旋轉接頭和回轉接頭補償彈簧中所用材料的選用應根據實際工況所受載荷性質、使用要求、流通流體介質、工作條件、尺寸規格、工作應力大小、和設計使用壽命及價格成本等因素進行選擇。
在確定材料界面尺寸和形狀的時候,應改優先選用國家標準或各部標準所規定的尺寸規格,盡量避免選用非標準規格的材料。
冷拉(扎)材料不但強度高,表面質量比較好,而且制造工藝簡單。因此,對性能參數要求比較高的旋轉接頭應盡量選用冷拉(扎)后材質制造的補償彈簧。碳素彈簧鋼表面質量好,強度高,并且有較好的可塑性。缺點是在成材過成中,由于冷拉加工所產生的殘余應力較大,經低溫回火后尺寸變化較大,因而影響配合尺寸的間隙精度。油淬回火沒有殘余應。
隨著使用介質溫度的提高旋轉接頭補償彈簧材料模量下降,導致碳素鋼彈簧鋼絲的鋼度降低,因此在高溫工況下工作的導熱油旋轉接頭必須計算彈性模量下降對補償彈簧承載能力的影響。應按照GB239-76《普通圓柱螺旋彈簧質量檢驗標準》規定,普通螺旋彈簧工作溫度超過60℃時,應對切變模量進行修正。當導熱油旋轉接頭適用溫度超過240℃時,需要選擇進口631和750不銹鋼彈簧,而750高溫不銹鋼彈簧最高使用溫度可達500℃。
在低溫工況下使用的旋轉接頭補償彈簧材料,必須有良好的低溫性能。成形后需要進行淬火和回火的碳素彈簧鋼和低合金彈簧鋼的低溫性能較差,溫度在-40℃就具有冷脆性。而1Cr18Ni9奧氏體不銹鋼、銅合金、鎳合金具有良好的低溫性能。
奧氏體不銹鋼1Cr18Ni9在零度以下時,拉伸強度和屈服極限度相較碳素彈簧鋼有很大的提高,而沖擊值卻沒有多大的改變。
銅合金在溫度下降時強度增加,而延伸率和沖擊韌性卻變化不大,在低溫下使用比較可靠。在低溫下的旋轉接頭補償彈簧材料的脆性對表面缺陷十分敏感,因此對材料的表面質量應嚴格要求。
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