弹簧地分类性能要求失效形式应用常见弹簧钢弹性合金

弹簧的材料作为弹性元件的功能材料,高弹性无疑是材料最重要的性能;同时,由于弹簧通常是在变应力的条件下工作,从而要求材料具有优越的耐疲劳性能。

另外,为了便于加工成形,减少突然性的失效,材料应具有足够的塑性和韧性。

弹簧制造最初是采用木、竹类等天然材料,进入工业化时代后,金属材料开始广泛应用于弹簧制造领域。

随着机械产品功能的不断扩展,性能指标的不断提高,对弹簧的要求也不断提高,逐步形成了各类特殊的、专用的弹簧材料。

目前用量最大、用途最广的弹簧材料当属弹簧钢,弹簧钢具有高强度、高屈强比的特性。

为满足特殊工况的使用要求,不锈弹簧钢及特殊耐高温、恒弹性合金等材料也开始用于弹簧制造,大大地拓宽了金属弹簧的选材范围。

在非金属材料方面,近年来随着化学橡胶工业地快速发展,橡胶、聚胺酯类和增强型塑料材料也广泛被应用于弹簧产品,并在减振、降噪音等领域得到广泛应用;以氮气或气液为介质的空气弹簧也广泛应用于冲压模具、主机减振、恒力器具、超高温弹性结构等领域;陶瓷材料具有耐高温(800℃以上)、耐腐蚀、耐磨损等特殊性能,也开始作为弹簧材料在一些场合应用。

弹簧材料的种类主要分为金属材料和非金属材料两大类。

主要讲下金属材料，常用的金属弹簧材料如下所示:弹簧钢碳素弹簧钢：典型牌号有70、65Mn、T8等合金弹簧钢：典型牌号有SOCrV、55CrSi、60Si2Mn等弹簧用不锈钢：典型牌号有12Cr18Ni9、06Cr19Ni9、07Cr17Ni7A1等弹性合金铜合金：锡青铜、硅青铜、鼓青铜、白铜和黄铜镍及镍合金：纯镍、镍铜合金、镍钻合金、镍铭合金其他特殊合金：高速工具钢、弹性元件用合金、记忆合金等钢的热处理原理热处理工艺是将钢在固体下加温到指定的温度,隔热保温必须的时长,之后以指定的方法降温到室内温度的这种热处理。

热处理的功效:提高材料使用性能和工艺性能,多方面挖保温掘原材料的潜能,增加部件的应用寿命,提高产品品质。

除此之外,也可以除掉材料经锻造、铸造、电焊等工艺导致的各种各样瑕疵、优化品粒、清除残余奥氏体、减小残余应力,使组织和特性更为均匀。

弹簧钢丝和弹性合金丝(上)东北特殊钢集团大连钢丝制品公司徐效谦弹性材料是机械和仪表制造业广泛采用的制作各种零件和元件的基础材料，它在各类机械和仪表中的主要作用有：通过变形来吸收振动和冲击能量，缓和机械或零部件的震动和冲击；利用自身形变时所储存的能量来控制机械或零部件的运动；实现介质隔离、密封、软轴连接等功能。

还可以利用弹性材料的弹性、耐蚀性、导磁、导电性等物理特性，制成仪器、仪表元件，将压力、张力、温度等物理量转换成位移量，以便对这些物理量进行测量或控制。

1 弹性材料的分类1.1 按化学成分分类弹性材料可分为：碳素弹簧钢、合金弹簧钢、不锈弹簧钢、铁基弹性合金、镍基弹性合金、钴基弹性合金等。

1.2 按使用特性分类根据弹性材料使用特性，可作如下分类：1.2.1 通用弹簧钢(1)形变强化弹簧钢：碳素弹簧钢丝。

(2)马氏体强化弹簧钢：油淬火回火钢丝。

(3)综合强化弹簧钢：沉淀硬化不锈钢丝1.2.2 弹性合金(1)耐蚀高弹性合金(2)高温高弹性合金(3)恒弹性合金(4)具有特殊机械性能、物理性能的弹性合金2 弹簧钢和弹性合金的主要性能指标2.1 弹性模量钢丝在拉力作用下产生变形，当拉力不超过一定值时，变形大小与外力成正比，通常称为虎克定律。

公式如下：ε=σ/E式中ε—应变（变形大小）σ—应力（外力大小）E —拉伸弹性模量拉伸弹性模量(又称为杨氏弹性模量或弹性模量)是衡量金属材料产生弹性变形难易程度的指标，不同牌号弹性模量各不相同，同一牌号的弹性模量基本是一个常数。

工程上除表示金属抵抗拉力变形能力的弹性模量外（E），还经常用到表示金属抵抗切应力变形能力的切变弹性模量（G）。

E，μ称为泊桑比，同一牌号的泊桑拉伸弹性模量与切变弹性模量之间有一固定关系：G =)+1(2μ比是一定数，弹性材料的μ值一般在1/3～1/4之间。

E 和G 是弹簧设计时两个重要技术参数（拉压螺旋弹簧的轴向载荷力P=3348nDGd ，扭转螺旋弹簧的刚度P=nDEd 644）。

几种弹簧钢的区别及应用弹簧在工作时常受到变载荷或冲击载荷的作用，为了保证弹簧能够持久可靠地工作，其材料必须具有高的弹性极限和疲劳极限，同时应具有足够的韧性和塑性，以及良好的可热处理性。

弹簧材料及性能可以查阅相关手册，规范和标准（GB/T129.6-92，GB4357-89）。

常用的弹簧钢主要有：1：碳素弹簧钢这种弹簧（例如65、70号钢等）的优点是价格便宜，原材料来源方便，缺点是弹性极限低，多次重复变形后易失去弹性，并且不能再130度的温度下正常工作。

