Пружинные материалы приборостроения

Пружинные материалы приборостроения

• Материал весны аппаратуры Упругие элементы устройства прочны, за исключением высокого предела упругости! Релаксационная стойкость требует высокой коррозионной стойкости, немагнитной и электрической проводимости. 1 из наиболее важных эксплуатационных требований-это точность и стабильность работы. Характерно! Значок называется зависимостью деформации упругого элемента от приложенной силы Р (или напряжения) (рис. 11.3). примером характеристик пружины является зависимость осадки от силы сжатия.

Релейная пластина-зависимость перемещения свободного конца от нагрузки. Характерным элементом является ВИС 11.3. Свойства 2 упругих элементов В противном случае невозможно обеспечить необходимую точность device. In кроме того, необходимо допускать максимально упругие движения. Чем больше вы прилагаете тех же усилий, тем выше чувствительность упругого элемента.11.3 из рисунка видно, что при той же нагрузке P2 упругое смещение 1-го элемента больше, чем у 2-го элемента(ej> c2).

в результате первые упругие элементы обеспечивают более высокую чувствительность и меньшие относительные погрешности измерений. Людмила Фирмаль

Качество упругого элемента также определяется нагрузкой, необходимой для создания определенной упругой деформации. чтобы вызвать деформацию, равную е (см. рис. 11.3), первый элемент требует меньших усилий, чем второй, поэтому его качество выше. Свойства упругого элемента зависят от его конструкции (количество витков пружины, диаметр проволоки и др.) и упругие свойства материала (модуль упругости и предел упругости).Характерный угол наклона деформированной оси (см. рис.11.3) определяется модулем упругости.

Чем она меньше, тем больше упругая деформация, а ее максимальное значение составляет Emax =П0. 002 / ^ — сталь, обладающая высоким модулем упругости, не обеспечивает высокой чувствительности упругих элементов устройства. Для его изготовления используются сплавы на основе меди (Бериллиевая бронза). used. It обладает почти такой же упругой прочностью, как и сталь、 Модуль упругости почти в 2 раза меньше. Разница в модуле упругости этих материалов показана на рисунке. 11.3; 2 свойства стали, соответствующие характеристикам / бронзы. Рабочее напряжение упругого элемента должно быть ниже предела упругости материала.

• Поскольку при нагрузках, близких к пределу упругости, на сплав возникает неупругий эффект, ухудшающий работу элементов и устройства в целом. Чем выше предел упругости материала к рабочей нагрузке, тем меньше неупругий эффект и тем выше класс точности устройства. Неупругие эффекты включают поступругие эффекты, релаксацию, гистерезис и внутреннее трение. Упругие последействия проявляются при отставании некоторой части упругой деформации материала от напряжений. Когда нагрузка на упругий элемент быстро возрастает до величины (см. рис. 11.1), деформация соответствует точке А, и через некоторое время она достигает истинного значения-точки h.

As нагрузка увеличивается»непосредственно», нагрузка снимается и показания прибора, которые определяются упругим элементом в результате эффекта после упругости, называемого» обратным», отстают в быстром изменении нагрузки. В результате релаксации (см. рис. 11.1) напряжение уменьшается до точки С. после разгрузки упругий элемент сохраняет свою постоянную деформацию, а показания прибора не возвращаются к нулю. Гистерезис проявляется в несогласованности

свойств упругих элементов при нагружении и разгрузке(рис. 11.4). Людмила Фирмаль

в результате показания прибора, определяемые упругим элементом, не совпадают. Гистерезис вызван диссипацией материальной энергии в упругом напряжении. Мерой диссипации упругой энергии является площадь петли гистерезиса. Гистерезис оценивается отношением максимальной ширины петли Γ и максимальной упругой деформации£mnx. Рис. 11.4.Упругая петля гистерезиса Указанный неупругий эффект возникает вследствие неоднородности структуры реального поликристалла, в результате чего при малых нагрузках в индивидуальном микрообъеме развивается микроупругая деформация.

Внутреннее трение возникает, когда нагрузка прикладывается периодически ниже предела упругости, в результате необратимой потери энергии деформации. Энергия деформации теряется за счет теплопередачи в окружающую среду и расходуется на изгиб дислокаций, движение внедренных атомов, ферромагнитный материал тока Фуко и магнитоупругий эффект, связанный с механическим деформированием. В полностью упругих материалах при периодических нагрузках, где частота совпадает с собственной частотой упругого элемента, наблюдается резкое увеличение амплитуды колебаний элемента в результате resonance. In в реальных поликристаллах амплитуда колебаний упругого элемента растет в определенном диапазоне частот. Рисунок 11.5.

