Материалы с высокими упругими свойствами Мембраны, пружины, сильфоны, растяжки, подвески
Примеры упругих элементов и пружин
Основные требования к пружинным материалам n n Не допускается остаточная деформация Высокое сопротивление малым пластическим деформациям Сопротивление малым пластическим деформациям оценивается: пределом упругости, релаксационной стойкостью
Диаграмма деформации, объясняющая релаксацию и упругое последействие
Для достижения в сплаве высокого предела упругости и релаксационной стойкости необходимо создать стабильную дислокационную структуру, в которой прочно заблокированы практически все дислокации Используют: n Легирование n Повышение плотности дислокаций n Выделение дисперсных частиц вторичных фаз n Термомеханическую обработку
Рессорно-пружинные стали Применяют для изготовления жестких (силовых) упругих элементов Материалы должны иметь: n Высокий предел упругости n Высокий предел выносливости n Высокую релаксационную стойкость Используют стали с 0, 5 -0, 7%С. Термическая обработка – закалка и отпуск при 420 -520 о. С Структура - троостит отпуска
Зависимость механических свойств пружинной стали (0, 6%С, 2%Si) от температуры отпуска
Используют углеродистые стали: 65, 70, 75, 80, 85, 60 Г, 65 Г, 70 Г - обладают невысокой релаксационной стойкостью, особенно при нагреве. Легированные стали перлитного класса: 55 С 2, 60 С 2, 70 С 3 А Теплостойкие до 300 о. С : 50 ХФА, 50 ХГФА 60 С 2 ХА, 60 С 2 Н 2 А – прокаливаются до 50 -80 мм Предел упругости 880 -1150 МПа
Материалы для упругих элементов приборостроения Упругие элементы приборов, кроме высоких пределов упругости, выносливости и релаксационной стойкости, должны обладать: n Высокой коррозионной стойкостью n Немагнитностью n Электропроводностью Одно из важнейших эксплуатационных требований – точная и стабильная характеристика
Характеристика двух упругих элементов
Характеристика упругого элемента зависит от его конструкции (числа витков пружины, диаметра проволоки и т. п. ) и упругих свойств материала: модуля упругости и предела упругости. Угол наклона характеристики к оси деформации определяется модулем упругости Для упругих элементов приборов используют сплавы на основе меди, имеющие меньший модуль упругости
При нагружении упругого элемента проявляются неупругие эффекты, ухудшающие работу элемента и всего прибора Неупругие эффекты: n Упругое последействие n Релаксация напряжений n Гистерезис n Внутреннее трение
Упругое последействие проявляется в отставании части упругой деформации материала от напряжения В результате релаксации напряжение снижается, что приводит к появлению остаточной деформации – показания прибора не возвратятся на нуль
Диаграмма деформации, объясняющая релаксацию и упругое последействие
Петля упругого гистерезиса
Гистерезис - несовпадение характеристик упругого элемента при нагружении и разгрузке. В результате не совпадают и показания прибора, определяемые упругим элементом. Гистерезис вызван рассеиванием в материале энергии при нагружении. Мерой рассеивания упругой энергии является площадь петли гистерезиса. Гистерезис оценивают отношением максимальной ширины петли гистерезиса к наибольшей упругой деформации.
Резонансная кривая упругого элемента
Внутреннее трение проявляется при циклических напряжениях ниже предела упругости в результате необратимой потери энергии деформирования В реальных поликристаллах амплитуда колебаний упругого элемента растет в некотором интервале частот, что и является проявлением внутреннего трения. Ширину этого интервала на высоте 0, 7 Аmax условились принимать за величину внутреннего трения. Отношение резонансной частоты к ширине интервала называют добротностью
Свойства термически упрочненных сплавов для упругих элементов приборов
Термическая обработка бериллиевых бронз – закалка от 770 -780 о. С в воду, старение при 300 -350 о. С Термическая обработка сплава 36 НХТЮ – закалка от 925950 о. С и старение при 700 о. С
Скачать презентацию Материалы с высокими упругими свойствами Мембраны, пружины, сильфоны,
11_1_материалы с высокими упругими свойствами.ppt