2：低锰弹簧钢这种弹簧钢（如65Mn）与碳素弹簧钢相比，优点是淬透性较好和强度较高；缺点是淬火后容易产生裂纹及热脆性。

但由于价格便宜，所以一般机械上常用于制造尺寸不打的弹簧，例如离合器弹簧等。

3：硅锰弹簧钢这种钢（例如60Si2Mn）中因为加入了硅，所以可以显著提高弹性极限，并提高了回火稳定性，因而可以在更高的温度下回火，从而得到良好的力学性能。

硅锰弹簧钢在工业上得到了广泛的应用，一般用于制造汽车，拖拉机的螺旋弹簧等。

4：铬钒钢这种钢（例如50CrVA）中加入钒的目的是细化组织，提高钢的强度和韧性。

这种材料的奶疲劳和抗冲击性能良好，并能再-40度——210度的温度下可靠的工作，但价格较贵。

多用于要求较高的场合，如用于制造航空发动机调节系统中的弹簧。

此外，某些不锈钢和青铜等材料，具有耐腐蚀的特点，青铜还具有磁性和导电性，故常用于制造化工设备中或工作于腐蚀介质中的弹簧。

其缺点是不容易热处理，力学性能较差，所以在一般机械中很少采用。

选择材料时，应考虑到弹簧的用途、重要程度、使用条件（包括载荷性质、大小及循环特性，工作持续时间，工作温度和周围介质情况等），加工、热处理和经济性等因素。

同时，也要参照现有设备中使用的弹簧，选作出较为合用的材料。

常用弹簧钢的牌号、成分、热处理、性能及用途钢号60 75 85 65Mn 60Si2Mn 50CrVA主要成分, %C0.62~0.700.72~0.800.62~0.700.62~0.70 0.57~0.65 0.46~0.54 Mn0.50~0.80－0.90~1.200.90~1.20 0.60~0.90 0.50~0.80 Si0.17~0.37－0.17~0.370.17~0.37 1.50~2.00 0.17~0.80 Cr ≤0.25 －≤0.25 ≤0.25 ≤0.30 0.80~1.10热处理淬火,℃840(油) 820(油) 830(油) 830(油) 870(油) 850 回火,℃480 －480 480 460 520机械性能σb MPa 800 900 800 800 1200σs MPa 1000 1100 1000 1000 1300δ5 % 9 7 8 8 5 10应用范围截面<12mm~15mm的小弹簧截面≤25mm的弹簧,例如车箱板簧,机车板簧,缓冲卷簧截面≤30mm的重要弹簧,例如小型汽车、载重车板簧，扭杆簧，低于350℃的耐热弹簧几种常用的弹簧钢简介 [我的钢铁] 2003年9月24日 11:481．70号钢1.1综述：该钢有较高强度，但淬透性较低，适宜于制造截面较小的弹簧（φ≤15mm）。

冷作硬化的钢丝，在冷状态下缠绕成形，只作低温回火，消除应力。

该钢切削加工性尚好，淬火变形大。

主要用于不经淬火的小型螺旋弹簧、弹簧片、弹性垫圈、止动圈等。

1.2相当于国外牌号：70（俄）、1070（美）、060A72（英）、XC70（法）。

1.3成分 C: 0.67-0.75% Mn:0.50-0.80% Si:0.17-0.37% S≤0.035% P≤0.035% Cr≤0.25% Ni≤0.25% Cu≤0.25%1.4热处理制度：棒材：830℃ OC+480℃ AC2．T9A2.1综述：该钢为高级优质碳素工具钢和弹簧钢。

弹簧的类型及其性能与应用一、圆柱螺旋弹簧圆形截面圆柱螺旋压缩弹簧特性线呈线性，刚度稳定，结构简单，制造方便，应用较广，在机械设备中多用作缓冲，减振，以及储能和控制运动等。

矩形截面圆柱螺旋压缩弹簧结构图特性线在同样的空间条件下，矩形截面圆柱螺旋压缩弹簧比圆形截面圆柱螺旋压缩弹簧的刚度大，吸收能量多，特性线更接近于直线，刚度更接近于常数。

扁形截面圆柱螺旋压缩弹簧结构图特性线与圆形截面圆柱螺旋压缩弹簧比较，具有储存能量大，压并高度低，压缩量大，因此被广泛用于发动机阀门机构，离合器和自动变速器等安装空间比较小的装置上。

不等节距圆柱螺旋压缩弹簧当载荷增大到一定程度后，随着载荷的增大，弹簧从小节距开始依次逐渐并紧，刚度逐渐增大，特性线由线性变为渐增型。

因此其自振频率为变值，有较好的消除或缓和共振的影响，多用于高速变载机构。

多股圆柱螺旋压缩弹簧结构图材料为细钢丝拧成的钢丝绳。

在未受载荷时，钢丝绳各根钢丝之间的接触比较松，当外载荷达到一定程度时，接触紧密起来，这时弹簧刚性增大，因此多股螺旋弹簧的特性线有折点。

比相同截面材料的普通圆柱螺旋弹簧强度高，减振作用大。

在武器和航空发动机中常有应用。

圆柱螺旋拉伸弹簧性能和特点与圆形截面圆柱螺旋压缩弹簧相同，它主要用于受拉伸载荷的场合，如联轴器过载安全装置中用的拉伸弹簧以及棘轮机构机构中棘爪复位拉伸弹簧。

圆柱螺旋扭转弹簧承受扭转载荷，主要用于压紧和储能以及传动系统中的弹性环节，具有线性特性线，应有广泛，如用于测力计及强制气阀关闭机构。

二、变径螺旋弹簧圆锥形螺旋弹簧作用与不等节距螺旋弹簧相似，载荷达到一定程度后，弹簧从大圈到小圈依次逐渐并紧，簧圈开始接触后特性线为非线性，刚度逐渐增大，自振频率为变值，有利于消除或缓和共振，防共振能力较等节距压缩弹簧强。

