【弹簧之美】弹簧材料的性能都不懂，还如何做好弹簧？- 大数跨境

首页

【弹簧之美】弹簧材料的性能都不懂，还如何做好弹簧？

洛阳弹簧机

2017-09-09

导读：好马配好鞍，最合适的材料才能制作出最完美的弹簧

在日常的弹簧生产中，弹簧材料的选择权主要在客户的手中，对于弹簧的材料是否适用我们没有准确的掌握。假如对弹簧的材料能够有更深刻的理解，弹簧的生产加工才能做的更好，也更容易达到客户的需求。

一、弹簧材料按照化学成分的主要分类

弹簧材料大致可以分为下列几大类：

弹簧材料按材质可以分为金属和非金属两大类，机械工程中大量采用的是金属弹性材料。金属弹性材料中又根据材料中的主要金属元素成分分为几种不同的种类，其中弹簧钢是使用量最大，使用范围最广的弹簧材料。弹簧钢中，碳素弹簧钢和合金弹簧钢都是以铁为主要成分，合金弹簧钢中还适当地添加了锰、硅、铬、钒、钨、钼、铌、硼等合金元素，以得到所需要的性能。

二、常用弹簧材料的比较

为了保障弹簧能够可靠地工作，其材料除应满足具有较高的强度极限和屈服极限外，还必须具有较高的弹性极限、疲劳极限、冲击韧性、塑性和良好的热处理工艺性等。下列图表中列出了几种主要弹簧材料及其使用性能。实践中应用最广泛的就是弹簧钢，其品种又有碳素弹簧钢、低锰弹簧钢、硅锰弹簧钢和铬钒钢等。

弹簧材料选择必须充分考虑到弹簧的用途、重要程度与所受的载荷性质、大小、循环特性、工作温度、周围介质等使用条件，以及加工、热处理和经济性等因素，以便使选择结果与实际要求相吻合。

1、碳素弹簧钢

碳素弹簧钢和合金弹簧钢是目前使用最广泛的弹簧材料，两者约占弹簧材料用量的百分之九十以上。

热轧碳素弹簧钢

热轧碳素弹簧钢主要有65、70、75、85和65Mn五种。

热轧碳素弹簧钢淬透性低，晶粒粗，过热和脱碳倾向大，水淬易开裂，油淬又不能淬透，力学性能较差，现已很少用于制造机械弹簧。65Mn是含锰量较高的碳素弹簧钢，由于锰的作用，使钢材的淬透性有所提高，但过热和脱碳倾向仍较大，大都用于碟形弹簧、片形弹簧、平面涡卷弹簧及疲劳性能要求较低、截面较小的螺旋弹簧。

冷轧碳素钢丝的性能和热轧弹簧钢丝相类似，但表面质量比热轧材料好，价格便宜，用来制造不太重要的弹簧。机械弹簧一般采用性能较好的铅淬冷拔钢丝制作。

铅淬冷拔钢丝

铅淬冷拔钢丝的制造是将碳素弹簧钢盘条在炉中加热到900～1000℃，然后，在500～600℃的铅浴槽中进行等温转变，再经多次冷拔得到所需要的尺寸和力学性能。

铅淬冷拔钢丝的生产是采用连续生产的方式进行的。铅浴淬火的目的是得到极细的珠光体，使材料的组织和性能适应以后的冷拔加工。多次的冷拔加工，可以使材料获得很高的强度。这种钢丝虽然强度极高，但仍具有一定的塑性和韧性以及良好的工艺性能。用这种钢丝制造的弹簧，不需要再经过淬火，只须作低温回火处理，这既消除冷拔和卷簧过程中的残余应力，又简化了工艺，因此广泛用于制造各种工作温度低于120℃的螺旋弹簧。

