弹簧材料的选择与许用应力

弹簧在机械中常承受具有冲击性的变载荷，所以弹簧材料应具有高的弹性极限、疲劳极限、一定的冲击韧性、塑性和良好的热处理性能等。常用的弹簧材料有优质碳素弹簧钢、合金弹簧钢和有色金属合金。

碳素弹簧钢：含碳量在0.6%～0.9%之间，如65、70、85等碳素弹簧钢。这类钢较易得。热处理后具有较高的强度、适宜的韧性和塑性，但当弹簧丝直径大于12mm时，不易淬透，故仅适用小尺寸的弹簧。

合金弹簧钢：承受变载荷、冲击载荷或工作温度较高的弹簧，需采用合金弹簧钢，常用的有硅锰钢和铬矾钢等。

有色金属合金：在潮湿、酸性或其他腐蚀性介质中工作的弹簧，宜采用有色金属合金，如硅青铜、锡青铜、铍青铜等。常用弹簧材料的性能列于表12－2和表12－3中。

选择弹簧材料时应充分考虑弹簧的工作条件（载荷的大小及性质、循环特性、工作温度、工作湿度和周围介质的情况）、功用及经济性等因素。一般应优先采用碳素弹簧钢丝。(www.xing528.com)

表12－2　螺旋弹簧的常用材料和许用应力

注：（1）钩环式拉伸弹簧因钩环过渡部分存在附加应力，其许用切应力取表中数值的80%；
（2）对重要的、其损坏会引起整个机械损坏的弹簧，许用切应力［τ］应适当降低。例如，受静载荷的重
要弹簧，可按Ⅱ类选取许用应力；
（3）经强压、喷丸处理的弹簧，许用切应力可提高约20%；
（4） 极限切应力可取为：Ⅰ类 τs＝1.67［τ］，Ⅱ类 τs＝1.25［τ］，Ⅲ类 τs＝1.12［τ］。

表12－3　碳素弹簧钢丝的抗拉强度极限σb（MPa）

注：按力学性能的不同，碳素弹簧钢丝分为B、C、D三级，表中的σb为下限值。