这种弹簧结构紧凑，稳定性好，多用于承受较大载荷和减振，如应用于重型振动筛的悬挂弹簧及东风型汽车变速器。

蜗卷螺旋弹簧特性线蜗卷螺旋弹簧和其他弹簧相比较，在相同的空间内可以吸收较大的能量，而且其板间存在的摩擦可利用来衰减振动。

弹簧是一种利用弹性来工作的机械零件。

用弹性材料制成的零件在外力作用下发生形变，除去外力后又恢复原状。

亦作“弹簧”。

弹簧的分类按受力性质，弹簧可分为拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧，按形状可分为碟形弹簧、环形弹簧、板弹簧、螺旋弹簧、截锥涡卷弹簧以及扭杆弹簧等，按制作过程可以分为冷卷弹簧和热卷弹簧。

普通圆柱弹簧由于制造简单，且可根据受载情况制成各种型式，结构简单，故应用最广。

弹簧的制造材料一般来说应具有高的弹性极限、疲劳极限、冲击韧性及良好的热处理性能等，常用的有碳素弹簧钢、合金弹簧钢、不锈弹簧钢以及铜合金、镍合金和橡胶等。

弹簧的制造方法有冷卷法和热卷法。

弹簧丝直径小于8毫米的一般用冷卷法，大于8毫米的用热卷法。

有些弹簧在制成后还要进行强压或喷丸处理，可提高弹簧的承载能力。

弹簧可以分为以下7类：1、螺旋弹簧即扭转弹簧，是承受扭转变形的弹簧，它的工作部分也是密绕成螺旋形。

扭转弹簧端部结构是加工成各种形状的扭臂，而不是勾环。

2、拉伸弹簧是承受轴向拉力的螺旋弹簧。

在不承受负荷时，拉伸弹簧的圈与圈之间一般都是并紧的没有间隙。

3、压缩弹簧是承受轴向压力的螺旋弹簧，它所用的材料截面多为圆形，也有用矩形和多股钢萦卷制的，弹簧一般为等节距的，压缩弹簧的形状有：圆柱形、圆锥形、中凸形和中凹形和少量的非圆形等，压缩弹簧的圈与圈之间会有一定的间隙，当受到外载荷的时候弹簧收缩变形，储存变形能。

4、扭力弹簧利用杠杆原理，通过对材质柔软、韧度较大的弹性材料扭曲或旋转，使之具有极大的机械能。

5、渐进型弹簧，这种弹簧采用了粗细、疏密不一致的设计，好处是在受压不大时可以通过弹性系数较低的部分吸收路面的起伏，保证乘坐舒适感，当压力增大到一定程度后较粗部分的弹簧起到支撑车身的作用，而这种弹簧的缺点是操控感受不直接，精确度较差。

