专家咨询 - 抗张强度 vs. 硬度：波簧和弹性挡圈的设计重点

欢迎来到咨询专家博客。在这里，我们为您提供关于弹性挡圈和波簧方方面面的信息。本周我们要探讨的是抗张强度及其之于波簧和弹性挡圈设计的重要性。

我们对材料的几项物理属性进行了测量，以帮助您更好地理解材料在工作环境中的表现。在投入生产前对原材料进行准确测量，可以有效避免弹性挡圈和波簧过早出现故障。在 Smalley，我们在合金测量中关注的一大物理属性即是其极限抗张强度，这一属性可以帮助我们的工程师设计出最符合您应用需求的弹性挡圈和波簧。

什么是抗张强度，如何测量抗张强度？

抗张强度是材料在张力下的抗断裂性，可以反映材料的应力与应变，以及材料的横截面能力。抗张强度可以由抗张测定仪测定。抗张测定仪会向材料施加一个机械拉力。然后生成一个上升曲线，显示材料的抗张属性，包括极限抗张强度，如图 1 所示。超过该极限抗张强度后，材料即会变细并被拉断，如图 2 所示。

图 1：应力-应变曲线。由抗张测定仪生成的曲线，显示极限抗张强度及断裂点。

图 2：抗张测定仪。材料在抗张测量中断裂。

什么是硬度，如何测量硬度？

硬度是材料具有的抗变形能力。标准测量方法是在材料表面按下金刚石压头，测量压头沿横截面向下的距离。压头向下的深度与材料硬度成反比。

抗张强度 vs. 硬度

硬度测试通常需要考虑到准确性和一致性问题。从测量的推进深度可以得出硬度，再与抗张强度相关联。这种间接的测量方式可能导致更多错误。由于抗张测量能提供准确的抗张强度读数，因此这种测量方式更为准确。

对于冷轧后的材料来说，由于上下两个表面（“A”）更多参与到工作工程中，因而会比圆形侧边缘（“B”）硬度更高。因为这个原因，在材料中心或边缘附近测量的硬度读数会有所不同。在抗张测量中，簧线会在同等压力下断裂，因此测量一致性更高。

抗张强度测量对 Smalley 的设计过程具有哪些意义？

Smalley 工程师通过极限抗张强度来确定弹性挡圈和波簧所能承受的最大应力。测量材料抗张强度对于 Smalley 的设计过程有重要意义，抗张强度能帮助计算波簧的理论循环寿命，或揭示使零件永久变形或材料断裂所需要的应力水平。抗张强度也可用于质量检查，以确保新进的原材料符合行业规范。我们的工程专家也用这一属性来确保生产的挡圈和波簧规格一致。

本周的内容就到这里。欢迎继续回到“询问专家”，了解更多有关波簧和弹性挡圈的知识。

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