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弹簧钢介绍：

弹簧钢主要是有好的弹性，又由于它是在动载荷环境条件下工作的，所以对制造弹簧的材质最主要的应有高的屈服强度；在承受重载荷时不引起塑性变形；应有高的疲劳强度，在载荷反复作用下具有长的使用寿命；并有足够的韧性和塑性，以防在冲击力作用下突然脆断。

弹簧在冲击、振动或长期交应力下使用，所以要求弹簧钢有高的抗拉强度、弹性极限、高的疲劳强度。

在工艺上要求弹簧钢有一定的淬透性、不易脱碳、表面质量好等 碳素弹簧钢即含碳量WC在范围内的优质碳素结构钢。

合金弹簧钢主要是硅锰系钢种，它们的含碳量稍低，主要靠增加硅含量Wsi提高性能；另外还有硌、钨、钒的合金弹簧钢。近年来，结合我国资源，并根据汽车、拖拉机设计新技术的要求，研制出在硅锰钢基础上加入硼、铌、钼等元素的新钢种，延长了弹簧的使用寿命，提高了弹簧质量

$1.$2性能要求
　　弹簧在冲击、振动或长期交应力下使用，所以要求弹簧钢有高的抗拉强度、弹性极限、高的疲劳强度。

在工艺上要求弹簧钢有一定的淬透性、不易脱碳、表面质量好等 碳素弹簧钢即含碳量WC在范围内的优质碳素结构钢。合金弹簧钢主要是硅锰系钢种，它们的含碳量稍低，主要靠增加硅含量Wsi提高性能；另外还有硌、钨、钒的合金弹簧钢。

近年来，结合我国资源，并根据汽车、拖拉机设计新技术的要求，研制出在硅锰钢基础上加入硼、铌、钼等元素的新钢种，延长了弹簧的使用寿命，提高了弹簧质量。

$1.$2生产工艺
　　一般弹簧钢可用电炉、平炉或氧气转炉生产；质量较好或具有特殊性能的优质弹簧钢，用电渣炉或真空炉炼制。

弹簧钢中碳、锰、硅等主要元素的规定含量范围较窄，冶炼时必须严格控制化学成分。硅含量较高时容易形成气泡等缺陷，钢锭锻轧后冷却不当时易产生白点。因此，冶炼用的原材料必须干燥，尽量除去气体及夹杂物，而且要避免钢水过热。

 
　　弹簧钢在轧制加工中须特别注意脱碳和表面质量。钢材表面严重脱碳时，会***降低钢的疲劳极限。对于高硅弹簧钢如70Si3MnA，应注意避免石墨化。因此，在热加工时停轧温度不应过低(≥850℃),避免在石墨化较易形成的温度范围(650～800℃)内停留时间过长。

 
　　弹簧制成后经喷丸处理能使弹簧表层产生残余压应力，以抵销表层上的部分工作应力，抑制表层裂缝的形成，这可***提高弹簧的疲劳极限。

$1.$2热处理规范
　　钢号 淬火温度 淬火介质硬度要求 回火温度 冷却介质 硬度要求 应用范围

 
水或油线径小于12-15mm的螺旋弹簧、弹簧垫圈

 
　　65Mn油或水 >水mm的板簧片及7-10mm的卷簧

 
　　50CrV油 >水 45-50 截面较大和较重要的板簧片及螺旋弹簧

 
　　50CrV油 >C以下工作的高温弹簧

 
　　60Si2MnA油 >水 HB厚度8-12mm的板簧片

$1.$2研究进展
　　传统弹簧钢的强度水平难以满足现代工业发展的要求，众所周知，弹簧钢力学性能在材料质量***的前提下取决于热处理工艺，而热处理工艺也应根据所用材料来决定，弹簧钢高强度化的一个重要途径是充分发挥$1.$2元素的作用，达到合金化效果。

$1.$21. 热处理
　　弹簧钢要求较高的强度和疲劳极限，一般在淬火+中温回火的状态下使用，以获得较高的弹性极限。热处理工艺技术对弹簧内在质量有着至关重要的影响。

因此，如何进一步提高弹簧疲劳寿命，需进一步研究，尤其是化学表面改性热处理、喷丸强化等都对弹簧疲劳寿命产生重要影响。

为进一步强化气门弹簧的表面强度、增加压应力、提高疲劳寿命，气门弹簧成形后，要进一步经过渗氮、低温液体碳氮共渗或硫氮共渗处理，然后经喷丸强化。例如，日本将f4mm的si－cr油淬钢丝经450℃×4.5h低温体碳氮共渗与经400℃×15min中温回火进行对比，其疲劳极限可提高240mpa。氮的渗入，不仅消除了脱碳的不良影响，而且还提高了残余压应力，同时经渗氮和低温液体碳氮共渗的气门弹簧高温强度提高，150℃时的变形量为0.2%(规定值为℃的变形量为0.56%，提高了气门弹簧的热稳定性和抗松弛稳定性，但渗氮和液体碳氮共渗时间应严格控制，否则会形成网状硫化物和网状氮化物，反而会降低其疲劳强度。

