彈簧材料的選擇

彈簧材料的選擇，應根據彈簧承受載(zǎi)荷的(de)性質、應力狀态、應力大(dà)小、工作(zuò)溫度、環境介質、使用壽命、對導電導磁的要求、工藝性能、材料來源和價(jià)格等因素(sù)确定。 

在确(què)定材料截面形狀和尺寸時，應當優先選用國家标準和部頒标準所(suǒ)規(guī)定的系列尺寸(cùn)，盡量(liàng)避免選用非标(biāo)準系列規格的材料。 

中、小型彈簧，特别是螺旋拉伸彈簧(huáng)，應當(dāng)優先用經過強化處理的鋼絲(sī)，鉛浴等溫冷拔鋼絲和油淬火回火鋼(gāng)絲(sī)，具有較高的強度和(hé)良好表面(miàn)質量，疲勞性能高于普通淬火回火鋼絲，加工簡單(dān)，工(gōng)藝性好，質量(liàng)穩定。 

碳素(sù)彈簧鋼(gāng)絲和琴鋼絲冷拔後産生較大的(de)剩餘應力，加工彈簧後，存在較大的(de)剩餘(yú)應力(lì)，回火後尺寸變(biàn)化較大，難以控制尺(chǐ)寸精(jīng)度。油淬火回(huí)火鋼絲是(shì)在鋼絲是在鋼絲拉拔(bá)到規(guī)定尺(chǐ)寸後進行調(diào)制強化(huà)處理，基本上沒有剩(shèng)餘應(yīng)力存在，成型彈簧(huáng)後經低溫回火，尺(chǐ)寸變化很小，耐熱穩定性好于冷拔強化鋼絲(sī)。 

大中型彈簧，對于載荷精度和應力較高的應(yīng)選用冷拔材或(huò)冷拔後磨光鋼材。對(duì)于(yú)載荷精度和應力較低的彈簧，可選用熱軋鋼材。 

鋼闆彈簧一般(bān)選用55Si2Mn、60Si2MnA、55SiMnVB、55SiMnMoV、60CrMn、60CrMnB等牌号的扁鋼。 

螺旋彈簧的材料截面，應(yīng)優先選用圓形截面(miàn)。正方形和矩形(xíng)截面(miàn)材料，承受能力(lì)較強，抗沖擊性能好，又可使彈(dàn)簧小型化，但材料來源少。且價格較(jiào)高，除特殊需要(yào)外(wài)，一(yī)般盡量(liàng)不選用這種材料。近年來，研(yán)制用圓鋼絲軋扁(biǎn)代替梯形鋼絲，取得了很好的效果。 

在高(gāo)溫下工作的(de)彈(dàn)簧材料，要求強度(dù)有較好的熱穩定性、抗松弛或蠕變能力、抗氧化能力、耐一定介質腐蝕(shí)能力。 

彈簧的工作溫(wēn)度升高，彈簧材料的彈性(xìng)模量下降，導緻剛度下降，承載能力變小。因此，在高溫下工(gōng)作的彈簧要了解彈性(xìng)模量的變(biàn)化率（值(zhí)），計算彈簧承(chéng)載能(néng)力下(xià)降對使用性能的影響。按照GB1239規(guī)定，普通螺旋(xuán)彈簧工作溫度超過60℃時(shí)，應對切變(biàn)模量進(jìn)行修正(zhèng)，其公式為：Gt=KtG 式中G——常溫下的彈性模量；Gt——工作溫度t下的切變模量(liàng)；Kt——溫度修正系數按表2—98選取。 

在低溫下使用的彈簧材料，應具有良好(hǎo)的低溫韌(rèn)性。碳素彈(dàn)簧鋼絲、琴鋼絲和(hé)1Cr18Ni9等奧氏體不鏽鋼彈簧鋼絲、銅合金、鎳合金有較好的低溫韌性和強度。 

在低溫下，環境介質對材(cái)料(liào)腐蝕程度比在溫室下小(xiǎo)得多，而鍍镉和鍍鋅易引起(qǐ)冷脆。 

在低溫下，材料的彈性模量和膨脹系數變化不大，在設計中可以不考慮。 

彈簧鋼制作的(de)彈簧，硬度（即強度）的選用應依據彈簧承載性質和應力大小而定。但是(shì)，硬度(dù)高低與平面應變斷裂(liè)韌性關系極大。 

從曲線關系可以看出，随着硬度增加，平面(miàn)應變斷裂韌性（KIC）值(zhí)顯著下降。這就是說在确定彈簧的硬度硬度值時，應本着在滿足彈簧特性要求的前提下，彈簧的硬度值偏低一(yī)些好。 

彈簧選材時，要注意鋼材(cái)的淬透性。彈簧材料截面是否(fǒu)淬透以及(jí)淬透的程度，對彈簧質量關系極大。 

以彈簧本身作導體(tǐ)的電器彈簧或在濕度變化不定的條件(jiàn)下，如水（包括(kuò)海水）、水蒸氣環境中工作的彈(dàn)簧，一(yī)般選用銅和金材料。 

在酸類(lèi)接觸極其他腐蝕介質下工作的彈簧，一(yī)般選(xuǎn)用不鏽耐酸鋼(gāng)或(huò)鎳合金等耐蝕材料。在一般環境介質條件下使用的彈簧，選用普通彈簧鋼，制成彈簧後在其表面進行防鏽塗覆或電鍍（鍍鋅、鍍镉、鍍銅）的方法防蝕(shí)。 

在衡(héng)器和儀表中使用的彈簧，為了滿足其精度不受溫度變化的(de)影響，一般(bān)選用彈性(xìng)模量和膨脹系(xì)數變(biàn)化極小的恒彈性合(hé)金。 

在要求質輕、絕緣、防碰、防(fáng)鏽蝕等特殊用途的彈簧，可選用增強(qiáng)塑料(liào)。目前，較為适(shì)用的塑料彈簧，是用環(huán)氧樹脂、酚醛(quán)樹脂為基體，用玻璃纖維增(zēng)強的熱(rè)固增強塑料GFRP。也可選用防振橡膠制(zhì)造各種類型(xíng)的橡膠彈簧。