Kakav je utjecaj temperature na elastičnost povratne opruge od nehrđajućeg čelika

Povratne opruge od nehrđajućeg čelika naširoko se koriste u modernoj industriji, a na njihovu izvedbu utječu mnogi čimbenici, među kojima promjene temperature imaju značajan utjecaj na njihova fizička svojstva.

Utjecaj temperature na modul elastičnosti
Modul elastičnosti važan je pokazatelj sposobnosti materijala da se odupre deformaciji i izravno je povezan s krutošću i povratnom izvedbom povratna opruga od nehrđajućeg čelika . Kako temperatura raste, amplituda atomskih vibracija nehrđajućeg čelika se povećava i atomski razmak se mijenja u skladu s tim, što dovodi do promjene u raspodjeli naprezanja unutar materijala. Općenito, modul elastičnosti opada s povećanjem temperature. Ova pojava znači da je u uvjetima visoke temperature krutost povratne opruge od nehrđajućeg čelika oslabljena i njezina povratna izvedba smanjena, što može uzrokovati da se opruga ne može u potpunosti vratiti u svoje izvorno stanje nakon što je bila izložena sili.
Važno je napomenuti da različite vrste nehrđajućeg čelika imaju različitu osjetljivost na temperaturu. Na primjer, nehrđajući čelik 316L još uvijek može održati relativno stabilan modul elastičnosti u uvjetima visoke temperature, tako da je prikladniji za proizvodnju opruga u okruženjima visoke temperature. Odabir prave vrste materijala ključan je za osiguravanje performansi opruge u određenim radnim uvjetima.

Utjecaj temperature na granicu razvlačenja
Granica razvlačenja je kritična točka na kojoj materijal počinje prolaziti plastičnu deformaciju pod naprezanjem. Povećanje temperature općenito rezultira smanjenjem granice razvlačenja nehrđajućeg čelika, budući da se atomska pokretljivost materijala povećava na visokim temperaturama, što ga čini osjetljivijim na plastičnu deformaciju. Ova promjena može dovesti do smanjenja nosivosti povratne opruge od nehrđajućeg čelika pri visokim temperaturama, pa čak i do rizika od plastične deformacije ili loma.
U nekim posebnim slučajevima, kao što su kriogena okruženja, granica razvlačenja nehrđajućeg čelika može se povećati. To je zato što se struktura rešetke materijala mijenja na niskim temperaturama, što rezultira povećanjem njegove tvrdoće i čvrstoće. Međutim, niske temperature također mogu smanjiti žilavost i duktilnost materijala, što će imati negativan učinak na elastičnost i životni vijek opruge. Stoga je pri odabiru povratne opruge od nehrđajućeg čelika potrebno sveobuhvatno razmotriti temperaturne karakteristike njezine radne okoline kako bi se osigurala pouzdanost njezine izvedbe.

Učinak temperature na toplinsko širenje
Toplinsko širenje je promjena volumena materijala kada se temperatura promijeni. Za povratne opruge od nehrđajućeg čelika, toplinska ekspanzija uzrokovat će promjenu veličine i oblika opruge, izravno utječući na njezine povratne performanse i nosivost. U uvjetima visoke temperature, toplinska ekspanzija materijala od nehrđajućeg čelika uzrokovat će povećanje veličine opruge, što može spriječiti da se u potpunosti vrati u svoje izvorno stanje kada je opterećena, što utječe na njezinu sposobnost odbijanja. Osim toga, toplinsko širenje može smanjiti razmak između opruge i ostalih komponenti, povećavajući rizik od trenja i trošenja.
Kako bi se učinkovito nosili s učincima toplinskog širenja, raspon radne temperature opruge treba uzeti u obzir tijekom projektiranja, a materijal i njegovu geometriju treba razumno odabrati kako bi se osiguralo održavanje dobrih performansi pri promjenama temperature.

Utjecaj temperature na puzanje
Puzanje se odnosi na kontinuiranu deformaciju materijala pod dugotrajnim naprezanjem, što je posebno vidljivo u okruženju visoke temperature. Visoka temperatura će ubrzati stopu puzanja materijala od nehrđajućeg čelika, uzrokujući postupnu promjenu oblika i veličine povratne opruge od nehrđajućeg čelika, što utječe na njezinu sposobnost odbijanja i nosivosti. Za povratne opruge od nehrđajućeg čelika koje dugo rade u okolini s visokom temperaturom, posebna pozornost mora se obratiti na njihove karakteristike puzanja i moraju se poduzeti učinkovite mjere za produljenje njihovog radnog vijeka.