 
　　气门弹簧提高强度的方法还可以选择喷丸，经生产实践表面气门弹簧喷丸可用两种丸粒，一种直径为0.8mm，其显微硬度为720hv0.2，另一种直径0.25mm，其显微硬度为800hv0.2，三次喷丸可达到较好的强化效果，又可使表面质量得到改善。

$1.$22. 合金化
　　碳是钢中的主要强化元素，对弹簧钢的影响往往超过其他合金元素。根据使用要求，弹簧钢材料应是中高碳的合金钢。当今***普遍采用的弹簧钢，含碳量绝大部分在0.45%～0.65%。

 
　　为了克服弹簧钢强度提高后韧性和塑性降低的难题，也有降低碳含量的趋势。我国对低碳马氏体弹簧钢进行了深入的研究，如28mnsib、35mnsib等，其碳含量在0.30%左右。实践表明，这些弹簧钢可以在低温回火的板条状马氏体组织下使用，有足够强度和优良的综合力学性能，尤其是塑性、韧性极好。日本研究开发的几种高强度弹簧钢，如uhs1900、vhs2000、nd120s、nd250s等，碳含量均在0.40%左右。

 
　　合金元素在弹簧钢中的主要作用是提高力学性能、改善工艺性能及赋予某些特殊性能(如耐高温、耐蚀)等。

 
　　很多弹簧钢以硅为主要合金元素，它是对弹减抗力影响的合金元素，这主要是由于硅具有强烈的固溶强化作用；同时，硅能抑制渗碳体在回火过程中的晶核形成和长大，改变回火时析出碳化物的数量、尺寸和形态，提高钢的回火稳定性。目前，国内钢材牌号中wsi为1.8%～2.2%，是现有标准中含硅的弹簧钢。但硅含量如果过高，将促进钢在轧制和热处理过程中的脱碳和石墨化倾向，并且使冶炼困难和易形成夹杂物，因此，过高硅含量弹簧钢的使用仍需慎重。

 
　　由于铬能够***提高钢的淬透性，阻止si－cr钢球化退火时的石墨化倾向，减少脱碳层，因此是弹簧钢中的常用合金元素，以铬为主要强化元素的弹簧钢50crv使用较广泛。

 
　　锰是提高淬透性最***合金元素，它溶入铁素体中有固溶性化作用。研究表明，wmn必须大于0.5%，以使淬火时弹簧钢心部完全较变为马氏体当wmn超过1.5%时，韧性明显下降，这在选择弹簧钢时应优先考虑的。

 
　　钼可以提高钢的淬透性，防止回火脆性，改善疲劳性能，现有标准中加钼的弹簧钢不多，加入量一般在0.4%以下。

　　钒是强碳化物形成元素，固态下所析出的细小弥散的mc型碳化物具有很强的沉淀强化效果。在35crmnb钢中加入0.11%v，可***提高钢的淬透性，还发现钒能有效降低35simnb钢的脱碳敏感性，认为这与钒降低钢中有效固溶碳、防止晶粒长大和阻止晶界扩散并提高抗氧化性有关。
国创弹簧钢如下：

中国弹簧钢Mn、70Mn、55Si2Mn、55Si2MnB、55Si2MnVB、60Si2Mn、60Si2MnA、60Si2CrA、60Si2CrVA、55CrVA、60CrMnBA、55CrMnA、60CrMnA、60CrMnMoA、30W4Cr2VA、70Si2CrA、55CrSiA；

台湾中钢弹簧钢：SK3、SK5、SK7、SKS51、S55C、S65C、SK85、SK4、SK85、T8A、T12A、T10A；

美国芬可乐弹簧钢、51B60H；

德国撒斯特弹簧钢：CK65、C67E、CK67、C75E、CK75、C85E、CK85、C101E、CK101、38Si6、38Si7、46Si7、51Si7、55Si7、56Si7、65Si7、71Si7、60SiMn5、51MnV7、54SiCr6、60SiCr7、67SiCr7、55Cr3、51CrV4、50CrV4、58CrV4、51CrMnMoA、CrMnMo443、52MnCrB

日本住友弹簧钢：SUP3、SUP4、SUP6、SUP7、SUP9、SUP9A、SUP10、SUP11A、SUKP12、SUP13、S50C-CSP、S55C-CSP、S60C-CSP、S65C-CSP、S70C-CSP、SK5-CSP、SUP10-CSP；

英国弹簧钢：250A53、250A58、251A58、251A60、251H60、52***58、52***60、52***61、526M60、68***57、685H57、704A60、704H60、70***60、705H60、73***51、735H51、73***54、805H60、92***60、060A96、070A72、070A78、080A52、080A67、080A72、080A83、060A96、070A72、090A65、68***55、73***50；

法国弹簧钢：XC65、XC70、XC85、55S7、60SM5、55C3、52MCB3、60SC7、50CV4