铅淬冷拔碳素弹簧钢有碳素弹簧钢丝、琴钢丝、重要用途碳素弹簧钢丝等三种品种，其品种规格见表1-6所示。其中碳素弹簧钢丝根据抗拉强度的高低分为B、C、D三组。B组的抗拉强度最低，仅用于制造一般弹簧或其它用途的弹簧，如用于制造机械弹簧则强度偏低一些。C组的抗拉强度较高，用于制造低应力弹簧。D组强度最高，用于制造较高应力的弹簧。

琴钢丝以制造乐器的琴弦而得名，但现在所说的“琴钢丝”指的是性能指标很高的冷拉弹簧钢丝，真正用于琴弦的钢丝被称为“乐器用钢丝”。目前所用的琴钢丝分为G1，G2和F三组。G1组用于制造各种重要用途弹簧，G2组用于制造高应力弹簧，F组是阀弹簧的专用钢丝。钢丝的抗拉强度以G2组为最高；G1组次之；F组的抗拉强度又比G1组稍低一些。重要用途碳素弹簧钢丝有E、F、G三组，抗拉强度以F组最高；E组其次；G组最低，主要用于制造应力要求高的弹簧，如航空用的各种小型弹簧。碳素弹簧钢丝和琴钢丝的抗拉强度见表1-7和表1-8。

表1-6 铅淬冷拔碳素钢丝的品种和规格

序号	名称	标准	牌号	规格
1	碳素弹簧钢丝	GB/T4357-1989	B组、C组和D组	B和C组：Ф0.08～13.0； D组：Ф0.08～6.0
2	琴钢丝	YB/T5101-1993	G1 组、G2组和F组	G1和G2组：Ф0.08～6.0；F组Ф2.0～5.0；：
3	重要用途碳素弹簧钢丝	GB/T4358-1995	E、F和G组	E和F组：Ф0.08～6.0； G组：Ф1.0～6.0

表1-7 碳素弹簧钢丝的力学性能

钢丝直径	抗拉强度（MPa）			扭转次数不小于
钢丝直径	B级	C级	D级	B、C级	D级
0.08	2400~2800	2740~3140	2840~3240	20	18
0.09	2350~2750	2690~3090	2840~3240
0.10	2300~2700	2650~3040	2790~3190
0.12	2250~2650	2600~2990	2740~3140
0.14	2200~2600	2550~2940	2740~3140
0.16	2150~2550	2500~2890	2690~3090
0.18	2150~2550	2450~2840	2690~3090
0.20	2150~2550	2400~2790	2690~3090
0.22	2110~2500	2350~2750	2690~3090
0.25	2060~2450	2300~2700	2640~3040
0.28	2010~2400	2300~2700	2640~3040
0.30	2010~2400	2300~2700	2640~3040
0.32	1960~2350	2250~2650	2600~2990
0.35	1960~2350	2250~2650	2600~2990
0.40	1910~2300	2250~2650	2600~2990
0.45	1860~2260	2200~2600	2550~2940
0.50	1860~2260	2200~2600	2550~2940
0.55	1810~2210	2150~2550	2500~2890
0.60	1760~2160	2110~2500	2450~2840
0.63	1760~2160	2110~2500	2450~2840
0.70	1710~2060	2060~2450	2450~2840
0.80	1710~2060	2010~2400	2400~2840
0.90	1710~2060	1960~2350	2350~2750
1.00	1660~2010	1960~2300	2300~2690
1.20	1620~1960	1910~2250	2250~2550
1.40	1620~1910	1860~2210	2150~2450
1.60	1570~1860	1810~2160	2110~2400
1.80	1520~1810	1760~2110	2010~2300
2.00	1470~1760	1710~2010	1910~2200
2.20	1420~1710	1660~1960	1810~2110	15	13
2.50	1420~1710	1660~1960	1760~2060
2.80	1370~1670	1620~1910	1710~2010
3.00	1370~1670	1570~1860	1710~1960
3.20	1320~1620	1570~1810	1660~1910	12	8
3.50	1320~1620	1570~1810	1660~1910
4.00	1320~1620	1520~1760	1620~1860
4.50	1320~1570	1520~1760	1620~1860	10	5
5.00	1320~1570	1470~1710	1570~1810	10	5
5.50	1270~1520	1470~1710	1570~1810	8	3
6.00	1220~1470	1420~1660	1520~1760	8	3
6.30	1220~1470	1420~1610	/	/	/
7.00	1170~1420	1370~1570
8.00	1170~1420	1370~1570
9.00	1130~1320	1320~1520
10.00	1130~1320	1320~1520
11.00	1080~1270	1270~1470
12.00	1080~1270	1270~1470
13.00	1030~1220	1220~1420

