彈簧材料的選擇,通常在尺寸與截面形狀確定之後,會從幾個面向考量:
考量工作環境,以溫度條件為例,在低溫下,材料的彈性模量和膨脹係數變化不大,環境介質對於材料的腐蝕程度比常溫小,所以在設計中比較不需要考慮以上因素。 該注意的是材料的脆性,低溫對於表面缺陷十分敏感,所以材料表面的品質要嚴格控管。 此外,應具備良好的低溫韌性,例如: 琴鋼線、銅合金、鎳合金、1Cr18Ni9等奧氏體不銹鋼均具備良好的低溫強度與韌性,都是不錯的選擇。
在高溫下工作的彈簧材料,其強度要有較好的熱穩定度、抗氧化、耐腐蝕力、抗鬆弛或蠕變能力。當工作溫度升高時,彈簧材料的彈性模量下降,導致剛性下降,承載能力變小。所以,在高溫下的彈簧,必須了解其彈性模量的變化率,計算其彈簧承載能力下降對於作用性能造成的影響。
運用於彈簧的材料分為金屬與非金屬兩大類。
大分類 | 中分類 | 小分類 | 材料 | |||
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金屬彈簧 | 鋼製彈簧 | 碳鋼彈簧 | 使用於機器結構的碳鋼 | |||
碳工具鋼 | ||||||
彈簧鋼 | ||||||
琴鋼線(鋼琴線) | ||||||
硬抽鋼線 | ||||||
碳鋼油回火線 | ||||||
合金鋼彈簧 | 合金鋼油回火線 | |||||
不銹鋼彈簧 | 彈簧用冷軋不銹鋼 | |||||
彈簧用不銹鋼線 | ||||||
麻氏鋼彈簧 | 18%鎳鋼 | |||||
非鐵金屬彈簧 | 銅合金彈簧 | 鎳銀合金鋼 | ||||
鈹合金鋼 | ||||||
磷青合金鋼 | ||||||
鎳合金彈簧 | K蒙耐合金 英高鎳鉻合金 |
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鈷合金彈簧 | ||||||
鈦合金彈簧 | α-β型鈦合金 | |||||
β型鈦合金 | ||||||
鈦鎳合金彈簧 | 形狀記憶合金 | |||||
超彈性合金 | ||||||
非金屬彈簧 | 高分子材質彈簧 | 天然高分子材質彈簧 | 木材(核桃木) | |||
竹材 | ||||||
有機高分子材質彈簧 | 橡膠彈簧 | 天然橡膠 | ||||
人造橡膠 | ||||||
熱可塑性彈簧 | ||||||
塑膠彈簧 | ||||||
強化纖維材質彈簧 | 強化碳纖維彈簧 | 石磨 | ||||
強化複合纖維彈簧 | 長纖維 | 強化碳纖維塑膠彈簧 | ||||
強化玻璃纖維塑膠彈簧 | ||||||
短纖維 | 強化粒子彈簧 | |||||
強化短纖維彈簧 | ||||||
流體彈簧 | 氣壓彈簧(氣體彈簧) | 空氣彈簧 氬氣彈簧 氦氣彈簧 |
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液壓彈簧(液體彈簧) | 油壓彈簧 其他液體彈簧 |
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氣液壓混合彈簧 | 油壓及空壓彈簧 | |||||
無機材質彈簧 | 陶瓷彈簧 | 矽氮化合物 | ||||
鋯 | ||||||
磁性彈簧 | 反磁性彈簧 | |||||
吸磁性彈簧 | ||||||
磁性阻尼彈簧 | ||||||
高溫超導電彈簧 |