为什么温度越低弹簧的弹性就越弱

　　温度对材料的机械性能有特别显著的影响。根据温度的不同，应力松弛一般可分为高温松弛、室温松弛和低温松弛。在较低温度下，即使在弹性极限以下工作，由于时间的延续，原材料中的弹性变形会通过位错运动逐渐转化为微塑性变形。塑性变形后，弹簧的弹性自然变弱。

　　目前还没有关于低温弹簧定义的标准。一般认为，任何工作在0摄氏度至-273摄氏度（绝对温度零点）以下的弹簧都被称为低温弹簧，可大致分为四类：① 零下至-20℃（一般较低温度条件）；②-80～-20℃（高纬度极地）；③ 弹簧在-200～-80℃下使用；④ 可能在-273～-200℃下使用弹簧。

　　（1） 低温弹簧原材料的选择

　　低温弹簧原材料的选择原则上与常温弹簧原材料的选择相同，但应注意原材料在低温条件下性能指标的变化，因此，有必要了解各种原材料的低温性能指标以及相应的最小弹簧应用。温度限制用于选择合适的弹簧材料。低温弹簧的原材料仍然主要是原材料。钢的低温力学性能与其晶体结构有很大关系。几乎所有钢材的强度、硬度和弹性模量都会随着温度的降低而增加。然而，大多数钢的塑性和韧性随着温度的降低而不同程度地降低。其中，当体心立方点阵钢的温度降低到一定值（即钢的脆性临界转变温度）时，韧性急剧下降，转变为脆性破坏，称为冷脆性体；另一种是面心立方点阵金属材料，随着温度的降低，其强度增加，而塑性和韧性指标仍保持较高值，称为非冷脆性体。因此，奥氏体不锈钢，例如奥氏体不锈钢，首次用于低温技术。随着低温钢使用量的增加和应用温度领域的多样化，各国开发了多种低合金低温钢。

　　低温钢应具有以下性能指标：

　　① 韧脆转变温度不超过使用温度；

　　②满足设计规定的强度；

　　③ 在使用温度下，组织结构相对稳定；

　　④ 成形性好；

　　⑤ 对于某些特殊原材料，还规定了性能指标，如极低渗透性和冷收缩。

　　（2） 低温弹簧的热处理

　　原材料的机械性能和低温性能指标与其组织结构密切相关，包括碳化物的粒度、分布以及金属间化合物的形状、尺寸和分布，这些必须通过正确的热处理工艺来实现。热处理工艺应考虑原材料的室温力学性能，也应考虑低温条件（最低温度）。

　　对于铁素体低温钢，重要的是关注钢的脆性临界转变温度，该温度不得超过弹簧的最低使用温度。由于原材料的冷脆温度与微观结构有关，热处理工艺应在保证原材料室温力学性能的前提下，获得尽可能低的脆性临界转变温度。奥氏体低温钢的热处理不同，因为表面

　　随着温度的降低，中心立方晶格金属材料的强度增加，而塑性和韧性指数仍保持较高值，因此不存在脆性临界转变温度。奥氏体低温钢热处理的重点是如何保证原材料的强度和性能指标满足设计要求。处理工艺可采用不锈钢弹簧固溶处理+调整处理+时效处理的工艺。

　　（3） 低温的影响

　　在较低温度下使用的弹簧原材料应具有更好的低温韧性。冷拔强化碳弹簧丝、奥氏体不锈钢弹簧丝及其铜合金和镍合金具有较好的低温韧性和强度。碳弹簧钢、低合金弹簧钢、30Cr13（3Cr13）、40Cr13（4Cr13）不锈钢弹簧钢和弹性合金的使用温度可低至-40℃。在较低的温度下，如-200°C，原料如12Cr18Ni9、10Cr18Ni9Ti、QSn4-3、QSn6。5-0.1，需要QBe2及其Ni66Cu29Al3（Monelk500）和GH4169（Inconel718）。

　　温度对材料的机械性能有特别显著的影响。根据温度的不同，应力松弛一般可分为高温松弛、室温松弛和低温松弛。在较低温度下，即使在弹性极限以下工作，由于时间的延续，原材料中的弹性变形会通过位错运动逐渐转化为微塑性变形。