表1-8 琴钢丝的力学性能

钢丝直径	抗拉强度（MPa）			扭转次数不小于
钢丝直径	G1级	G2级	F级	G1、G2级	F级
0.08	2893～3187	3187~3481	/	25	/
0.09	2844～3138	3138~3432	/		/
0.10	2795～3089	3089~3383	/		/
0.12	2746～3040	3040~3334	/		/
0.14	2697～2991	2991~3285	/		/
0.16	2648～2942	2942~3230	/		/
0.18	2599～2893	2893~3187	/		/
0.20	2599～2844	2844~3089	/		/
0.23	2550～2795	2795~3040	/		/
0.26	2501～2746	2746~2991	/		/
0.29	2452～2697	2697~2942	/		/
0.32	2403～2648	2648~2893	/		/
0.35	2403～2648	2648~2893	/		/
0.40	2354～2599	2599~2844	/		/
0.45	2305～2550	2550~2795	/		/
0.50	2305～2550	2550~2795	/		/
0.55	2256～2501	2501~2746	/		/
0.60	2206～2452	2452~2697	/		/
0.65	2206～2452	2452~2697	/		/
0.70	2158～2403	2403~2648	/		/
0.80	2108～2354	2354~2599	/		/
0.90	2108~2305	2305~2501	/		/
1.00	2059~2256	2256~2452	/		/
1.20	2010~2206	2206~2403	/		/
1.40	1961~2158	2158~2354	/		/
1.60	1912~2108	2108~2305	/		/
1.80	1863~2059	2059~2256	/		/
2.00	1814~2010	2010~2206	1716~1863		25
2.30	1765~1961	1961~2158	1716~1863
2.60	1765~1961	1961~2158	1667~1814
2.90	1716~1912	1912~2108	1667~1814	20
3.20	1667~1863	1863~2059	1618~1765
3.50	1667~1814	1814~1961	1618~1765
4.00	1618~1765	1765~1912	1569~1716	20
4.50	1569~1716	1716~1863	1520~1667	15
5.00	1520~1667	1667~1814	1471~1618
5.50	1471~1618	1618~1765	/		/
6.00	1422~1569	1569~1716	/		/

2.合金弹簧钢

根据钢中所含合金元素的不同，可将合金弹簧钢分为四个系列。

硅锰合金弹簧钢

硅锰系合金弹簧钢的淬透性较碳素钢高，并且硅能提高弹簧钢的强度和回火稳定性，从而可以在较高的温度下回火以获得较好的综合力学性能。硅和锰都是我国的富有元素，价格便宜，因而硅锰弹簧钢在我国的应用非常广泛。硅锰合金钢的缺点是硅系石墨化元素，如热加工处理不当，钢中的碳会以石墨形式游离出来形成石墨碳。此外，硅锰钢的晶粒粗，脱碳倾向也大。

硅锰合金弹簧钢的主要品种有60Si2MnA、55Si2Mn、55Si2MnB和70Si3MnA等。其中60Si2MnA是我国目前使用量最大的合金弹簧钢种，绝大部分的热卷弹簧，板弹簧、碟形弹簧都是用它制造的。