6、线性弹簧，线性弹簧从上至下的粗细、疏密不变，弹性系数为固定值。

这种设计的弹簧可以使车辆获得更加稳定和线性的动态反应，有利于驾驶者更好的控制车辆，多用于性能取向的改装车与竞技性车辆，坏处当然是舒适性受到影响。

常用弹簧材料弹簧是一种常见的机械零部件，广泛应用于汽车、机械设备、家具、电子产品等领域。

而弹簧材料的选择对于弹簧的性能和使用寿命起着至关重要的作用。

在实际生产中，常用的弹簧材料主要包括钢丝、合金钢、不锈钢、铜合金等。

下面将对这些常用的弹簧材料进行详细介绍。

钢丝是制作弹簧最常用的材料之一，它具有良好的弹性和韧性，适用于制作各种类型的弹簧。

一般来说，弹簧所需的钢丝要求具有较高的强度和硬度，以保证弹簧在使用过程中不易变形和断裂。

此外，钢丝的表面质量也是影响弹簧品质的重要因素，表面光滑度和清洁度对于弹簧的使用寿命有着直接的影响。

合金钢是一种含有多种合金元素的钢材，具有较高的强度和硬度，适用于制作对强度要求较高的弹簧。

合金钢的优点在于其在高温下仍能保持较好的弹性，因此适用于高温环境下的弹簧制作。

此外，合金钢还具有较好的耐磨性和抗腐蚀性能，能够保证弹簧在恶劣环境下的稳定使用。

不锈钢是一种具有良好耐腐蚀性能的钢材，适用于制作对腐蚀要求较高的弹簧。

不锈钢弹簧具有较好的抗氧化性能，能够在潮湿、腐蚀性环境中长期稳定使用。

此外，不锈钢弹簧还具有较好的表面光洁度和装饰性，适用于一些对外观要求较高的场合。

铜合金是一种优良的导电材料，适用于制作需要导电性能的弹簧。

铜合金弹簧具有良好的导电性能和导热性能，适用于一些对电气要求较高的场合。

此外，铜合金弹簧还具有较好的耐磨性和抗腐蚀性能，能够在恶劣环境下稳定使用。

综上所述，弹簧材料的选择对于弹簧的性能和使用寿命有着至关重要的影响。

在选择弹簧材料时，需要根据弹簧的使用环境、工作要求和性能要求来进行合理的选择，以保证弹簧具有良好的弹性、耐磨性、抗腐蚀性能和稳定的使用寿命。

同时，在实际生产中，还需要对弹簧材料进行严格的质量控制和表面处理，以保证弹簧的质量和稳定性。

希望本文对于弹簧材料的选择和应用能够提供一定的参考和帮助。

弹簧钢种类弹簧钢是一种专门用于制造弹簧的钢材，其性能要求高，具有较高的弹性极限和疲劳极限。

根据不同的用途和要求，弹簧钢可分为多种不同的类型。

本文将介绍几种常见的弹簧钢种类。

一、普通碳素弹簧钢普通碳素弹簧钢是最基础、最常见的一种弹簧钢。

其主要成分是碳和铁，含碳量在0.50%-0.80%之间。

此类钢材加工性好，价格低廉，在制造一些负荷较小、精度要求不高的弹簧时应用广泛。

二、合金弹簧钢合金弹簧钢是在普通碳素弹簧钢基础上添加了其他元素的一类材料。

常见的合金元素有铬、锰、硅等。

这些元素可以提高材料的抗腐蚀性能和机械性能，使得制成的弹簧更加耐用、稳定。

三、不锈钢弹簧钢不锈钢弹簧钢是指具有较高耐腐蚀性能的弹簧钢。

由于其不易生锈、不易腐蚀，因此在制造一些对材料要求较高的弹簧时应用广泛。

不锈钢弹簧钢通常含有铬、镍等元素，具有良好的机械性能和抗腐蚀性能。

四、低温弹簧钢低温弹簧钢是指在低温环境下仍然具有良好机械性能和韧性的弹簧钢。

由于低温环境对材料的要求较高，因此低温弹簧钢需要具有较高的韧性和抗断裂性能。

常见的低温弹簧钢有60Si2MnA、55CrSi等。

五、气体淬火弹簧钢气体淬火弹簧钢是一种采用气体淬火工艺处理而成的材料。

其制作工艺比较复杂，但可以使得制成的弹簧具有更好的机械性能和抗断裂性能。

此类材料通常含有铬、硅等元素，适用于制造精度要求高、负荷较大的弹簧。

六、超级弹簧钢超级弹簧钢是一种性能极其优异的材料，具有极高的弹性极限和疲劳极限。

此类材料通常含有钼、钴等元素，制造工艺复杂，价格昂贵。

超级弹簧钢广泛应用于航空航天、国防军工等领域。

总结：以上介绍了几种常见的弹簧钢种类，每种材料都具有不同的特点和适用范围。

在选择弹簧钢时需要根据具体的使用要求和环境条件进行选择。

地弹簧是一种用于支撑和缓冲重物的机械元件，通常用于车辆、机械设备和其他需要吸收冲击和振动的应用中。

地弹簧可以根据其结构、材料、工作原理和使用环境等因素进行分类。

以下是一些常见的地弹簧分类：1. 按结构分类：- 圆形地弹簧：形状为圆环，能够承受径向和轴向载荷。

- 矩形地弹簧：矩形截面，适用于承受较大的轴向载荷和有限的径向载荷。

- 螺旋地弹簧：由金属丝绕成螺旋状，适用于承受轴向载荷。

- 叶片地弹簧：薄片状，适用于承受大的弯曲力和扭矩。

2. 按材料分类：- 钢地弹簧：耐磨性好，强度高，适用于重载应用。

- 铜地弹簧：导电性好，适用于需要导电或抗磁性的应用。

- 橡胶地弹簧：弹性好，能吸收冲击和振动，适用于减震需求。

- 塑料地弹簧：轻便，耐腐蚀，适用于不承受高载荷的应用。

3. 按工作原理分类：- 弹簧压缩地弹簧：在压缩状态下工作，用于吸收冲击和振动。

- 弹簧拉伸地弹簧：在拉伸状态下工作，用于吸收拉伸力。

- 扭转地弹簧：用于承受扭转力，如汽车驱动轴的防震。

4. 按使用环境分类：- 汽车地弹簧：用于支撑汽车车身，吸收路面不平的冲击。

- 工业地弹簧：用于机械设备，承受重载和强烈的冲击振动。

- 航空航天地弹簧：用于航空航天器，要求轻质、高强度、耐腐蚀。

5. 按性能分类：- 线性地弹簧：载荷与变形之间呈线性关系。

- 非线性地弹簧：载荷与变形之间的关系非线性，如变刚度地弹簧。

地弹簧的设计和选用需要考虑载荷大小、工作环境、频率、寿命、成本等因素，以确保其能够满足特定应用的需求。

在选择地弹簧时，还需要考虑安装空间、刚度、阻尼特性等工程因素。

照基本性能及使用特性一，弹簧钢属于机械结构用钢；按照质量等级，属于特殊质量钢，即在生产过程中需要特别严格控制质量和性能的钢。

按照化学成分分类：
1、碳素弹簧钢:多采用材质为：65#,70#、65Mn、82B、72A、72B钢丝，特点是可塑性低，弹性强，抗应力能力强。

用途：多用于席梦思床、汽车及各种靠垫、机械制造、文具电动工具、体育用械、扭簧用、拉簧用、电器设备等行业。

规格范围：用于制造在冷状态下缠绕成形而不经淬火的弹簧。

2、合金弹簧钢：合金弹簧弹钢是用于制造制弹簧或者其他弹性零件的钢种。

弹簧一般是在交变应力下工作，常见的破坏形式是疲劳破坏，因此，合金弹簧钢必须具有高的屈服点和屈强比（σs/ σb）、弹性极限、抗疲劳性能，以保证弹簧有足够的弹性变形能力并能承受较大的载荷。

同时，合金弹簧钢还要求具有一定的塑性与韧性，一定的淬透性，不易脱碳及不易过热。

一些特殊弹簧还要求有耐热性、耐蚀性或在长时间内有稳定的弹性。

中碳钢和高碳钢都可作弹簧使用，但因其淬透性和强度较低，只能用来制造截面较小、受力较小的弹簧。

合金弹簧钢则可制造截面较大、屈服极限较高的重要弹簧。

在一些特定要求的场合，如在酸碱度较高、潮湿的环境我们还经常用到不锈钢材料来制作弹簧。

弹簧的热处理（一）来源：每天学点热处理弹簧及弹性元件，是量大面广的基础零件，可以说是无处不在。

在动力机械、电器、仪表、武器中作为控制性元件，也是非常关键的零件。

它的基本功能是利用材料的弹性和弹簧的结构特点，在产生及恢复变形时，可以把机械功或动能转换为形变能，或者把形变能转换为动能或机械功，以达到缓冲或减振、控制运动或复位、储能或测量等目的。

