应对最新区间车辆弹簧物质

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弹簧材料的新发展黑色金属材料气门弹簧和悬架弹簧已广泛使用si-cr钢。为提高疲劳强度和抗松弛性能。在si-cr钢中添加v、mo.热成型的弹簧一般尺寸较大，为保证大截面的弹簧具有高弹性和优异的综合性能，加入两类合金元素。加入这些元素的目的是稳定组织状态，从而提高弹簧材料对微量塑性变形的抗力和抗松弛性.

合金元素及作用合金元素作用si、mn、cr、ni、mo、w、vb、ti、zr、nb、re强化基体、增加淬透性微量的活性元素1999年，bmw公司专门立项研究了11种高应力高强度弹簧钢，比较各类夹杂物的尺寸、分布和疲劳寿命的关系。详细地统计和分析各种失效形式和疲劳断裂机理后，形成了一套高应力弹簧疲劳性能的数据库，并找出对疲劳性能影响最大因素，及一定高应力条件下不失稳扩展的极限裂纹长度等成果，为今后使用和选择超纯净弹簧钢提供了参考依据，将应用于未来的汽车弹簧.

有色金属材料弹簧设计已经开始向高应力化发展，一般象polaris和ski-doo公司的离合器弹簧所受应力已经超过材料抗拉强度的70%.而此时高应力的弹簧钢，表面只要有轻微的擦伤或腐蚀斑的存在，就会发生应力断裂。对这些表面缺陷的敏感性称为/缺口敏感性0.近年的离合器弹簧设计已超越了弹簧钢的极限，而转向缺口敏感性小的ti合金来制作弹簧。

作为最好的弹簧材料之一的有色金属材料ti合金，具有质量轻、弹性模量小、耐腐蚀性好等特点，得到广泛的应用。它的抗拉强度低于钢，弹性模量也比钢小一半还多。这就意味着用稍大直径的ti弹簧，将比钢制弹簧伸缩大一倍，同时减少一半的重量和体积。ti合金弹簧的缺口敏感性很小，在沙漠中行驶时，整个弹簧上可以有很大的岩石坑，仍然能不损失性能继续工作。

非金属材料弹簧用非金属材料主要是防振橡胶和增强塑料。橡胶弹簧形状不受限制，各方向刚度可自由选择，可承受来自多方面的载荷。用橡胶可以制造空气弹簧。世界第一fire-stone空气弹簧公司生产的空气弹簧在卡车、拖车、新林肯城市车和navigator都有应用.

增强塑料具有质量轻、比强度高、比弹簧钢吸收更多能量、耐腐蚀等特点，已经用于制造板弹簧和碟形弹簧。目前用于制造塑料弹簧的主要是热固性树脂加上玻璃纤维或其他纤维增强的复合材料。玻璃纤维增强塑料（gfrp）板弹簧在英、日、美等国广泛应用于横置悬架。相同质量的gfrp和弹簧钢，gfrp储存弹性变形能的能力是弹簧钢的7倍，也就是说在相同刚度和板宽情况下，gfrp制成的弹簧，其变形和承受最大载荷是弹簧钢的1.7倍，而质量可减少到钢的41%.目前又研制成功了强度更高的碳素纤维增强塑料（gfrp）悬架弹簧，质量是金属板簧的80%.

冷卷/热卷和感应处理疲劳试验时最大应力多发生在弹簧的表层，所以弹簧的表面质量对疲劳强度有很大影响。不同的卷制方法，会造成不同的表面状态。一般材料表面粗糙度越小，应力集中越小，疲劳强度越高。弹簧热卷时，由于氧化使弹簧表面变粗糙，并产生脱碳，就降低了弹簧的疲劳强度，对疲劳寿命不利。所以形状较简单的螺旋弹簧均采用冷卷.

另外用于冷卷的弹簧钢是通过感应淬火及感应回火后才出厂的。出厂前就已经达到了所要求的机械性能，冷卷只是改变外形，并不提高性能。而快速加热的感应处理好处之一就是晶粒细化。而晶粒细化是唯一不牺牲强度，并提高韧性的加热方法。常规的电炉加热方法，一般晶粒度可达到8级，通过感应加热，可以细化到10级以上.

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