55Si2Mn和55Si2MnB弹簧钢主要用于制造铁道车辆的弹簧。70Si3MnA用于制造承受较高应力的弹簧。

针对硅锰钢的不足之外，在硅锰钢的基础上加入钼、钒、硼等合金元素（牌号有55SiMnVB、55SiMnMoV、55SiMnMoVNb等），可使性能有很大的提高。它们的热处理性能和疲劳强度的性能都优于60Si2MnA，已经在汽车板弹簧的制造方面得到应用。

另一种改进是在硅锰钢基础上加入合金元素钨，其牌号为65Si2MnWA，它的淬透性，强度等性能指标均比一般硅锰钢高很多，有热轧和冷拉钢丝两个品种，但价格较贵、只适于制造性能要求较高的弹簧。

硅锰钢系列的钢丝60Si2MnA供货时以淬火－回火和退火两种状态交货，常用来制造离合器弹簧、悬架簧和安全阀弹簧。60Si2MnA钢丝的卷绕性能较差，当弹簧旋绕比小时易发生折断，因此限制了它的应用，一般用于制造旋绕比较大的弹簧。

铬钒合金弹簧钢

铬钒合金弹簧钢是一种常用的优质弹簧钢，典型的牌号是50CrVA。由于合金元素铬和钒细化晶粒，能减少钢的缺口敏感性，淬透性也很好。此种铬钒钢还具有较好的疲劳性能，因此主要用于制造承受疲劳载荷的弹簧，如很多气门弹簧都是采用铬钒弹簧钢丝制造。此外，铬钒弹簧钢丝的卷绕工艺性能也较佳，常用于制造喷油器高压弹簧，油泵柱塞弹簧和调速器弹簧等产品。

由于硅提高弹性极限的效应显著，同时能提高钢的耐热性能，日本和美国汽车行业已经用55CrSi取代50CrV制作高应力阀门弹簧，55CrSi的许用应力和使用温度均高于50CrV。

铬锰合金弹簧钢

铬锰钢在我国的应用还不够广泛，它也是一种优良的合金弹簧钢。就淬透性而言，比铬钒钢好，脱碳倾向则比硅锰钢小。铬锰钢的主要牌号有50CrMn和60CrMn两种，在国外应用较广，常用于制造气门弹簧、车辆悬架弹簧、离合器弹簧等。

硅铬弹簧钢

除55Cr Si外，硅铬弹簧钢和带钒的硅铬弹簧钢的牌号还有65Si2CrA和60Si2CrVA两个钢号。由于钢中铬和钒两种元素的作用，钢的过热敏感性较低，不易发生脱碳和石墨化倾向，在较高温度下的力学性能较稳定，淬透性也很好。这两种合金弹簧钢主要用于制造承受冲击和疲劳载荷的高应力弹簧，如高速内燃机的气门弹簧和油泵弹簧及悬架弹簧等。

综述上面几种弹簧钢的性能，列在表1—9中作比较。

表1-9 几种弹簧钢的性能比较

	碳钢	Si－Mn钢	Cr－Mn钢	Cr－V钢	Si－Cr钢	Si－Mn－W钢
卷绕加工性能	一般	一般	好	最好	好	一般
淬透性	差	一般	好	好	最好	最好
脱碳倾向	差	差	一般	最好	好	一般
疲劳寿命	差	一般	好	最好	最好	好
价格	最好	最好	好	一般	差	差

3.淬火－回火弹簧钢丝

下面对我们常用的油淬火钢丝进行着重的介绍:

淬火－回火弹簧钢丝的主要特点是：

（1）工艺简单，弹簧卷好后无须再进行淬火和回火，故而能提高生产效率。

（2）钢丝挺直性好，性能稳定，因此卷簧时几何尺寸和精度易于保证，适合大批量生产。

一、淬火－回火弹簧钢丝的制造

钢丝首先拉拔到成品尺寸，然后经连续炉加热，淬火后回火，获得良好的综合力学性能。淬火－回火钢丝的弹性极限，抗松弛性能优于冷拉弹簧钢丝，钢丝的弹直性能好，成形方便，绕簧后不用再进行淬火回火处理，采用消除应力回火后即可使用。汽车、发动机业普遍采用淬火－回火钢丝作悬架弹簧和气门弹簧。

