钛钢硬还是汽车弹簧钢硬

如题所述

弹簧是一种比较特殊的零件,它广泛应用于国民生产生活中的各个领域,如汽车、摩托车、自行车等交通工具,电脑、钟表、电灯开关、玩具、夹子等日常生活用品均使用到弹簧,主要起到减震、储能的作用。

目前使用最广的弹簧材料是钢,要求钢具备较高的强度与弹性极限。但随着钢的强度和硬度增加,对应力集中的敏感性和恒定载荷作用下自发断裂的倾向性也随之增加;若硬度太低,弹簧复位能力就会降低,甚至失效,失去弹簧应有的功能。别看弹簧只是一个小零件,但无论是在飞机还是其他器件中,一旦断裂失效,往往会引起某种器件或系统功能的丧失,甚至导致严重后果。

因此,材质的好坏直接影响弹簧的寿命。18-8型奥氏体不锈钢与半奥氏体沉淀硬化不锈钢是最常用的不锈弹簧钢。这些钢具备必要的强度与弹性,而且具有较好的耐蚀性,可以在较高温度下工作。

近年来,钛合金因具有高比强度、低弹性模量、良好的耐蚀性,成为了弹簧材料的新选择。与钢制弹簧相比,钛制弹簧具有重量轻、体积小和共振频率高等优点,其密度和弹性模量只有钢弹簧的一半,而强度却几乎与钢弹簧一致。由于这些优势,在实际应用中可将钛弹簧设计得比钢弹簧直径更小、圈数更少,重量也大大降低。

表:钛制弹簧与钢制弹簧各项性能比较

就弹簧而言,强度高是对材料最重要的性能要求,所以高强度的β钛合金,如Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr和Timetal LCB (Ti-6.8Mo-4.5Fe-1.5Al)合金是制造弹簧的最佳材料。

钛合金弹簧的应用现状

钛合金弹簧在汽车行业应用广泛,可用于发动机气门弹簧、悬架弹簧上。钛制弹簧已开始在一级方程式赛车上、竞赛用摩托车以及最高级的法拉利汽车上应用。在航天航空和化工领域,钛合金弹簧也已有多年使用历史。

得益于钛合金弹簧体积小、重量轻、耐蚀性好、抗疲劳等特点,今后在石油化工、冶金工业、采矿业和食品加工业等方面也将得到广泛应用。

参考网站:

[1] 郑敏.钛合金弹簧发展研究[J].航空标准化与质量,2012(03):19-21+25.

[2] 金巨良.钛合金弹簧的独特性及制作工艺[J].弹簧工程,2001(1):31-32.
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第1个回答  2022-11-29
纯钛的硬度不如钢,但是有些钛合金的硬度能和高强度钢相当,甚至超过钢。
钢是对含碳量质量百分比介于0.02%至2.11%之间的铁碳合金的统称。钛具有金属光泽,有延展性。密度为4.5克/立方厘米。熔点1660±10℃。沸点3287℃。化合价+2、+3和+4。电离能为6.82电子伏特。但比强度位于金属之首。
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