所以，在各类机械设备、仪器仪表、军工产品、电器、家具、家电甚至文具、玩具中都广泛使用弹簧。

影响弹簧质量和使用寿命的因素很多，如设计、选材、生产工艺及工况条件等等。

其中，材质和热处理对弹簧的各种性能及其使用寿命有重要的甚至是决定性的影响。

本文分四个主题，分别介绍各类机械设备中常用的弹簧材料和典型弹簧的热处理，对于特殊用途的弹性材料和元件的热处理只做扼要介绍。

一、弹簧的分类、服役条件、失效方式和性能要求1 弹簧分类弹簧种类很多，可按形状、承载特点、制造方法、材料成分和不同用途进行分类。

每一类中又分为若干小类和不同规格。

GB/T1805弹簧的标准中列出了22种，弹簧行业1990年提出的内部标准《弹簧种类》中，把弹簧分为15个小类。

弹簧行业多按形状分类，在机械制造业中多按用途分类或按上述两者综合命名。

如表1 。

▼表1 弹簧的分类典型螺旋弹簧及板簧如图1所示。

▲图1 典型螺旋弹簧及板簧2 弹簧的服役条件和失效形式2.1 弹簧的服役条件和应力状态弹簧的服役条件是指它的工作环境（温度和介质）及应力状态等因素。

工作温度可分为低温（室温以下）、室温、较高温（120℃~350℃）、高温（350℃以上）几个档次。

工作环境介质有空气、水蒸气、雨水、燃烧产物、以及酸、碱水溶液等。

普通机械弹簧一般是在室温或较高工作温度、大气条件下承受载荷。

也有用于耐蚀、承受高应力等各种特殊用途的弹簧。

工作持续时间也是一个值得考虑的重要因素。

▲气门弹簧是要求最严苛的弹簧之一弹簧的载荷特性由弹簧变形时的载荷（P或T）与变形（F或）之间的关系曲线表示。

弹簧常用材料弹簧作为一种常见的机械零部件，在工业生产中扮演着重要的角色。

它们被广泛应用于汽车、家电、航天航空等领域，起着支撑、缓冲、传动等作用。

而弹簧的性能和品质很大程度上取决于所选用的材料。

在实际应用中，有许多常见的弹簧材料，每种材料都有其特定的优点和适用范围。

一、弹簧钢。

弹簧钢是一种专门用于制造弹簧的合金钢。

它具有良好的弹性和疲劳强度，能够在长期重复加载的情况下保持稳定的性能。

弹簧钢通常采用优质碳素钢或合金结构钢制成，具有较高的硬度和强度，能够满足弹簧在工作时的弯曲和扭转等要求。

二、不锈钢。

不锈钢由于其良好的耐腐蚀性能和优异的机械性能，也被广泛应用于弹簧制造中。

不锈钢弹簧具有抗氧化、耐腐蚀、耐磨损等特点，适用于一些特殊环境下的使用，如食品加工、医疗器械等领域。

三、合金钢。

合金钢是一种含有合金元素的钢材，具有较高的强度和硬度。

合金钢弹簧在一些对强度要求较高的场合得到广泛应用，如汽车悬挂系统、工程机械等领域。

合金钢的优点在于其优异的机械性能和耐磨性，能够满足高负荷、高频率的工作条件。

四、铜合金。

铜合金弹簧具有良好的导电性和导热性，适用于一些需要导电性能的场合，如电子设备、通讯设备等领域。

铜合金弹簧的优点在于其良好的导电性和导热性，能够满足一些特殊工作条件下的要求。

五、塑料弹簧。

塑料弹簧是一种相对新型的弹簧材料，由于其良好的耐腐蚀性和重量轻的特点，逐渐在一些特殊领域得到应用，如医疗器械、食品加工等领域。

塑料弹簧的优点在于其重量轻、不易生锈等特点，能够满足一些特殊场合的需求。

总结。

不同的弹簧材料各有其特点和适用范围，选择合适的材料能够有效提高弹簧的使用寿命和性能。

在实际应用中，需要根据具体的工作条件和要求选择合适的弹簧材料，以确保弹簧在工作时能够发挥最佳的效果。

希望本文对弹簧常用材料的选择有所帮助，谢谢阅读！。

弹簧的分类性能要求失效形式应用常见弹簧钢弹性合金弹簧是一种利用弹性来工作的机械零件。

用弹性材料制成的零件在外力作用下发生形变，除去外力后又恢复原状。

亦作“弹簧”。

弹簧的分类按受力性质，弹簧可分为拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧，按形状可分为碟形弹簧、环形弹簧、板弹簧、螺旋弹簧、截锥涡卷弹簧以及扭杆弹簧等，按制作过程可以分为冷卷弹簧和热卷弹簧。

普通圆柱弹簧由于制造简单，且可根据受载情况制成各种型式，结构简单，故应用最广。

弹簧的制造材料一般来说应具有高的弹性极限、疲劳极限、冲击韧性及良好的热处理性能等，常用的有碳素弹簧钢、合金弹簧钢、不锈弹簧钢以及铜合金、镍合金和橡胶等。

弹簧的制造方法有冷卷法和热卷法。

弹簧丝直径小于8毫米的一般用冷卷法，大于8毫米的用热卷法。

有些弹簧在制成后还要进行强压或喷丸处理，可提高弹簧的承载能力。

弹簧可以分为以下7类：1、螺旋弹簧即扭转弹簧，是承受扭转变形的弹簧，它的工作部分也是密绕成螺旋形。

扭转弹簧端部结构是加工成各种形状的扭臂，而不是勾环。

2、拉伸弹簧是承受轴向拉力的螺旋弹簧。

在不承受负荷时，拉伸弹簧的圈与圈之间一般都是并紧的没有间隙。

3、压缩弹簧是承受轴向压力的螺旋弹簧，它所用的材料截面多为圆形，也有用矩形和多股钢萦卷制的，弹簧一般为等节距的，压缩弹簧的形状有：圆柱形、圆锥形、中凸形和中凹形和少量的非圆形等，压缩弹簧的圈与圈之间会有一定的间隙，当受到外载荷的时候弹簧收缩变形，储存变形能。