淬火－回火钢丝的工艺流程如下：冷轧线材→剥皮→热处理→表面处理→拉拔→表面检验→半成品→淬火加热→淬火→回火加热→冷却→涡流探伤→收线→取样→入库。

淬火－回火弹簧钢丝与铅淬冷拔钢丝的制造工艺有明显的区别。淬火－回火钢丝是先冷拔后淬火，铅淬冷拔钢丝是先淬火后冷拔。淬火－回火钢丝主要是用淬火、回火的热处理方法来获得钢丝所需要的力学性能，铅淬冷拔钢丝主要是用冷拔硬化的方法来获得钢丝所需要的力学性能。两者的金相组织也不同。

二、淬火－回火弹簧钢丝的种类和性能

淬火－回火弹簧钢丝按适用工作状态分静态、中疲劳、高疲劳三级，按供货抗拉强度的高低分为低强度、中强度和高强度三类，见表1-10。淬火—回火钢丝的化学成分见表1-11所示。

FD级淬火－回火弹簧钢丝每捆的抗拉强度波动范围在70MPa以下。TD级淬火－回火弹簧钢丝每捆的抗拉强度波动范围在60MPa以下，VD级的钢丝（主要用于制造各种内燃机气门弹簧），每捆钢丝的抗拉强度波动范围不超过50MPa。钢丝的抗拉强度和断面收缩率应符合表1-12和表1-13的规定。

对于直径0.70～6.00mm的钢丝应进行扭转试验，对于直径大于6.00mm的钢丝应进行弯曲试验，而直径小于0.70的钢丝可进行卷绕试验。

表1-10 钢丝的分类、代号及直径范围

抗拉强度	静态	中疲劳	高疲劳
低强度	FDC	TDC	VDC
中强度	FDCrV（A、B） FDSiMn	TDCrV（A、B） TDSiMn	VDCrV(A、B)
强度	FDCrSi	TDCrSi	VDCrSi
直径范围	0.50mm—17.00mm	0.50mm—17.00mm	0.50mm—10.00mm
注1：静态级钢丝适用于一般用途弹簧，以FD表示。注2：中疲劳级钢丝用于离合器弹簧、悬架弹簧等，以TD表示。注3：高疲劳级钢丝适用于剧烈运动的场合，例如用于阀门弹簧，以VD表示。

表1-11 淬火－回火弹簧钢的主要化学成分

代号	C	Si	Mn	P_最大	S_最大	Cr	V	Cu_最大
FDC TDC VDC	0.60-0.75	0.10-0.35	0.50-1.20	0.030	0.030	—	—	0.20
				0.020	0.025			0.12

FDCrV-A TDCrV-A VDCrV-A	0.47-0.55	0.10-0.40	0.60-1.20	0.030	0.030	0.80-1.10	0.15-0.25	0.20
				0.025	0.025			0.12
FDCrV-B TDCrV-B VDCrV-B	0.62-0.72	0.15-0.30	0.50-0.90	0.030	0.030	0.40-0.60	0.15-0.25	0.20
				0.025	0.025			0.12
FDSiMn TDSiMn	0.56-0.64	1.50-2.00	0.60-0.90	0.035	0.035	—	—	0.25
FDCrSi TDCrSi VDCrSi	0.50-0.60	1.20-1.60	0.50-0.90	0.030	0.030	0.50-0.80	—	0.20
				0.025	0.025			0.12

