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彈簧材料

彈簧使用的線材
工廠內的彈簧線材
生產彈簧使用的線材

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:

1.使用壽命
2.應力大小與狀態
3.工作環境
4.導電、導磁的需求
5.彈簧價格
6.取得來源

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。

依據彈簧材料系統分類:

大分類 中分類 小分類 材料
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
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
液壓彈簧(液體彈簧) 油壓彈簧
其他液體彈簧
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
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