4、扭力弹簧利用杠杆原理，通过对材质柔软、韧度较大的弹性材料扭曲或旋转，使之具有极大的机械能。

5、渐进型弹簧，这种弹簧采用了粗细、疏密不一致的设计，好处是在受压不大时可以通过弹性系数较低的部分吸收路面的起伏，保证乘坐舒适感，当压力增大到一定程度后较粗部分的弹簧起到支撑车身的作用，而这种弹簧的缺点是操控感受不直接，精确度较差。

6、线性弹簧，线性弹簧从上至下的粗细、疏密不变，弹性系数为固定值。

弹簧分类用途及材料弹簧是一种重要的机械零件，具有各种用途。

它们广泛应用于各种工业、车辆、家居和电子产品中。

不同的用途和环境要求不同的弹簧材料。

下面将详细介绍弹簧的分类、用途及不同材料。

弹簧分类：1.压缩弹簧：压缩弹簧是最常见的弹簧类型，用于各种机械、汽车、电子产品中。

它们主要用于吸收和储存能量，能够对压缩力做出弹性回弹。

2.张力弹簧：张力弹簧是用于拉伸加载的弹簧，常见于家具、门窗、电子设备等。

它们提供额外的张力以保持物体的位置或触发特定的机械装置。

3.扭转弹簧：扭转弹簧是一种螺旋形弹簧，用于扭转或旋转加载。

它们常见于机械传动系统、发动机摇臂、阀门和电动工具等设备中。

4.波纹管弹簧：波纹管弹簧是由波纹管形状构成的一种弹簧。

它们主要用于压力传感器、温度传感器、压力开关和阀门等高精度设备。

弹簧材料：1.不锈钢弹簧：不锈钢弹簧耐腐蚀性强，具有较高的强度和耐久性。

因此，它们广泛应用于食品加工、药品制造以及高精度仪器和设备中。

2.碳钢弹簧：碳钢弹簧是一种常用的弹簧材料，价格相对较低，强度适中。

它们广泛应用于各种机械、汽车和家居设备中。

3.合金钢弹簧：合金钢弹簧具有高强度和耐高温性能。

它们常用于汽车悬挂系统、运动器材和高温高压的工业设备。

4.钛合金弹簧：钛合金弹簧具有较高的强度和轻质化特点。

它们主要用于航空航天、汽车和医疗设备等领域，要求弹簧具有较低的重量和较高的耐腐蚀性。

5.镍合金弹簧：镍合金弹簧耐高温、耐腐蚀，具有优异的机械性能。

它们主要用于石油和化工行业的高温高压设备。

弹簧用途：1.汽车：弹簧在汽车中起到重要的作用，如悬挂系统中的弹簧可以吸收和缓解路面震动，使车辆更加平稳舒适。

2.机械设备：弹簧在各种机械设备中广泛应用，如减震弹簧、压缩弹簧、扩张弹簧等，用于保持合适的张力、平衡和传递力量。

3.家居家具：弹簧在床垫、沙发和椅子等家具中起到支撑和舒适的作用。

4.电子设备：弹簧在电子设备中用于触摸开关、连接器和电子组件等，确保电子设备正常运行。

弹簧的分类及应用引言弹簧是一种经过特殊设计的机械零件，广泛应用于各个领域，它能够储存和释放能量，起到缓冲、支撑和控制等作用。

根据其形状和材料的不同，弹簧可以分为多个不同的分类。

本文将介绍几种常见的弹簧分类，并探讨它们在各个领域的应用。

一、按形状分类1.1 压缩弹簧压缩弹簧是一种直径减小的螺旋形弹簧，具有压缩变形特性。

当外力作用在压缩弹簧上时，其螺旋线收缩，储存能量。

常见的应用包括：•汽车悬挂系统：压缩弹簧可以缓解汽车在行驶过程中的颠簸感，提供稳定的悬挂效果。

•家具弹簧：用于床垫、沙发等家具，提供舒适的支撑和缓冲效果。

•工业机械：用于隔振、缓冲和支撑等方面的应用。

1.2 扭转弹簧扭转弹簧也称为扭簧，是一种形状像螺旋线的弹簧，具有扭转变形特性。

常见的应用包括：•时钟：扭簧被用于驱动机械时钟的发条，通过储存弹性能量，提供稳定的时钟运行。

•电动工具：扭簧可用于电动工具中的电动马达，提供扭转力，使其运行更加平稳和高效。

•机械玩具：扭簧也常用于机械玩具的发条，使玩具能够自动运动。

1.3 张力弹簧张力弹簧又称拉伸弹簧，是一种拉伸变形的弹簧。

其形状也像螺旋线，常常带有钩环。

张力弹簧主要应用于以下领域：•门窗配件：张力弹簧可以用于门窗配件中，帮助门窗保持平衡和稳定。

•汽车传动系统：张力弹簧可用于汽车传动系统的拉力控制，保证传动效率和稳定性。

•电子产品：张力弹簧也有应用于电子产品，如手机中的卡扣和连接器等。

二、按材料分类2.1 钢弹簧钢弹簧是指使用钢材制作的弹簧。

根据不同的钢材，钢弹簧可以分为多种类型：•普通碳钢弹簧：常用于一般机械和家居用途，如床垫弹簧和机械弹簧等。

•不锈钢弹簧：具有耐腐蚀和耐高温特性，常用于食品加工、医疗器械等行业。

•合金钢弹簧：通过调整合金元素的含量，强化钢材的特性，常用于高负荷和高温环境下的工业设备。

2.2 非金属弹簧非金属弹簧是指使用非金属材料制作的弹簧。

常见的非金属弹簧材料包括：•橡胶：橡胶弹簧具有良好的弹性和缓冲性能，常用于悬挂系统、减震器等领域。

弹簧的类型及应用弹簧是一种储存和释放能量的弹性元素，广泛应用于机械工程、汽车工业、电子电气领域，以及各种日常用品中。

根据材料、形状和用途的不同，弹簧可以分为多种类型。

1. 压缩弹簧：压缩弹簧是一种最常见的弹簧类型，它的形状通常是圆柱形，材料可以是钢、铜或合金等。