表1-12 静态级、中疲劳级淬火—回火钢丝力学性能

直径范围 mm	抗拉强度 (MPa)					断面收缩率^a ≥%
	FDC TDC	FDCrV-A TDCrV-A	FDCrV-B TDCrV-B	FDSiMn TDSiMn	FDCrSi TDCrSi	断面收缩率^a ≥%
	FDC TDC	FDCrV-A TDCrV-A	FDCrV-B TDCrV-B	FDSiMn TDSiMn	FDCrSi TDCrSi	FD	TD
0.50—0.80	1800—2100	1800—2100	1900—2200	1850—2100	2000—2250	—
＞0.80—1.00	1800—2060	1780—2080	1860—2160	1850—2100	2000—2250	—
＞1.00—1.30	1800—2010	1750—2010	1850—2100	1850—2100	2000—2250	45	45
＞1.30—1.40	1750—1950	1750—1990	1840—2070	1850—2100	2000—2250	45	45
＞1.40—1.60	1740—1890	1710—1950	1820—2030	1850—2100	2000—2250	45	45
＞1.60—2.00	1720—1890	1710—1890	1790—1970	1820—2000	2000—2250	45	45
＞2.00—2.50	1670—1820	1670—1830	1750—1900	1800—1950	1970—2140	45	45
＞2.50—2.70	1640—1790	1660—1820	1720—1870	1780—1930	1950—2120	45	45
＞2.70—3.00	1620—1770	1630—1780	1700—1850	1760—1910	1930—2100	45	45
＞3.00—3.20	1600—1750	1610—1760	1680—1830	1740—1890	1910—2080	40	45
＞3.20—3.50	1580—1730	1600—1750	1660—1810	1720—1870	1900—2060	40	45
＞3.50—4.00	1550—1700	1560—1710	1620—1770	1710—1860	1870—2030	40	45
＞4.00—4.20	1540—1690	1540—1690	1610—1760	1700—1850	1860—2020	40	45
＞4.20—4.50	1520—1670	1520—1670	1590—1740	1690—1840	1850—2000	40	45
＞4.50—4.70	1510—1660	1510—1660	1580—1730	1680—1830	1840—1990	40	45
＞4.70—5.00	1500—1650	1500—1650	1560—1710	1670—1820	1830—1980	40	45
＞5.00—5.60	1470—1620	1460—1610	1540—1690	1660—1810	1800—1950	35	40
＞5.60—6.00	1460—1610	1440—1590	1520—1670	1650—1800	1780—1930	35	40
＞6.00—6.50	1440—1590	1420—1570	1510—1660	1640—1790	1760—1910	35	40
＞6.50—7.00	1430—1580	1400—1550	1500—1650	1630—1780	1740—1890	35	40
＞7.00—8.00	1400—1550	1380—1530	1480—1630	1620—1770	1710—1860	35	40
＞8.00—9.00	1380—1530	1370—1520	1470—1620	1610—1760	1700—1850	30	35
＞9.00—10.00	1360—1510	1350—1500	1450—1600	1600—1750	1660—1810	30	35
＞10.00—12.00	1320—1470	1320—1470	1430—1580	1580—1730	1660—1810	30	—
＞12.00—14.00	1280—1430	1300—1450	1420—1570	1560—1710	1620—1770	30	—
＞14.00—15.00	1270—1420	1290—1440	1410—1560	1550—1700	1620—1770	—
＞15.00—17.00	1250—1400	1270—1420	1400—1550	1540—1690	1580—1730	—
a FDSiMn和TDSiMn直径≤5.00mm时，断面收缩率应≥35%；直径＞5.00mm－14.00mm时，断面收缩率应≥30%。

