耐高溫彈簧的選型需綜合考慮材料特性、工作環境、力學性能及使用場景，以下是關鍵選型要點：

一、材料選擇

材料類型適用溫度范圍特點應用場景

高溫合金（如Inconel） 700-1100℃ 高強度、耐氧化、抗蠕變，但成本高 航空航天發動機、燃氣輪機等極端高溫環境 

不銹鋼（如310S、316L） 400-800℃ 耐腐蝕性優異，成本適中，高溫強度下降較慢 化工設備、熱處理爐等 

耐熱鋼（如17-7PH） 300-600℃ 兼具高溫強度和彈性，耐疲勞性能好 汽車排氣系統、工業窯爐 

陶瓷基復合材料 1000℃以上 耐高溫、輕質、絕緣，但脆性大 航天器熱防護系統、高溫傳感器 

二、力學性能參數

彈性模量（E）高溫下彈性模量會降低，需根據溫度-彈性模量曲線選擇材料。

示例：Inconel 718在650℃時彈性模量約160 GPa，室溫下為205 GPa。

屈服強度（σs）與抗拉強度（σb）高溫下強度顯著下降，需確保工作應力低于高溫許用應力。

計算方法：許用應力 = 抗拉強度 × 安全系數（通常1.5-2）

疲勞壽命高溫交變載荷下易發生疲勞失效，需通過疲勞試驗驗證壽命。

示例：某彈簧在600℃下循環10?次后疲勞強度下降30%。

三、工作環境因素

溫度波動范圍需考慮最高溫度、最低溫度及溫度變化速率。

示例：快速升降溫（如10℃/s）可能導致熱應力開裂。

介質腐蝕性氧化性氣氛（如含氧、硫）會加速材料氧化，需選擇耐蝕材料。

示例：310S不銹鋼在1000℃氧化氣氛中抗氧化性能優于304不銹鋼。

振動與沖擊高頻振動需提高彈簧固有頻率，避免共振。

計算方法：固有頻率 = (1/2π) × √(k/m)（k為剛度，m為質量）

四、幾何結構與工藝

線徑與圈數線徑過細易高溫軟化，圈數過多增加摩擦損耗。

推薦：高溫下優先選擇粗線徑、少圈數設計。

表面處理高溫下氧化層可能剝落，需進行滲氮、噴涂陶瓷等處理。

示例：滲氮處理可使彈簧表面硬度提高50%，抗氧化性能提升2倍。

制造工藝冷卷彈簧需高溫回火消除殘余應力，熱卷彈簧需控制加熱溫度。

示例：Inconel 718彈簧熱卷后需在980℃固溶處理+720℃時效處理。