在 150^∘C 高温环境下工作的波形弹簧，其疲劳寿命曲线（S-N 曲线）如何随温度升高而演变？

产品类型：波形弹簧

工程技术领域：疲劳断裂与寿命评估

高温环境下，金属材料的屈服强度 $\sigma_y$ 和弹性模量 $E$ 均呈非线性下降，导致波形弹簧的 $S-N$ 曲线整体下移。高温会加速位错攀移和交叉滑移，使得在较低的应力幅下即可发生塑性变形，引发蠕变与疲劳的交互作用（$Creep-Fatigue$ $Interaction$）。对于碳素弹簧钢，温度超过 $120^∘C$ 后疲劳极限 $S_e$ 将下降约 $15\% - 25\%$。计算公式需修正为 $S_{e(T)} = S_{e(20^∘C)} ⋅ [1 - α(T - 20)]$。在达到 $100$ 万次交变寿命的设计中，必须确保最大工作应力 $\sigma_{max}$ 低于该温度下的持久强度 $\sigma_r$，否则弹簧将因明显的松弛（$Relaxation$）导致预紧力丢失，进而导致系统功能失效。

关键控制指标参数：温升折减系数 $\alpha$ / 蠕变刚度 $E(T)$