表1-13 高疲劳级淬火—回火钢丝力学性能

直径范围 mm	抗拉强度 (MPa)				断面收缩率≥%
直径范围 mm	VDC	VDCrV-A	VDCrV-B	VDCrSi	断面收缩率≥%
0.50—0.80	1700—2000	1750—1950	1910—2060	1980—2230	—
＞0.80—1.00	1700—1950	1730—1930	1880—2030	1970—2210	—
＞1.00—1.30	1700—1900	1700—1900	1860—2010	1960—2180	45
＞1.30—1.40	1700—1850	1680—1860	1840—1990	1950—2150	45
＞1.40—1.60	1670—1820	1660—1860	1820—1970	1940—2120	45
＞1.60—2.00	1650—1800	1640—1800	1770—1920	1920—2080	45
＞2.00—2.50	1630—1780	1620—1770	1720—1860	1900—2060	45
＞2.50—2.70	1610—1760	1610—1760	1690—1840	1890—2040	45
＞2.70—3.00	1590—1740	1600—1750	1660—1810	1880—2030	45
＞3.00—3.20	1570—1720	1580—1730	1640—1790	1870—2020	45
＞3.20—3.50	1550—1700	1560—1710	1620—1770	1860—2010	45
＞3.50—4.00	1530—1680	1540—1690	1570—1720	1840—1990	45
＞4.00—4.50	1510—1660	1520—1670	1540—1690	1810—1960	45
＞4.50—5.00	1490—1640	1500—1650	1520—1670	1780—1930	45
＞5.00—5.60	1470—1620	1480—1630	1490—1640	1750—1900	40
＞5.60—6.00	1450—1600	1470—1620	1470—1620	1730—1890	40
＞6.00—6.50	1420—1570	1440—1590	1440—1590	1710—1860	40
＞6.50—7.00	1400—1550	1420—1570	1420—1570	1690—1840	40
＞7.00—8.00	1370—1520	1410—1560	1390—1540	1660—1810	40
＞8.00—9.00	1350—1500	1390—1540	1370—1520	1640—1790	35
＞9.00—10.00	1340—1490	1370—1520	1340—1490	1620—1770	35

三、弹簧材料的发展

　　随着弹簧应用技术的发展，对弹簧材料提出了更多的要求。主要是在高应力下的提高疲劳寿命和抗松弛性能方面；其次是根据不同的用途，要求具有耐蚀性、非磁性、导电性、耐磨性、耐热性等方面。为此，弹簧材料除开发了新品种外，另从严格控制化学成分，降低非金属夹杂，提高表面质量和尺寸精度等方面取得了有益的成效。

　　（1）弹簧钢生产工艺的发展为了提高弹簧钢的质量，工业发达国家已普通采用炉外精炼技术、连铸工艺、新型轧制和在线自动检测及控制设备等。

　　为了保证钢的化学成分，降低气体和各种非金属加夹物的含量，采用大容量电炉或转炉熔炼，采用炉外钢包精炼，使氧含量（质量分数）降至（0.0021~0.0010）%，生产出超纯净钢，从而大大提高了弹簧的设计和工作应力。

　　连铸生产工艺在弹簧钢生产中已被广泛采用。连铸可通过电磁搅拌、低温铸造等技术减小钢的偏析，减小二次氧化，改善表面脱碳，使组织和性能稳定、均匀。

　　采用分列式全连续轧机，可提高尺寸精度，表面质量，同时也可使钢材沿长度显微组织均匀。在轧制过程中为了保证产品的表面质量采用在线自动检测和控制。为了适合变截面弹簧扁钢生产而开发了奥氏体轧制成形新工艺，即先将钢加热到奥氏体区再急冷至亚稳奥氏体区进行塑性加工并淬火处理。这种工艺可使钢在不降低塑性的同时提高强度。此外还有通过轧后在线热处理和表面硬化处理来提高弹簧钢的性能等。

（2）合金钢的发展合金元素的主要作用是提高力学性能，改善工艺性能及赋予某种特殊性能。气门弹簧和悬架弹簧已广泛应用SiCr钢。Si是抗应力松弛最好的合金元素，在SiCr钢中添加V、Mo形成SiCrV和SiCrMo钢，可以提高疲劳寿命和抗松弛性能。同时SiCr拉拔钢丝，其在高温下工作时的抗松弛性能，比琴钢丝和重要用途碳素弹簧钢丝要好。随着发动机高速小型化，抗颤振性能好、质量轻、弹性模量小的Ti合金得到了较为广泛的应用，其强度可达2000 MPa。

