Conocimiento del hardware: seis factores afectan la resistencia a la fatiga del resorte

Varios factores que afectan la resistencia a la fatiga del resorte.

1. Existe una cierta relación entre el límite elástico del material y el límite de fatiga. En términos generales, cuanto mayor sea el límite elástico del material, mayor será la resistencia a la fatiga. Por lo tanto, para aumentar la resistencia a la fatiga del resorte, debemos intentar aumentar el límite elástico del material del resorte. O utilice materiales con una alta relación entre límite elástico y resistencia a la tracción. Para el mismo material, la estructura de grano fino tiene un límite elástico mayor que la estructura de grano grueso y fino.

2. La tensión máxima del estado superficial se produce principalmente en la superficie del material del resorte, por lo que la calidad de la superficie del resorte tiene una gran influencia en la resistencia a la fatiga. Defectos como grietas, fallas y cicatrices causados ​​por los materiales de los resortes durante el laminado, estirado y enrollado son a menudo las causas de la fatiga y fractura del resorte.

Cuanto menor sea la rugosidad de la superficie del material, menor será la concentración de tensiones y mayor será la resistencia a la fatiga. La influencia de la rugosidad de la superficie del material en el límite de fatiga. A medida que aumenta la rugosidad de la superficie, el límite de fatiga disminuye. En el caso de la misma rugosidad, diferentes grados de acero y diferentes métodos de bobinado tienen diferentes grados de reducción del límite de fatiga. Por ejemplo, el grado de reducción de los resortes en espiral en frío es menor que el de los resortes en espiral en caliente. Debido a que el resorte helicoidal de acero en caliente y su tratamiento térmico se calientan, la superficie del material del resorte se vuelve rugosa debido a la oxidación y se produce descarburación, lo que reduce la resistencia a la fatiga del resorte.

Rectificado, prensado, granallado y laminado de la superficie del material. Ambos pueden mejorar la resistencia a la fatiga del resorte.

3. Cuanto mayor sea el tamaño del material con efecto de tamaño, mayor será la posibilidad de defectos causados ​​por diversos procesos de trabajo en frío y en caliente, y mayor será la posibilidad de defectos superficiales. Todas estas razones conducirán a una disminución en el rendimiento ante la fatiga. Por lo tanto, se debe considerar la influencia del efecto tamaño al calcular la resistencia a la fatiga del resorte.

4. Defectos metalúrgicos Los defectos metalúrgicos se refieren a la segregación de inclusiones, burbujas, elementos, etc. no metálicos. en la materia. Las inclusiones presentes en la superficie son la fuente de concentración de tensiones, lo que provocará grietas prematuras por fatiga entre las inclusiones y la interfaz del sustrato. El uso de fundición al vacío, fundición al vacío y otras medidas puede mejorar enormemente la calidad del acero.

5. Cuando el resorte de medio corrosivo trabaja en un medio corrosivo, se convierte en una fuente de fatiga debido a picaduras en la superficie o corrosión del límite de grano de la superficie. Bajo la acción de una tensión variable, se expandirá gradualmente y provocará fracturas. Por ejemplo, el acero para muelles que se trabaja en agua dulce tiene un límite de fatiga de sólo entre el 10% y el 25% del que se encuentra en el aire. La influencia de la corrosión en la resistencia a la fatiga del resorte no sólo está relacionada con el número de veces que el resorte se somete a cargas variables, sino también con la vida útil. Por tanto, a la hora de diseñar y calcular un resorte afectado por la corrosión, se debe tener en cuenta la vida útil.

Para resortes que trabajan en condiciones corrosivas, para garantizar su resistencia a la fatiga, se pueden utilizar materiales con alta resistencia a la corrosión, como acero inoxidable, metales no ferrosos o una capa protectora en la superficie, como enchapado, oxidación, pulverización, pintura, etc . La práctica demuestra que el revestimiento de cadmio puede aumentar considerablemente el límite de fatiga del resorte.

6. La resistencia a la fatiga del acero al carbono templado disminuye de temperatura ambiente a 120 °C, aumenta de 120 °C a 350 °C y cae nuevamente después de que la temperatura supera los 350 °C. No existe límite de fatiga a altas temperaturas. Para resortes que funcionan en condiciones de alta temperatura, se debe considerar el acero resistente al calor. Por debajo de la temperatura ambiente, el límite de fatiga del acero aumenta