它们的工作原理是当外力作用于弹簧时，使其压缩，存储能量。

压缩弹簧常用于减震器、悬挂系统、阀门、工具等领域。

2. 张力弹簧：张力弹簧也被称为拉伸弹簧，它的形状通常是绳状或线圈状。

张力弹簧的工作原理是当外力拉伸弹簧时，它会产生恢复力，储存能量。

张力弹簧常用于电子设备、家具、门窗等领域。

3. 扭转弹簧：扭转弹簧是一种成卷螺旋状的弹簧，它的工作原理是当外力扭转或转动弹簧时，它会产生扭转恢复力，储存和释放能量。

扭转弹簧常用于钟表、玩具、门锁、汽车发动机等领域。

4. 波纹管弹簧：波纹管弹簧是一种由多个波纹组成的薄板弹簧，形状类似于蛇皮状。

波纹管弹簧具有较大的压缩和伸展能力，并且可以承受较大的压力变化。

它常用于汽车悬挂系统、空调系统、管道连接等领域。

5. 内嵌弹簧：内嵌弹簧是一种嵌入其他产品或装置中的弹簧，它通常用于提供弹性支撑或缓冲作用。

内嵌弹簧常见于家具、鞋类、电子设备等领域，如沙发弹簧、鞋底弹簧、键盘弹簧等。

6. 扁平弹簧：扁平弹簧也被称为板簧或层簧，它的形状是平板状。

扁平弹簧具有较大的弹性和承载能力，在机械工程和汽车工业中常用于传动系统、悬挂系统等领域。

弹簧的应用非常广泛。

下面以几个典型的应用领域说明弹簧的具体应用。

1. 汽车工业：弹簧是汽车悬挂系统的重要组成部分，能够提供缓冲和支撑，使车辆在行驶过程中减少震动和颠簸。

此外，弹簧还用于汽车发动机、离合器、传动系统、刹车系统等。

例如，扭转弹簧用于发动机气门系统，压缩弹簧用于减震器。

2. 机械工程：弹簧在机械工程中起着关键的作用，它们可用于各种传动和控制系统。

例如，扭转弹簧用于仪器仪表中的计时装置；压缩弹簧用于工具、门锁、阀门、工业机器人等；扁平弹簧用于传递动力、承受载荷。

第20章 弹簧20.1 概 述20.1.1 弹簧的功用与类型1．弹簧的主要功用弹簧的主要功用有：●缓冲和减振。

如汽车、火车车箱下的减振弹簧，各种缓冲器的缓冲弹簧等；●控制机构的运动。

如内燃机中的阀门弹簧，离合器中的控制弹簧等；●储存及输出能量。

如钟表弹簧、枪闩弹簧等；●测量力的大小。

如弹簧秤，测力器中的弹簧等。

2．弹簧的类型表20—1 弹簧的主要类型特点及应用类型承载形式简 图特 点 及 应 用压缩拉伸刚度稳定结构简单，制造方便，应用最广圆柱形扭转在各种装置中用于压紧，储能或传递转矩螺旋弹簧圆锥形压缩结构紧凑，稳定性好，刚度随载荷增大而增大，多用需要随较大载荷和减速振的场合类 型承载方式简 图特 点 及 应 用蝶形弹簧压缩刚度大，缓冲吸振能力强，适用于载荷很大而弹簧的轴向尺寸受限制的场合，如常用作重型机械、大炮等的缓冲和减振弹簧环形弹簧压缩能吸收较多能量，有很高的缓冲和吸振能力，常用作重型车辆和飞机起落架等的缓冲弹簧盘簧扭转变形角大，能储存的能量大，轴向尺寸较水，多用于钟表、仪器中的储能弹簧其他弹簧板弹簧弯曲缓冲和减振性能好，主要用作汽车、拖拉机、火车车辆等悬挂装置中的缓冲和减振弹簧20.1.2 弹簧的材料与制造1．弹簧的材料和许用应力弹簧在工作中常受交变和冲击载荷，又要求有较大的变形，所以弹簧材料应具有高的抗拉强度、弹性极限和疲劳强度。

在工艺上要有一定的淬透性、不易脱碳，表面质量好。

常用弹簧材料的机械性能及用途见表20—2和表20—3。

2．弹簧的制造螺旋弹簧的制造工艺过程包括：卷制、挂钩的制作和端面的精加工、热处理和工艺性能试验。

大量生产时，是在万能自动卷簧机上卷制；单位及小批生产时，则在普通车床或手工制作。

弹簧丝直径小于或等于8mm 时，常用冷卷法，卷前热处理，卷后要低温回火。

直径大于8mm 时，采用热卷（热卷温度800～1000℃）法，热卷后经淬火和中温火处理，弹簧成形后要进行表面检验，表面应光洁、无伤痕、无脱碳行等缺陷，受变载荷的弹簧，还须经喷丸等表面处理，以提高弹簧的疲劳寿命。

常见弹簧钢的特性和用途55Si2Mn--特性：强度大、弹性极限好，屈服比值高，热处置惩罚后韧性较好，焊接性差，冷变形塑性低，切削性尚好，淬透性较65、65Mn钢高，临界淬透直径：油中约为25~57mm；水中约为44~88mm；此钢宜油淬、水淬时有形成裂纹偏向，无回火脆性偏向，且具有抗回火不变和抗松弛不变性；钢中夹杂物较高，轧制较困难，表面易出疵病，脱碳偏向大；适宜在淬火并中温回火状态下使用。

用途：适用于制造铁道车辆、汽车、拖拉机等承受中常载荷的扁形弹簧、直径<25mm 的螺旋形弹簧、缓和冲突弹簧以及汽缸安全阀门等高应力下工作的重要弹簧。

55Si2MnB--特性：性能与55Si2Mn钢相近，但淬透性更高，在油中临界淬透直径约为90~180mm，疲劳强度也显著提高。

用途：适用于制造中、小型截面的钢板弹簧，如汽车上的前后副钢板弹簧。

55SiMnVB--特性：强度、韧及塑性及淬透性均比60Si2MnA钢高，油中临界淬透直径约为50~107mm；热加工性能良好，热处置惩罚时表面脱碳偏向小，回火不变性好。

