弹簧材料的试样试验

1．试样  在制作试样时，要注意消除一些影响疲劳强度的不正常因素。影响弹簧疲劳强度试验的因素有两类：一类是内部因素，如化学成分、金相结构等；另一类是外部因素，如表面状态、形状尺寸、温度和周围介质等。通常把材料固有的疲劳强度(内部因素)作基本，而以外部因素作修正来考虑。所以在进行试验时，试件应尽量消除外部因素的影响。在进行第一类试验时，试样可按使用条件制作，也可在产品中直接抽取。在进行第二、三类试验时，试样应按特定的要求制做。

  a．试样尺寸  弹簧尺寸总有不同程度的差别，因而即使是相同的变形量，它们之间的应力和疲劳强度也不完全相同。为了正确反应试样的疲劳强度，应在尽量减小尺寸误差的基础上，提高尺寸的测量精度。

  1)试样尺寸的测定应具有0．5％以上的精度。材料尺寸在2mm以下时，应具有0．01mm的精度。试样尺寸的0．5％如果比0．01mm小时，用0．01mm的精度。

  2)测定圆形截面尺寸时(如外径D2、弹簧丝直径d)，应测定同一截面内互相垂直的两个直径，取其平均值做为直径的尺寸。

  3)根据弹簧切应力计算公式：

可以看出，为了反应最大的切应力，应测出弹簧D／d 的最大值。

  b．试样的形状

  1)为了保证弹簧受力后不产生偏心载荷，应严格检查弹簧两端圈的平行度和整个弹簧的垂直度。

  2)为了保证弹簧在加载后各圈变形均匀，弹簧节距应均匀，弹簧圈不应出现过大的椭圆度。

  3)为了便于比较试验结果，同一批弹簧的端圈数和结构应尽可能一致。

  c．加工和热处理  不同的加工和热处理状态对疲劳强度的影响不同，所以同一批试样，应同时加工，同时热处理。

  1)同一批试验试样，尽可能用自动卷簧机一次加工出来，尽量减少手工工序。

  2)采用立定或强压处理来调整弹簧自由高度时，有时会因加载过大而造成疲劳强度下降，所以弹簧试样不应以立定或强压处理来调整自由高度。

  3)同一批弹簧试件，应是用同一盘钢丝制成的，表面状态应一致。不应有锈蚀、刻痕、划伤之类引起应力集中的缺陷。

  4)热处理工艺对疲劳强度也有很大影响，完全淬火后与非完全淬火后，低温回火的硬度即使完全相同，疲劳强度也有显著差别。晶粒过大、表面脱碳都会使疲劳强度下降，因此，同一批试件应在同一炉中进行热处理。