專家咨詢 - 抗張強度 vs. 硬度：波簧和彈性擋圈的設計重點

歡迎來到咨詢專家博客。在這里，我們?yōu)槟峁╆P于彈性擋圈和波簧方方面面的信息。本周我們要探討的是抗張強度及其之于波簧和彈性擋圈設計的重要性。

我們對材料的幾項物理屬性進行了測量，以幫助您更好地理解材料在工作環(huán)境中的表現。在投入生產前對原材料進行準確測量，可以有效避免彈性擋圈和波簧過早出現故障。在 Smalley，我們在合金測量中關注的一大物理屬性即是其極限抗張強度，這一屬性可以幫助我們的工程師設計出最符合您應用需求的彈性擋圈和波簧。

什么是抗張強度，如何測量抗張強度？

抗張強度是材料在張力下的抗斷裂性，可以反映材料的應力與應變，以及材料的橫截面能力?？箯垙姸瓤梢杂煽箯垳y定儀測定?？箯垳y定儀會向材料施加一個機械拉力。然后生成一個上升曲線，顯示材料的抗張屬性，包括極限抗張強度，如圖 1 所示。超過該極限抗張強度后，材料即會變細并被拉斷，如圖 2 所示。

圖 1：應力-應變曲線。由抗張測定儀生成的曲線，顯示極限抗張強度及斷裂點。

圖 2：抗張測定儀。材料在抗張測量中斷裂。

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什么是硬度，如何測量硬度？

硬度是材料具有的抗變形能力。標準測量方法是在材料表面按下金剛石壓頭，測量壓頭沿橫截面向下的距離。壓頭向下的深度與材料硬度成反比。

抗張強度 vs. 硬度

硬度測試通常需要考慮到準確性和一致性問題。從測量的推進深度可以得出硬度，再與抗張強度相關聯。這種間接的測量方式可能導致更多錯誤。由于抗張測量能提供準確的抗張強度讀數，因此這種測量方式更為準確。

對于冷軋后的材料來說，由于上下兩個表面（“A”）更多參與到工作工程中，因而會比圓形側邊緣（“B”）硬度更高。因為這個原因，在材料中心或邊緣附近測量的硬度讀數會有所不同。在抗張測量中，簧線會在同等壓力下斷裂，因此測量一致性更高。

抗張強度測量對 Smalley 的設計過程具有哪些意義？

Smalley 工程師通過極限抗張強度來確定彈性擋圈和波簧所能承受的最大應力。測量材料抗張強度對于 Smalley 的設計過程有重要意義，抗張強度能幫助計算波簧的理論循環(huán)壽命，或揭示使零件永久變形或材料斷裂所需要的應力水平?？箯垙姸纫部捎糜谫|量檢查，以確保新進的原材料符合行業(yè)規(guī)范。我們的工程專家也用這一屬性來確保生產的擋圈和波簧規(guī)格一致。

本周的內容就到這里。歡迎繼續(xù)回到“詢問專家”，了解更多有關波簧和彈性擋圈的知識。

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