三、弹簧的材料与许用应力
常用的弹簧材料有：碳素弹簧钢、合金弹簧钢、不锈钢和铜合金材料以及非金属材料。选择材料时，应根据弹簧的功用、载荷大小、载荷性质及循环特性、工作强度、周围介质以及重要程度来进行选择，几种弹簧材料的性能和许用应力值见表12-3，弹簧钢丝的抗拉强度见表12-4。
表12-3 弹簧材料和许用应力
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类别
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牌号
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压缩弹簧许用剪切应力
[t]/MPa
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许用弯曲应力
[sb]/MPa
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切变
模量
G/MPa
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弹性
模量
E/MPa
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推荐硬
度范围
HRC
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推荐使
用温度
/℃
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特性及用途
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Ⅰ类
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Ⅱ类
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Ⅲ类
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Ⅱ类
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Ⅲ类
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钢丝
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碳素弹簧
钢丝、琴钢丝
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(0.3~
0.38)sb
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(0.38~
0.45)sb
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0.5sb
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(0.6~
0.68)sb
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0.8sb
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79000
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206000
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-
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-40~120
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强度高，性能好，适用于做小弹簧，如安全阀弹簧或要求不高的大弹簧
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油淬-回火、碳素弹簧钢丝
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(0.35~
0.4)sb
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(0.4~
0.47)sb
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0.55sb
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(0.6~
0.68)sb
|
0.8sb
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65Mn
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340
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455
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570
|
570
|
710
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60Si2Mn
60Si2MnA
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445
|
590
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740
|
740
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925
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40~50
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-40~200
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弹性好，回火稳定性也，易脱碳，用于受大载荷的弹簧。60Si2Mn可作汽车拖拉机的弹簧，60Si2MnA可作机车缓冲弹簧
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50CrVA
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45~50
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-40.210
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用作截面大高应力弹簧，亦用于变载荷高温工作的弹簧
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65Si2MnWA
60Si2CrVA
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560
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745
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931
|
931
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1167
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47~52
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-40~250
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强度高，耐高温，耐冲击，弹性好
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30W4Cr2VA
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442
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588
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735
|
735
|
920
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43~47
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-40~350
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高温时强度高，淬透性好
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不锈钢丝
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1Cr8Ni9
OCr19Ni10
OCr17Ni12Mo2
OCr17Ni8Al
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(0.28~
0.34)sb
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(0.34~
0.38)sb
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0.45sb
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(0.5~
0.65)sb
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0.75sb
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71000
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185000
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-200~300
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耐腐蚀
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1Cr18Ni9Ti
2Cr18Ni9
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324
|
432
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533
|
533
|
677
|
71600
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193000
|
-
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-250~300
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耐腐蚀，耐高温，适用于做化工，航海用小弹簧
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4Cr13
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441
|
588
|
735
|
735
|
922
|
75500
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215000
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48~53
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-40~300
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耐腐蚀，耐高温，用于做化工、航海的较大尺寸弹簧
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Co40CrNiMo
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500
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667
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834
|
834
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1000
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76500
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197000
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-
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-40~400
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耐腐蚀，高强度，无磁，低后效，高弹性
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青铜丝
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QSi3-1
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265
|
353
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442
|
442
|
550
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41000
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93000
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HBS
90~100
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-40~120
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耐腐蚀，防磁。用作电器仪表，航海的弹簧
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QSn4-3
QSn6.5-0.1
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40000
|
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QBe2
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353
|
442
|
550
|
550
|
730
|
44000
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129000
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37~40
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-40~120
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导电性好，弹性好，耐腐蚀，防磁，用作精密仪器弹簧
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注：
1、按受力循环次数N不同，弹簧分为三类：Ⅰ类N>1000000；Ⅱ类N＝1000~100000，可用作受冲击载荷的弹簧；Ⅲ类N<1000；
2、拉伸弹簧的许用剪应力为压缩弹簧的80%；
3、表中[t]、[sb]、G和E值，是在常温下按表中推荐硬度范围的下限时的数值。
