彈簧較低溫度下彈性變?nèi)醯脑?br />
溫度對材料力學(xué)性能的影響特別顯著。按的溫度高低不同，應(yīng)力松弛一般可分為高溫松弛、室溫及較低溫度松弛。較低的溫度下，即使在彈性極限以下工作，由于時間的延續(xù)，原材料中的彈性變形通過位錯運動將逐步轉(zhuǎn)化為微塑性變形。塑性變形后彈簧的彈性自然就變?nèi)趿恕?br />
關(guān)于較低溫度彈簧的定義目前尚無標(biāo)準(zhǔn)可循，一般認(rèn)為凡是在攝氏零度以下至-273℃（絕對溫度的零點）工作的彈簧稱為較低溫度彈簧，大體上可以分為四類∶①零度以下至-20℃（常見的較低溫度條件）;②-80～-20℃（高緯度極地地區(qū)）;③在-200～-80℃應(yīng)用的彈簧;④在-273～-200℃可能應(yīng)用的彈簧。

（1）較低溫度彈簧原材料的選用

較低溫度彈簧原材料的選用原則上與常溫彈簧原材料的選用相同，但應(yīng)當(dāng)注意原材料在較低溫度條件下的性能指標(biāo)變異，所以需要了解各類原材料的較低溫度性能指標(biāo)并對應(yīng)彈簧應(yīng)用的最低溫度限來選用適當(dāng)?shù)膹椈稍牧?。較低溫度彈簧的原材料還是以原材料為主，鋼的較低溫度力學(xué)性能與它的晶體結(jié)構(gòu)有很大關(guān)系，幾乎所有鋼種的強(qiáng)度、硬度和彈性模量都會伴隨著的溫度的降低而提高。而大部分鋼的塑性和韌性卻隨的溫度的降低有不同程度的下降。其中，具備體心立方晶格的鋼種當(dāng)?shù)臏囟冉档偷揭欢ㄖ担翠摰拇嘈耘R界轉(zhuǎn)化的溫度）時韌性會急劇下降從而轉(zhuǎn)向脆性破壞，叫作冷脆體;另一類具備面心立方晶格的金屬材料則伴隨著的溫度的下降，其強(qiáng)度提高，而塑性和韌性指標(biāo)仍保持較高數(shù)值，叫作非冷脆體。因此，如奧氏體不銹鋼，在較低溫度技術(shù)中首先得到應(yīng)用。伴隨著對較低溫度鋼使用量的增長和應(yīng)用溫區(qū)的多樣性，各個國家已研制開發(fā)出許多種低合金較低溫度鋼。

較低溫度鋼關(guān)鍵應(yīng)具備以下的性能指標(biāo);

①韌性脆性轉(zhuǎn)化的溫度不超過應(yīng)用的溫度;


②滿足設(shè)計規(guī)定的強(qiáng)度;


③在應(yīng)用的溫度下組織結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定;


④比較好的加工成形性;


⑤某一些特殊性作用的原材料還規(guī)定例如非常低的磁導(dǎo)率、冷收縮率等性能指標(biāo)


（2）較低溫度彈簧的熱處理


原材料的力學(xué)性能和較低溫度性能指標(biāo)與它的組織結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，包括晶粒大小、碳化物的分布及金屬間化合物的形態(tài)、大小、分布等，這些都要通過正確的熱處理工藝來實現(xiàn)。熱處理工藝要考慮原材料的室溫力學(xué)性能，也要考慮到較低溫度條件（按最低使


用的溫度）下的性能指標(biāo)。


對于鐵素體較低溫度鋼，則需重點關(guān)注鋼的脆性臨界轉(zhuǎn)化的溫度，這個的溫度必須不超過彈簧的最低應(yīng)用的溫度。由于原材料的冷脆的溫度與組織結(jié)構(gòu)有關(guān)，所以其熱處理工藝應(yīng)該在保證原材料室溫力學(xué)性能的前提下獲得盡可能低的脆性臨界轉(zhuǎn)化的溫度。奧氏體較低溫度鋼的熱處理則不同，因面


心立方晶格的金屬材料伴隨著的溫度的下降，其強(qiáng)度提高，而塑性和韌性指標(biāo)仍保持較高數(shù)值，所以沒有脆性臨界轉(zhuǎn)化的溫度。奧氏體較低溫度鋼的熱處理重點是如何保證原材料的強(qiáng)度性能指標(biāo)滿足設(shè)計規(guī)定，其處理工藝可以采用不銹鋼彈簧的固溶處理＋調(diào)整處理+時效處理的工藝。


（3）較低溫度的影響


在較低溫度下應(yīng)用的彈簧原材料，應(yīng)具備比較好的較低溫度韌性。冷拔強(qiáng)化碳素彈簧絲、奧氏體不銹彈簧絲及其銅合金、鎳合金均有比較好的較低溫度韌性和強(qiáng)度。碳素彈簧鋼、低合金彈簧鋼、30Cr13（3Cr13）、40Cr13（4Cr13）不銹彈簧鋼及彈性合金的應(yīng)用的溫度可低達(dá)-40℃。在更低的的溫度下，如-200℃，則需用12Cr18Ni9、10Crl8Ni9Ti、QSn4-3、QSn6.5-0.1、QBe2及其Ni66Cu29Al3（Monelk500）、GH4169（Inconel718）等原材料。


低溫度對材料力學(xué)性能的影響特別顯著。按的溫度高低不同，應(yīng)力松弛一般可分為高溫松弛、室溫及較低溫度松弛。較低的溫度下，即使在彈性極限以下工作，由于時間的延續(xù)，原材料中的彈性變形通過位錯運動將逐步轉(zhuǎn)化為微塑性變形。