Особенность работы пружины в области упругих нагрузок
1. Пружина должна восстанавливать форму и размеры после нагружения и разгружения
Пружина может восстановить свою форму и размеры в пределах некоторого заранее обговоренного допуска:
2. Пружина должна обеспечивать определенную упругую деформацию при определенных напряжениях
3. Многие пружины работают при циклических нагрузках (возможна усталость)
для силовой пружины σраб < σR(σRN)
4. Пружина должна сохранять упругие свойства на длительное время эксплуатации
Релаксация напряжений:
, %
Требования к структуре и свойствам пружинных материалов
Пружины:
- Силовые (рессоры, подвеска, амортизаторы)
- Упруго чувствительные элементы (УЧЭ) (датчики, измерители)
| Е | Евыс | Ениз |
 | σраб < σ0,01 | σраб < σ0,01/0,02 |
| Выносливость | σраб < σRN | - |
| РН | < 5-15% | < 2-5% |
| Специальные требования | Иногда: коррозионностойкие, теплостойкие | Как правило: коррозионностойкие, немагнитные, электрические проводники |
Для упругой деформации Ме необходимо, чтобы у него не было перемещения дефектов.
Структура пружинного материала: предельно заблокированы все дислокации.
§3. Пружинные материалы общего назначения (материалы для силовых пружин)
Типичные стали: 60, 60Г, 65, 65Г – условно начинают прокаливать стали до 8-10 мм, 60С2 – до 18 мм, 60С2ХА – до 50 мм, %С – 0,6-0,7, мало легирующих элементов.
Небольшое количество легирующих элементов (Cr, Si, Mn), т.к. температура Мк может опуститься ниже номинальной температуры (0,6% С) – тростит отпуска.
Типичная ТО: закалка Ас3 + (30-50°С) вода, масло + средний отпуск 350-450°С
НВ ~ 4000 МПа
Тростит отпуска – лучшая структура для пружин, т.к. у него двойная блокировка дислокаций (полигонизованная структура – дислокации + дисперсные частицы цементита), самая выносливая к циклическим нагрузкам структура.
| σВ, МПа | σ0,01, МПа | |
| 60С2 | ||
| 60С2ХА | 900-1000 |
§4. Пружинные материалы специального назначения (материалы для упругих чувствительных элементов)
Emin + коррозионная стойкость + немагнитность + теплопроводность
ЕСu ≈ 125000 МПа ―› 
―› твердые растворы замещения, низкая прочность, высокая пластичность, дорекристаллизационный отжиг.
Cu + Be – бериллиевая бронза, закалка 770°С (вода ) + старение 300°С, 4-6 часов.
Глава 4. Износостойкие материалы
1) контакт поверхностей идет по микронеровностям (по точкам), большие контактные нагрузки;
2) сдвиговая деформация микронеровностей;
3) локальный разогрев;
смазка сжимается в микрообъемах, большое внутреннее давление, пыль, ударные нагревы, вакуум.
В зоне трения сложнейшие условия для работающего Ме.