рівномірним розподілом високо дисперсних фаз, що характерно для структури сорбіту.

Методи гальмування і блокування дислокації в сплавах:

1) легування твердого розчину, що приводить до підвищення опору кристалічної решітки руху дислокації;

2) дислокаційний і фазовий наклеп, що підвищують щільність дислокації;

3) створення сегрегації на дислокаціях, тобто підвищена концентрація елементів впровадження та освіту частинок виділення;

4) частки карбідної фази в підвищеній кількості;

5) подрібнення зерна.

Найбільш ефективний спосіб створення необхідних вищеперелічених властивостей це поєднання різних способів зміцнення:

- створення певного хімічного складу сплаву;

- створення певної міри деформації, що створює сприятливу дислокаційну структуру (порожнисту), але не викликає перенаклепа;

- проведення певної термічної обробки, яка збереже певну дислокаційну структуру.

Схожі статті

• Механічні властивості мінералів

• Механічні властивості мінералів, генетична мінералогія, навчальна база

• Механічні властивості мінералів - студопедія