Hogyan befolyásolja a magas hőmérséklet a rozsdamentes acél torziós rugók teljesítményét

Fontos energiatároló és kiadási elemként, rozsdamentes acél torziós rugók széles körben használják a repülőgépiparban, az autóiparban, az orvosi berendezésekben, az ipari gépekben és más iparágakban. Ha magas hőmérsékleten használják, akkor teljesítményük szignifikánsan különbözik a normál hőmérsékleti környezetben. A magas hőmérséklet nemcsak az anyag fizikai tulajdonságait változtatja meg, hanem befolyásolja a rugó geometriai stabilitását és élettartamát is.

A magas hőmérséklet hatása az anyagok mechanikai tulajdonságaira
A hozam szilárdságának csökkenése
A magas hőmérséklet jelentősen csökkenti a rozsdamentes acél hozamszilárdságát. A SUS304 -et tekintve példa szerint a hozamszilárdság szobahőmérsékleten (25 ° C) körülbelül 205 MPa. Amikor a hőmérséklet 300 ° C -ra emelkedik, a hozamszilárdság 140 MPa alá eshet. Ez azt jelenti, hogy a rugó nagyobb valószínűséggel jár plasztikus deformáción, ugyanabban a terhelésben, és nem tud hatékonyan tárolni az energiát és a visszapattanást.
Csökkentett elasztikus modulus
Az elasztikus modulus az anyag merevségét képviseli. Magas hőmérsékleti körülmények között a fémrács termikus rezgése fokozódik, és csökkentik az elasztikus modulust, ami a rugó nyomatékkibocsátásának csökkenését eredményezi egységenként. A nagy pontosságú nyomatékvezérléshez szükséges alkalmazásokhoz, például az automatikus összeszerelési mechanizmusokhoz vagy a precíziós érzékelő rendszerekhez, ez a teljesítmény-lebomlás közvetlenül befolyásolja a termékfunkciókat.
A kúszó jelenség fokozódik
Magas hőmérsékletű környezetben a rozsdamentes acél hosszú távú folyamatos stressz körülmények között kúszik. A kúszó a torziós szög fokozatosan növekszik a külső erő növekedése nélkül, szerkezeti pozicionálási hibákat vagy akár tartós deformációt okozva. Különösen olyan munkakörülményekben, ahol a folyamatos terhelés és a munkahőmérséklet egyszerre létezik, mint például az ipari kemence ajtó -rugók és a turbina alkatrészek, a kúszó komoly veszélyt jelent a rendszer megbízhatóságára.

A magas hőmérséklet hatása a szerkezeti stabilitásra
Termikus tágulási hatás
A rozsdamentes acél nagy hőmérsékleten nagy hőmérsékleten (kb. A torziós rugó hossza, átmérője és tekercsrése magas hőmérsékleten megváltozik, befolyásolva a szerelvény pontosságát és a munkamódolást, és zavarást, kopást vagy meghibásodást okozhat.
Szerkezeti relaxációs probléma
A rozsdamentes acél jelentős hőmérsékleten jelentős stressz -relaxációs hatást gyakorol. Még akkor is, ha a kezdeti nyomatékot ésszerűen beállítják, a felhasználási idő növekedésével az anyag belső stressze fokozatosan felszabadul, ami a rugó kimeneti nyomatékának csökkenését eredményezi. Ez a relaxáció különösen szignifikáns 250 ° C felett, ami miatt a torziós rugó elveszíti a várt forgási képességét, és különösen nem megfelelő a statikus tartószerkezetekhez.
Felületi oxidációs és korróziós kockázat
A rozsdamentes acél felülete magas hőmérsékleten hajlamosabb az oxidációra. Még az ausztenitikus anyagok, mint például a SUS316 vagy a SUS304, szignifikáns oxid skálát képezhetnek 400 ° C felett, csökkentve a korrózióállóság és a felület szilárdságát, ezáltal felgyorsítva a mikrotörések kialakulását és befolyásolva a fáradtság teljesítményét.

A magas hőmérséklet hatása a fáradtságra
A fáradtság határértéke csökken
A magas hőmérséklet fokozza az anyag mikroszkopikus csúszási viselkedését, így a rácsszerkezet hajlamosabb a fáradtság törésére. Ugyanebben a ciklikus terhelésnél a rozsdamentes acél rugók magas hőmérsékleten történő fáradtsági élettartama sokkal alacsonyabb, mint a szobahőmérsékleten. A hőmérséklet minden 50 ° C -os növekedése esetén a fáradtság élettartama több mint 20%-kal csökkenhet.
Termikus fáradtság jelenség
A többféle váltakozó meleg és hideg körülmények között lévő környezetben a rozsdamentes acélrugók hajlamosak a termikus fáradtság repedésére. Az ismételt hőtágulási és összehúzódás a stresszkoncentrációs területeket képezi a rugó gyökér-, kanyarodási vagy érintkezési felületén, ami végül kiváltja a mikrotörések kibővítését, és törés meghibásodását eredményezi.
Megnövekedett repedés növekedési üteme
A magas hőmérséklet miatt a mikrotörések gyorsabban növekednek, különösen a kezdeti hibákkal vagy szabálytalan feldolgozási jelekkel rendelkező forrásokban. A repedés növekedési üteme magas hőmérsékleten 2-5 -szer növekedhet, ami jelentősen lerövidíti a szolgáltatási élettartamot.