Резонансная кривая Низкое внутреннее трение. Мы договорились, что ширина этого интервала на высоте 0,7 от максимального значения амплитуды должно быть значение внутреннего трения(рис. 11.5).Коэффициент резонансной частоты / вырезать и ширина интервала д / Наза Как далеко по фактору качества. Для уменьшения неупругого эффекта необходимо увеличить сопротивление малой пластической деформации, то есть сформировать сидячую дислокационную структуру. Фиксация дислокаций в рассматриваемых сплавах осуществляется высокодисперсными когерентными частицами вторичной фазы, которые выделяются после закалки и старения.

Бериллиевая бронза используется при изготовлении упругих элементов для важных целей. Бериллиевая бронза-сплав на основе меди с высоким пределом упругости и низким модулем упругости (ГОСТ 18175-78).Это неправда! Свойства этих свойств обеспечивают малый неупругий эффект при большой упругости strain. In кроме того, эти сплавы обладают высокой коррозионной стойкостью, проводимостью, немагнитностью, хорошей обрабатываемостью и способностью затвердевать при термической обработке. Например, предел упругости Брб2 сплавов с содержанием бериллия около 2% после закалки и старения составляет около 002 = 600 МПа (табл. 11.1). При максимальном увеличении содержания бериллия на 2,5% предел упругости увеличивается. Однако из-за высокой стоимости бериллия O1 применение таких сплавов ограничено.

Сплав брбнт1. 9 с Титаном и никелем широко used. In по своим упругим свойствам он несколько уступает сплавам Брб2. 5(см. таблицу 11.1). Дальнейшее увеличение предела упругости достигается легированием бериллиевой бронзы бором (0,01%) или магнием (0,1%).При введении этих поверхностно-активных элементов процесс старения изменяется в сторону увеличения объемной доли, степени дисперсности, плотности и равномерности распределения выделяющихся частиц. Микролегирование значительно увеличивает предел упругости и уменьшает неабразивный эффект(см. таблицу 11.1, BrBNT1. 9 мг сплавов). Массовая доля легирующих элементов*.%Механические характеристики Солнце ни ти ООО СГ мг марок ст0. 0) 2 E10″ > м па Брб2 1.8-2.1 0.2-0.5 600 1.28 BrBNT1.9 1.85-2.1 0.2-0.4 0.1-0.25—650 1.25 Брбнт1. 9 мг 1.85-2.1 0.2-0.4 0.1-0.25—0.1 800 1.25 36НХТУ 35-37 2.7-3.2 0.9-1.2 11.5-13 800 2.2 * По ГОСТ 18175-78.

Разработан способ термомеханической обработки бериллиевой бронзы, при котором сплав подвергается холодной пластической деформации в упрочненном состоянии. Это приводит к более значительному увеличению пределов упругости при старении и значительному снижению упругих последействий. Таким образом, после 350 ° C и 0,25-часового старения предел упругости сплава brbnt1.9, который на 50% деформируется при быстром охлаждении, составляет o0002 = 1000 МПа. Никель-железный сплав (ГОСТ 10994-74) дешевле бериллиевой бронзы. Они имеют примерно одинаковый предел упругости, но имеют высокий коэффициент упругости, что снижает допустимую упругую деформацию элемента.

Сплав 36НХТЫ, используемый к эластичному элементу, верхний сплав Железная Основа. При большом содержании никеля и хрома получается аустенитная структура, что способствует высокой коррозионной стойкости сплава. Аустенитная структура придает сплаву отличные технические характеристики с точки зрения обрабатываемости и свариваемости. Титан и алюминий вместе с никелем и железом образуют различные фазы растворимости в аустените и могут подвергаться термической обработке для отверждения сплава.

После закалки при температуре 925-950°с сплав приобретает однофазный вид structure. In в процессе искусственного старения промежуточная метастабильная β-фаза осаждается из аустенита и упрочняет сплав. После выдержки при 700°С в течение 2 часов предел упругости сплава 36хнту составляет 002-950 МПА. При использовании термомеханической обработки для сплава 36хнт1о предел упругости возрастет до 0 002 = 1110 МПа.

Смотрите также:

Материаловедение — решение задач с примерами

Сплавы на основе алюминия	Фрикционные материалы
Сплавы па основе магния	Рессорно-пружинные стали