อุณหภูมิสูงมีผลต่อประสิทธิภาพของสปริงสแตนเลส

เป็นองค์ประกอบที่สำคัญและการปลดปล่อยพลังงาน สปริงสแตนเลสสตีล มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการบินและอวกาศอิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์อุปกรณ์การแพทย์เครื่องจักรกลและอุตสาหกรรมอื่น ๆ เมื่อใช้ภายใต้สภาวะอุณหภูมิสูงประสิทธิภาพของพวกเขาจะแตกต่างจากสภาพแวดล้อมอุณหภูมิปกติอย่างมีนัยสำคัญ อุณหภูมิสูงไม่เพียง แต่เปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกายภาพของวัสดุเท่านั้น แต่ยังส่งผลกระทบต่อความเสถียรทางเรขาคณิตและอายุการใช้งานของฤดูใบไม้ผลิ

ผลของอุณหภูมิสูงต่อคุณสมบัติเชิงกลของวัสดุ
ลดความแข็งแรงของผลผลิต
อุณหภูมิสูงจะช่วยลดความแข็งแรงของผลผลิตสแตนเลสได้อย่างมีนัยสำคัญ ตัวอย่าง SUS304 เป็นตัวอย่างความแข็งแรงของผลผลิตที่อุณหภูมิห้อง (25 ° C) อยู่ที่ประมาณ 205 MPa เมื่ออุณหภูมิสูงถึง 300 ° C ความแข็งแรงของผลผลิตอาจลดลงต่ำกว่า 140 MPa ซึ่งหมายความว่าสปริงมีแนวโน้มที่จะได้รับการเปลี่ยนรูปแบบพลาสติกภายใต้โหลดเดียวกันและไม่สามารถเก็บพลังงานและการตอบสนองได้อย่างมีประสิทธิภาพ
ลดโมดูลัสยืดหยุ่น
โมดูลัสยืดหยุ่นแสดงถึงความแข็งแกร่งของวัสดุ ภายใต้สภาวะอุณหภูมิสูงการสั่นสะเทือนความร้อนของโครงตาข่ายโลหะจะได้รับการปรับปรุงและโมดูลัสยืดหยุ่นจะลดลงส่งผลให้การลดแรงบิดของสปริงต่อหน่วยการกระจัดเชิงมุม สำหรับแอพพลิเคชั่นที่ต้องการการควบคุมแรงบิดที่มีความแม่นยำสูงเช่นกลไกการประกอบอัตโนมัติหรือระบบตรวจจับความแม่นยำการลดลงของประสิทธิภาพนี้จะส่งผลโดยตรงต่อฟังก์ชั่นผลิตภัณฑ์
ปรากฏการณ์คืบ
ในสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิสูงสแตนเลสจะคืบคลานภายใต้สภาวะความเครียดอย่างต่อเนื่องในระยะยาว การคืบทำให้มุมบิดเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ โดยไม่เพิ่มแรงภายนอกทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการวางตำแหน่งโครงสร้างหรือแม้แต่การเสียรูปแบบถาวร โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพการทำงานที่มีการโหลดอย่างต่อเนื่องและอุณหภูมิการทำงานในเวลาเดียวกันเช่นสปริงประตูเตาอุตสาหกรรมและส่วนประกอบกังหันคืบคลานก่อให้เกิดภัยคุกคามร้ายแรงต่อความน่าเชื่อถือของระบบ

ผลของอุณหภูมิสูงต่อความเสถียรของโครงสร้าง
ผลการขยายตัวทางความร้อน
สแตนเลสมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนขนาดใหญ่ (ประมาณ 16 ~ 17 ×10⁻⁶/K) ที่อุณหภูมิสูง ความยาวเส้นผ่านศูนย์กลางและช่องว่างของขดลวดของสปริงแรงบิดจะเปลี่ยนไปที่อุณหภูมิสูงส่งผลต่อความแม่นยำในการประกอบและการกวาดล้างการทำงานและอาจทำให้เกิดการติดขัดการสึกหรอหรือความล้มเหลว
ปัญหาการผ่อนคลายโครงสร้าง
สแตนเลสมีผลต่อการผ่อนคลายความเครียดอย่างมีนัยสำคัญที่อุณหภูมิสูง แม้ว่าแรงบิดเริ่มต้นจะถูกตั้งค่าอย่างสมเหตุสมผลเมื่อเวลาการใช้งานเพิ่มขึ้นความเครียดภายในของวัสดุจะค่อยๆปล่อยออกมาส่งผลให้แรงบิดของสปริงลดลง การผ่อนคลายนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสูงกว่า 250 ° C ซึ่งจะทำให้สปริงแรงบิดสูญเสียความสามารถในการหมุนที่คาดหวังและไม่เหมาะสมโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับโครงสร้างการถือครองแบบคงที่
ความเสี่ยงต่อการเกิดออกซิเดชันของพื้นผิวและการกัดกร่อน
พื้นผิวของสแตนเลสที่อุณหภูมิสูงมีความไวต่อการเกิดออกซิเดชันมากขึ้น แม้แต่วัสดุออสเทนนิติกเช่น SUS316 หรือ SUS304 อาจก่อให้เกิดระดับออกไซด์อย่างมีนัยสำคัญสูงกว่า 400 ° C ลดความต้านทานการกัดกร่อนและความแข็งแรงของพื้นผิวซึ่งจะช่วยเร่งการก่อตัวของ microcracks และส่งผลต่อประสิทธิภาพความเหนื่อยล้า

ผลของอุณหภูมิสูงต่ออายุการใช้งาน
ขีด จำกัด ความเหนื่อยล้าลดลง
อุณหภูมิสูงจะเพิ่มความเข้มข้นของพฤติกรรมสลิปด้วยกล้องจุลทรรศน์ของวัสดุทำให้โครงสร้างขัดแตะมีความไวต่อการแตกหักเมื่อยล้ามากขึ้น ภายใต้ภาระวงจรเดียวกันอายุการใช้งานความล้าของสปริงสแตนเลสที่อุณหภูมิสูงต่ำกว่าที่อุณหภูมิห้องมาก สำหรับอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นทุก ๆ 50 ° C อายุการใช้งานความล้าอาจลดลงมากกว่า 20%
ปรากฏการณ์ความเหนื่อยล้าจากความร้อน
ในสภาพแวดล้อมที่มีสภาพอากาศร้อนและเย็นสลับกันหลายชนิดสปริงสแตนเลสมีแนวโน้มที่จะแตกเมื่อยล้าความร้อน การขยายตัวทางความร้อนซ้ำ ๆ และการหดตัวของพื้นที่ความเข้มข้นของความเครียดที่รากโค้งงอหรือพื้นผิวสัมผัสของสปริงซึ่งในที่สุดก็กระตุ้นการขยายตัวของ microcracks และนำไปสู่ความล้มเหลวของการแตกหัก
เพิ่มอัตราการเติบโตของรอยแตก
อุณหภูมิสูงทำให้ microcracks เติบโตได้เร็วขึ้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งในสปริงที่มีข้อบกพร่องเริ่มต้นหรือเครื่องหมายการประมวลผลที่ผิดปกติ อัตราการเติบโตของรอยแตกที่อุณหภูมิสูงสามารถเพิ่มขึ้นได้ 2 ถึง 5 เท่าทำให้อายุการใช้งานสั้นลงอย่างมาก