一、彈性材料的基本要求
一般情況下,波紋管彈性元件的制造材料應滿足下列條件:
有良好的塑性,便于波紋管類彈性元件的加工成形,且能通過隨后的處理工藝(冷作硬化、熱處理等),獲得足夠的彈性和強度高的彈性極限、抗拉強度和疲勞強度,保證彈性元件的正常工作有好的焊接性能,滿足波紋管類組件制造過程中的焊接工藝要求材料的彈性性能穩定,受時間和溫度的影響小,低的滯后、應力弛豫與蠕變較好的耐腐蝕穩定性。
二、彈性材料的選用原則
彈性元件的使用范圍很廣,工作條件和特性要求不一。因此,對材料提出了各種各樣的要求。對于一些性能要求不太高的彈性元件,材料的選擇就比較簡便。如作為補償用的波紋節(波紋膨脹節),要求在較高的溫度和壓力下工作,對彈性特性的要求不高。這類彈性元件可選用不銹鋼材料制造。儀器儀表中的彈性元件有的要求導磁,而大多數要求用非磁性材料制成。在很多場合,要求材料具有高的(或低的)導電性。有些彈性元件要求在高溫、高壓條件下工作,這時材料要具備耐熱性和抗蠕變性能;當彈性元件與腐蝕性介質相接觸,它應當有足夠的耐腐蝕穩定性。
對于彈性元件的材料來說,要滿足各種各樣的,有時往往是相互矛盾的全部綜合性能要求是相當困難的。選擇彈性材料時,應著重考慮滿足元件的主要性能要求,然后再兼顧其他。譬如,某些儀器儀表中使用的彈性元件,對耐熱性和導電性都提出了要求。但兩者兼備的要求是相互矛盾的。元件的耐熱性可以采用高合金化材料解決,而這會降低它的導電性;純金屬或低合金材料具有高的導電率,但是耐熱性很低。在許多情況下,高的耐熱性要求更為重要,因為提高電導率還可以通過其他途徑實現。所以在這種情況下應該選用高合金化的耐熱材料,雖然電導率不夠高。
三、許用應力
要能讓彈性元件長期正常地工作,在設計時,要使彈性元件上的工作應力滿足一定條件。
彈性元件使用的工作條件不盡相同,因此極限應力可以有不同的取法。彈性元件均在彈性范圍內工作,因而極限應力可認為是材料的彈性極限;在交變載荷作用下的彈性元件,極限應力應選取材料的疲勞強度;高溫條件下工作的彈性元件,極限應力可選取材料的蠕變極限;在容易失穩狀態下使用的彈性元件,極限應力應認為是剛產生失穩時的臨界應力。