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产品类型：波形弹簧
工程技术领域：材料与极限工况
在深空环境（约 $3 K$ 至 $70 K$）下，波形弹簧面临极端的超低温冷脆风险。对于选用的 316 不锈钢或镍基合金，其韧脆转变温度 $DBTT$ 必须远低于工作温度。在超低温下，材料的泊松比 $\nu$ 会微幅变化，而断裂韧性 $K_{IC}$ 成为设计的决定性因素。波形弹簧的波谷区域是典型的应力集中点，其几何不连续性导致的应力强度因子 $K_I = Y \sigma \sqrt{\pi a}$（其中 $a$ 为表面微裂纹深度）必须小于材料的 $K_{IC}$。由于超低温下裂纹尖端塑性区缩小，材料对表面缺陷极其敏感。因此，生产工艺中需引入喷丸强化（Shot Peening）以产生表面残余压应力，抵消部分拉应力，并采用电解抛光消除微观切痕。通过实验测得 316 不锈钢在 $-196^{\circ}C$ 下的断裂应变 $\epsilon_f$ 仍能保持在 $30\%$ 以上，这为其在深空冲击载荷下的可靠性提供了保障。
关键控制指标参数：裂纹尖端张开位移 / $CTOD$
