弹簧及弹性元件，是量大面广的根底零件，能够说是无处不在。在动力机械、电器、外表、兵器中作为操控性元件，也是非常关键的零件。它的基本功能是利用资料的弹性和弹簧的结构特色，在发生及恢复变形时，能够把机械功或动能转换为形变能，或许把形变能转换为动能或机械功，以到达缓冲或减振、操控运动或复位、储能或丈量等意图。所以，在各类机械设备、仪器外表、军工产品、电器、家具、家电乃至文具、玩具中都广泛运用弹簧。

　　影响弹簧质量和运用寿命的要素许多，如设计、选材、生产工艺及工况条件等等。其间，原料和热处理对弹簧的各种功能及其运用寿命有重要的乃至是决定性的影响。

　　1 弹簧分类

　　弹簧种类许多，可按形状、承载特色、制作方法、资料成分和不同用处进行分类。每一类中又分为若干小类和不同规范。GB/T1805弹簧的规范中列出了22种，弹簧职业1990年提出的内部规范《弹簧种类》中，把弹簧分为15个小类。弹簧职业多按形状分类，在机械制作业中多按用处分类或按上述两者归纳命名。

　　2 弹簧的执役条件和失效方法

　　2.1 弹簧的执役条件和应力状况

　　弹簧的执役条件是指它的作业环境(温度和介质)及应力状况等要素。作业温度可分为低温(室温以下)、室温、较高温(120℃~350℃)、高温(350℃以上)几个层次。作业环境介质有空气、水蒸气、雨水、燃烧产物、以及酸、碱水溶液等。普通机械弹簧一般是在室温或较高作业温度、大气条件下接受载荷。也有用于耐蚀、接受高应力等各种特别用处的弹簧。作业持续时间也是一个值得考虑的重要要素。

　　弹簧的载荷特性由弹簧变形时的载荷(P或T)与变形(F或)之间的联系曲线表示。常用的有种三类型：直线型、渐增型、不重合型。

　　弹簧载荷有动载荷(振动、改变、曲折等)和静载荷，有些重要弹簧接受杂乱的交变载荷。应力状况是弹簧设计、选材及热处理的一个极其重要的参数。在外力效果下，弹簧资料内部往往发生不同的应力：如曲折应力、改变应力(切应力)，或曲折-改变复合应力等。典型弹簧 。

　　2.2 弹簧的失效方法

　　因为弹簧执役条件的杂乱性和苛刻性，其失效方法也多种多样，但最主要的是“开裂失效”和“应力松懈(变形)失效”两大类。在开裂失效中又可分为脆性开裂和塑性开裂，其间突发性的脆性开裂危害性最大。在开裂失效中还有疲惫开裂、应力腐蚀开裂及腐蚀疲惫开裂。此外，还有氢脆、镉脆及黑脆等。其间疲惫开裂约占弹簧开裂失效的80%-90%。在生产实践中可依据弹簧断口特征来判别其开裂方法，可根据弹簧的受力条件找出其开裂源，分析其裂纹的扩展速率。应力松懈(变形)失效是弹簧作业过程中普遍存在的现象，一般不被注重，而它对那些履行操控的元件，则是影响产品功率、灵敏度及可靠性的关键性零件。弹簧的早期失效形成直接和间接的经济损失巨大。所以，弹簧的失效分析和防备是一项重要的技能任务。

　　弹簧失效的原因比较杂乱，除了与设计、成形加工质量、装置和运用是否正确等有关外，弹簧资料好坏和热处理质量优劣是影响产品的关键要素。

　　3 对弹簧的功能要求

　　弹簧功能好坏应包括弹簧资料、几许形状、尺度精度和外表质量等内容，这其间，对弹簧功能的要求是要点。详细如下：

　　3.1 力学功能

　　因为弹簧是在弹性范围内作业，不允许发生永久变形。弹性好坏可用应变能或称弹性比功(U)表示。

　　即弹性比功与资料弹性极限(σe或 τe)的平方成正比，与资料的弹性模量(E)成反比。要求弹性应变能大，也便是要求资料的弹性极限、屈从极限和屈强比要高。弹簧资料和热处理工艺对这些功能影响很大。另一方面，许多重要弹簧是在交变载荷条件下长时间作业的，要求弹簧有很高的疲惫强度，一起要求有杰出的抗应力松功能，减少水久变形，以便确保机电产品功率的正常发挥和外表的作业灵敏性及可靠性。因为应力松懈过程便是弹簧长时间在室温或较高温度下作业、资料内部的微塑性变形逐步转变为永久变形的必然结果。为了进步弹簧的运用寿命，对资料的冶金质量有很高要求。例如：要求弹簧资料外表不该有裂纹或类裂纹、凹坑、刻痕等弊病，在弹簧加工过程中更不该发生上述缺点，要求钢质纯洁(各种夹杂物含量要少、其形状和大小应在1级以内)，第二相质点匀、细、圆、显微安排均匀，不含脆性马氏体等，尽可能碱少外表脱碳。一起，要求资料尺度公役应符合合同或有关规范进行。各项目标合格才干投入运用

　　3.2 理化功能

　　弹簧的工况很杂乱，有些弹簧是在较高或高温下长时间作业的，因此要求弹簧资料有杰出的耐热性，即有高的蠕变极限、蠕变速率、较小和较低的应力松懈率。相反，有些弹簧是在酷寒地带作业，则要求村料有较高的低温冲击韧度、较低的脆性转化温度(θ或△TTRS低)，避免发生冷脆，这方面的功能与弹簧资料的化学成分和安排状况有密切联系。在腐蚀介质中作业的弹簧，其表层金属与腐蚀介质发生化学或电化学反响，弹簧表层逐步被腐蚀，易形成腐蚀脆性开裂。特别是在交变应力效果下，资料的疲惫极限将显降低，弹簧更易发生腐蚀疲惫开裂失效。所以，在这种状况下运用的弹簧必须具有杰出的耐蚀功能。

　　对于精密仪器和电器外表中运用的弹性元件，则要求有高导电、无磁性、不发生火花或恒弹性等。例如，铜合金弹性资料能满意高导电功能要求，钛合金、铜合金及奥氏体不锈钢弹性资料能满意无磁的要求，恒弹性合金的热胀系数很小，弹性模量在-50~+100°C之间基本上无变化，这是精密丈量外表及电子仪器中比较理想的弹性资料。

　　3.3 工艺功能

　　对于要求淬火而其截面尺度又较大的弹簧，其钢材应有相应的淬透性、较小的过热敏感性和外表脱碳倾向。只有这样，才干确保弹簧表里安排和功能的一致性。在冷、热成形时要求资料有满足的塑性和杰出的曲折、改变及环绕功能，以便确保或进步弹簧的制作质量。尺度较小的弹簧，热处理时变形大、难以校正，这很难确保弹簧产品质量。这种状况就要选用已强化的弹簧资料进行冷成型，冷成形后只进行低温退火，这样更能确保大批量小弹簧的产品质量而且本钱低廉。