（3）低碳奥氏体钢的发展低碳奥氏体钢38SiMnB是我国自主研发的一种新型的高性能弹簧钢，在此基础上开发的38SiMnVBE更具优越性，具有高强韧性、高淬透性、高应用性和高性能比。在进行超细晶粒控制轧制后，其抗拉强度 =（2030~2140）MPa，屈服强度 =（900~2010）MPa，伸长率 =（12~15）%，面缩率 =（48~55）%。为少片变截面板弹簧提供了高性能的材料。

　　（4）不锈钢的发展我国是生产不锈钢的大国，随着不锈钢的生产发展，自然也开发了不少品种，目前已达50多种，，基本满足了国内生产发展的需要，对当前开发的一些新品种作简要说明。

　　1）奥氏体不锈钢体系的初步形成。为了消除碳元素造成的不锈钢晶界腐蚀疲劳，开发出低碳奥氏体不锈钢0Cr18Ni9和00Cr17Ni2Mo2。为了提高其特殊性能可加Cu、Ti、Nb、Mn、Cr、Si和N等元素。

　　2）含氮不锈钢的发展。在不锈钢中以氮代碳取得了成果。在奥氏体不锈钢中N和C有许多共同特性。N稳定奥氏体的作用比Ni大，与C相当。N与Mn结合能取代比较贵的Ni。

　　在奥氏体中N也是最有效的固溶强化元素之一。N与Cr的亲和力要比C与Cr的亲和力小，奥氏体钢很少见到Cr2N的析出。因此N能在不降低耐蚀性能的基础上，提高不锈钢强度。

　　3）超强铁素体不锈钢的发展。铁素体不锈钢具有良好的腐蚀性能和抗氧化性能，其抗应力腐蚀性能优于奥氏体不锈钢。价格比奥氏体不锈钢便宜。但存在可焊性差、脆性倾向比较大的缺点，生产和使用受到限制。通过降低钢中的碳和氮的含量，添加Ti、Nb、Zr、Ta等稳定化元素，添加Cu、AI、V等焊缝金属韧化元素三种途径，可以改善铁素体钢的可焊性和脆性。

　　4）超级奥氏体钢的发展。超级奥氏体钢指Cr、Mo、N含量显着高于常规不锈钢的奥氏体钢。其中比较着名的是含6% Mo的钢（245S Mo）。这类钢具有非常好的耐局部腐蚀性能，在海水、充气、存在缝隙、低速冲刷条件下，有良好的抗点蚀性能（PI 40）和较好的抗应力腐蚀性能，是Ni基合金和钛合金的代用材料。

　　5）超马氏体不锈钢的发展。传统的马氏体不锈钢2Cr13、3Cr13、4Cr13和1Cr17Ni2缺乏足够的延展性，在冷顶锻变形过程中对应力十分敏感，冷加工成形比较困难。加之钢的可焊性比较差，使用范围受到限制。为克服马氏体钢的上述不足，近来已找到一种有效途径，就是通过降低钢的C、Ti含量，增加Ni含量，开发一个新系列合金钢——超马氏体钢。这类钢抗拉强度高，延展性好，焊接性能也得到改善，因此超马氏体钢又称为软马氏体钢或可焊接马氏体钢。

注：文章内容，只供交流使用，如有疑问请后台联系

【声明】内容源于网络

洛阳弹簧机

洛阳显恒数控机床有限公司致力于数控卷簧机的研制和生产主要产品有数控压簧机，数控成形机，数控金属网带机，电动料架。本公众号旨在弹簧技术的交流，弹簧设备推介，行业最新信息发布等等，欢迎留言来电交流。

内容 65

粉丝 0

洛阳弹簧机洛阳显恒数控机床有限公司致力于数控卷簧机的研制和生产主要产品有数控压簧机，数控成形机，数控金属网带机，电动料架。本公众号旨在弹簧技术的交流，弹簧设备推介，行业最新信息发布等等，欢迎留言来电交流。

总阅读17

粉丝0

内容65