Kako visoka temperatura vpliva na delovanje torzijskih vzmeti iz nerjavečega jekla

Kot pomemben element za shranjevanje in sproščanje energije, Torzijske vzmeti iz nerjavečega jekla se pogosto uporabljajo v vesoljski, avtomobilski elektroniki, medicinski opremi, industrijski stroji in drugih panogah. Kadar se uporablja v visokih temperaturnih pogojih, se njihova zmogljivost bistveno razlikuje od učinkovitosti v normalnem temperaturnem okolju. Visoka temperatura ne samo spreminja fizikalne lastnosti samega materiala, ampak tudi vpliva na geometrijsko stabilnost in življenjsko dobo pomladi.

Vpliv visoke temperature na mehanske lastnosti materialov
Zmanjšanje moči donosa
Visoka temperatura bo znatno zmanjšala trdnost donosa nerjavečega jekla. Kot primer jemljemo SUS304, trdnost donosa pri sobni temperaturi (25 ° C) je približno 205 MPa. Ko se temperatura dvigne na 300 ° C, se lahko trdnost donosa zmanjša na pod 140 MPa. To pomeni, da je pomlad večja verjetnost, da bo plastična deformacija pod isto obremenitvijo in ne more učinkovito shraniti energije in odmika.
Zmanjšan elastični modul
Elastični modul predstavlja togost materiala. V visokih temperaturnih pogojih se poveča toplotna vibracija kovinske rešetke in zmanjša elastični modul, kar povzroči zmanjšanje izhoda navora vzmeti na enoto kotnega premika. Za aplikacije, ki zahtevajo visoko natančno nadzor navora, kot so samodejni mehanizmi montaže ali sistemi za natančno zaznavanje, bo ta razgradnja uspešnosti neposredno vplivala na funkcije izdelka.
Pojasni pojav je okrepljen
V visokem temperaturnem okolju bo nerjavno jeklo plazilo v dolgoročnih neprekinjenih stresnih pogojih. Lezenje povzroči, da se kota torzije postopoma povečuje, ne da bi povečala zunanjo silo, kar povzroči napake v strukturnem položaju ali celo trajno deformacijo. Zlasti v delovnih pogojih, pri katerih obstaja nenehna obremenitev in delovna temperatura hkrati, kot so vzmeti industrijske peči in sestavni deli turbin, Creep resno ogroža zanesljivost sistema.

Vpliv visoke temperature na strukturno stabilnost
Učinek toplotne ekspanzije
Nerjavno jeklo ima velik koeficient toplotne ekspanzije (približno 16 ~ 17 × 10⁻⁶/k) pri visokih temperaturah. Dolžina, premer in vrzel tuljave torzijske vzmeti se bodo spremenili pri visokih temperaturah, kar bo vplivalo na natančnost montaže in delovni odmik ter lahko povzroči zagon, obrabo ali okvaro.
Strukturni problem sprostitve
Nerjavno jeklo ima pomemben učinek sprostitve stresa pri visokih temperaturah. Tudi če je začetni navor nastavljen razumno, ko se čas uporabe povečuje, se notranji stres materiala postopoma sprošča, kar povzroči zmanjšanje izhodnega navora vzmeti. Ta sprostitev je še posebej pomembna nad 250 ° C, kar bo povzročilo, da bo torzijska vzmet izgubila svojo pričakovano sposobnost vrtenja in je še posebej neprimerna za statične zadrževalne strukture.
Površinska oksidacija in tveganje za korozijo
Površina nerjavečega jekla pri visoki temperaturi je bolj dovzetna za oksidacijo. Celo avstenitni materiali, kot sta SUS316 ali SUS304, lahko tvorijo znatno lestvico oksida nad 400 ° C, kar zmanjša njegovo korozijsko odpornost in površinsko trdnost, s čimer pospeši nastanek mikrokratov in vpliva na delovanje utrujenosti.

Vpliv visoke temperature na življenjsko dobo utrujenosti
Omejitev utrujenosti se zmanjšuje
Visoka temperatura okrepi mikroskopsko vedenje zdrsa materiala, zaradi česar je struktura rešetke bolj dovzetna za zlom utrujenosti. Pod isto ciklično obremenitvijo je življenjska doba vzmeti iz nerjavečega jekla pri visoki temperaturi veliko nižja kot pri sobni temperaturi. Na vsakih 50 ° C se lahko življenjska doba utrujenosti zmanjša za več kot 20%.
Pojav toplotne utrujenosti
V okolju z več izmeničnimi vročimi in hladnimi razmerami so vzmeti iz nerjavečega jekla nagnjeni k utrinku toplotne utrujenosti. Ponavljajoča se toplotna ekspanzija in krčenje tvorita koncentracijska območja na korenini, upogibanju ali kontaktni površini vzmeti, kar sčasoma sproži širitev mikrokratov in vodi do okvare zloma.
Povečana stopnja rasti razpok
Visoka temperatura povzroči, da mikrokrati hitreje rastejo, zlasti v vzmeti z začetnimi napakami ali nepravilnimi procesnimi oznakami. Stopnja rasti razpok pri visoki temperaturi se lahko poveča za 2 do 5 -krat, kar močno skrajša življenjsko dobo storitve.