用途：适用于制造中型截面尺寸的板弹簧和螺旋形弹簧，可取代60SiMnA钢使用。

60SiMn、60Si2MnA--与55Si2Mn钢相比，强度和弹性极限均稍高（其中60Si2MnA钢更好），淬透直性也较好，在油中临界淬透直约为37~73mm，其他性能相同；主要使用状态为淬火并中温回火下使用。

用途：此钢应用广泛，适用于制造铁道车辆、汽车、拖拉机等工业上制造承受较大载荷的扁弹簧或直径≤30mm的螺旋形弹簧，如汽车、火车车箱下部承受应力和振荡用板弹簧、安全阀和止回阀上弹簧以及工作温度<250℃非腐化性介质中的耐热弹簧；用于承受交变载荷和高应力下工作的大型重要卷制弹簧和承受剧烈磨耗的机械零件。

60Si2CrA--特性：与60Si2MnA钢相比，塑性相近，但抗拉强度和屈服点均较高；热处置惩罚过热敏感性和脱碳偏向小，淬透性高，油中临界淬透直径约为37~114mm，但有回火脆性偏向；一般在淬火并中温回火下使用。

弹簧的参数弹簧是一种广泛应用于机械、汽车、电子设备等领域的弹性元件，其具有贮存和释放能量的特性，能够产生弹性变形并恢复原状。

弹簧的种类繁多，如压缩弹簧、拉伸弹簧、扭转弹簧等，针对不同的应用场景具有不同的参数要求。

下面将介绍一份关于弹簧的参数，以压缩弹簧为例进行详细解析。

1. 弹簧的材料弹簧的材料种类繁多，常见的包括碳素钢、合金钢、不锈钢等。

不同材料的弹簧具有不同的性能和特点，例如碳素钢弹簧具有较好的弹性和疲劳寿命，合金钢弹簧具有较高的硬度和耐腐蚀性能，不锈钢弹簧则具有良好的耐腐蚀性能。

在选择材料时需要考虑到使用环境、工作温度、荷载要求等因素。

2. 弹簧的直径与线径弹簧的直径和线径是指弹簧的横截面尺寸，直径是指弹簧线圈的外径，线径是指弹簧线材的直径。

这两个参数直接影响到弹簧的刚度和承载能力，通常来说，直径和线径越大，弹簧的承载能力越大，而其刚度也越高。

因此在设计弹簧时需根据实际需求来合理确定直径与线径的尺寸。

3. 弹簧的长度与圈数弹簧的长度是指弹簧未加荷载时的自由长度，而圈数则是指弹簧的线圈数目。

长度和圈数的选择会直接影响到弹簧的变形能力和载荷性能，通常情况下，长度越长、圈数越多的弹簧变形能力越大，承载能力也越高。

然而需要注意的是，过长的弹簧会增加不必要的材料消耗，而过多的圈数则会增加制造难度和成本。

4. 弹簧的刚度与弹性系数弹簧的刚度和弹性系数是反映弹簧刚度的重要参数。

刚度是指单位长度内弹簧所受的力和变形的比值，而弹性系数则是指当给定弹簧施加一个单位荷载时，其相对变形量与弹簧自由长度的比值。

通常情况下，刚度和弹性系数越大，弹簧的承载能力也越大，而变形量则越小。

因此在设计弹簧时需要根据实际需求来选择合适的刚度和弹性系数。

5. 弹簧的表面处理弹簧的表面处理对其使用寿命和工作性能有着重要的影响，常见的表面处理方法包括镀锌、喷涂、镀镍、氮化等。

这些表面处理方法可以增加弹簧的耐腐蚀性能、耐磨性能和表面硬度，从而提高弹簧的使用寿命和稳定性。

弹簧的分类、特点及应用弹簧是一种应用很广的弹性零件，它具有易变形、弹性大等特性。

在机器中主要功用如下：1、缓和冲击和吸收振动：这类弹簧具有较大的弹性变形能力，可吸收振动和冲击能量。

如汽车、火车中的缓冲弹簧、联轴器中的吸振弹簧等等。

2、控制机构的运动：这类弹簧要求在某一定变形范围内的作用力变化不大。

如内燃机中的阀门弹簧、离合器中的控制弹簧，自动机床凸轮机构中的弹簧等等。

3、储存能量：这类弹簧既要求有较大的弹性，又要求作用力较稳定。

如钟表弹簧、枪机弹簧、自动机床中刀架自动返回装置中的弹簧等等。

4、测量力的大小：这类弹簧要求其受力与变形呈线性关系。

如测力仪及弹簧秤中的弹簧等等。

弹簧的种类很多，按承受载荷的不同可分为拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧等。

按弹簧形状不同可分为：螺旋弹簧、蝶形弹簧、环形弹簧、盘簧、板弹簧等。

表1弹簧的主要类型、特点及应用结构简单，制造方便，适用范围很广。

载荷增大到一定程度后，弹簧从大圈到小圈依次并紧，特性线由线性变为渐增型，结构紧凑，稳定性好，多用于承受较大载荷和减振。

蝶形片采用不同的组合可得到不同的特性线，能承受很大冲击载荷。

轴向尺寸小，适用于要求缓冲和减振能力强及轴向尺寸受限制的场合。

续表环间有较大的摩擦力，缓冲和吸振能力强，适用于重型机械的缓冲装置。

圈数多，变形角大，储存的能量大，轴向尺寸小，多用作压紧及仪器钟表等储能装置。

板间有摩擦，吸振能力强，适用于车辆中的缓冲和减振装置。

可根据需要设计成理想形状的特性线，高度可调节，主要用于车辆悬挂装置及减振装置。

弹性模量小，形状不受限制，各方向刚度可自由选择，容易得到理想的特性线，可承受多方向载荷。