弹簧钢简介与应用
弹簧是应用很广泛的各种机械和仪表中重要零件，其外形可分成板簧和螺旋弹簧两大类。弹簧的主要功能是消震及储能。弹簧工作时产生很大的弹性变形、吸收冲击能量、缓和冲击，例如汽车等车辆上的缓冲弹簧；弹簧还可以通过释放所吸收的能量，使其它零件完成某种动作，例如发动机上的气阀弹簧、仪表弹簧等。
1、弹簧钢的特点
弹簧钢首先，必须应具备高的弹性极限和高的屈强比，以避免弹簧在高载荷下产生永久变形；其次，应具备高的疲劳极限和高的抗拉强度，以免弹簧在长期震动和交变载荷应力的作用下产生疲劳破坏；再次，有一定冲击韧度和足够的塑性；同时还要求有良好的淬透性和低的脱碳敏感性，使弹性极限大幅度降低；以及良好的表面质量，在冷热状态下容易加工成形和良好的热处理工艺性。
弹簧钢一般均在弹性极限范围内服役，承受载荷时不允许产生塑性变形，因此要求弹簧钢经淬火、中温回火后具有尽可能高的弹性极限和屈强比值（≥0.90）。
为了获得弹簧所要求的性能，弹簧钢采用较高的含碳量，碳素弹簧钢通常在0.60%～0.85%范围。如65、70钢等的淬透性较差，其截面尺寸超过12mm时在油中就不能淬透，若用水淬火就容易开裂。对于截面尺寸较大、承受较重负荷的弹簧都是用合金钢制造。
合金弹簧钢的合碳量一般在0.50%～0.70%之间，所含合金元素有Si、Mn、Cr、V等，它们的主要作用是提高钢的淬透性和回火稳定性，强化铁素体和细化晶粒，从而有效地改善弹簧钢的力学性能。Si和Mn主要提高淬透性，同时也提高屈强比，且以Si的作用最突出，但它在热处理时促进表面脱碳，Mn则使钢易过热，造成晶粒粗大。重要用途的弹簧钢必须加入Cr、V、W等元素，Si--Cr弹簧钢表面不易脱碳；Cr--V弹簧钢不易过热，晶粒细，不易长大粗化，耐冲击性能好，高温强度也高，其中Cr、V、W还有利于提高弹簧钢的高温强度。
弹簧钢的牌号请见《888弹性地带》第85期“弹簧钢的技术发展与生产使用”一文。
2、弹簧制造过程的特征
弹簧热处理后质量的判别主要是弹簧的寿命，从性能的角度考虑时需要调整弹性参数与韧性参数的平衡；性能与弹簧钢的淬透性有密切关系。
目前弹簧制造方法采用钢材和工艺路线的不同可分为三类。
其一采用冷轧钢带和冷拔钢丝、冷卷成型，经淬火回火或低温回火；
其二采用热轧不退火钢材，热成形后，进行淬火回火，一般板簧及大型卷簧的制造都采用此方法；
其三采用热轧退火钢材，冷卷成型，除应力整型后，再加热淬火和回火热处理，一般钢丝直径在6-12mm的中型卷簧。
弹簧钢的热处理可分冷拔钢丝的热处理和热轧弹簧钢的热处理。
冷拔钢丝的热处理是先对材料进行淬火+中温回火，获得回火托氏体组织，成形后进行低于150℃去除应力回火。
热轧弹簧钢的热处理是热成形后的弹簧，可在830～890℃加热后油淬火、400～480℃回火，获得回火托氏体组织。如果弹簧钢丝直径太大（＞15mm）、板材太厚（＞8mm），会出现淬不透现象，结果弹性极限下降，疲劳强度降低。
弹簧在服役时承受的弯曲应力、旋转应力在表面，故它的表面状态非常重要。热处理时的氧化脱碳是预防的重点，加热时要严格控制炉内气氛，尽量缩短加热时间。弹簧经热处理后，一般要进行喷丸处理，使表面强化并在表面产生残余压应力，以提高疲劳强度。
强力喷丸技术是将高速弹丸喷射到弹簧表面，使表面层在弹丸的冲击作用下发生塑性变形，由此产生强化及表面压应力，使弹簧的抗疲劳性能及耐应力腐蚀能力均得到改善的方法。强力喷丸在弧高值为0.15-0.60mmA时，可以改善表面粗糙度值＞4μm的表面质量，延长了
弹簧表面接触疲劳裂纹的萌生期，并使扩展裂纹多次分叉，扩展速度降低，使弯曲疲劳裂纹变得短而细，因而延缓了弯曲疲劳裂纹的形成及降低了裂纹扩展速度，弯曲疲劳强度提高42%-56%。
为此，弹簧零件一般均采用强力喷丸，应注意的是强力喷丸工艺指标值的确定。JB/T10174-2000规定“喷丸强度一般应为0.35mmA以上，表面覆盖率一般应不低与200%”。根据喷丸对弹簧表面微观结构的影响，弹簧喷丸强度为0.35-0.43mmA较为适宜。考虑在相同条件下，板簧发生弯曲疲劳断裂的表面部位喷丸强度只有圆棒的1/3，弹簧喷丸的表面覆盖率要求≥250%为佳。
3、弹簧的热处理种类
弹簧用材有钢和非铁金属，大部分是钢材。原材料状态有棒料、丝料、板料和带料；有些是在热轧、冷轧、冷拔后进行退火、淬火回火或贝氏体等温淬火状态供货，制成弹簧后再进行最终热处理。
3、1预备热处理
3．1．1退火
热成形弹簧用的各种圆钢及硬钢丝等，为了便于进一步冷拔或切削，需进行软化退火（球化退火），以降低材料硬度，改善其切削性能、提高冷塑性变形能力。弹簧钢材料退火应在有保护气氛的炉内进行加热，以防止表面严重氧化脱碳。退火组织应为球状珠光体。硬度约在180HBW左右。
3．1．2正火
对于某些弹簧，如汽车扭杆弹簧，在热加工时容易引起组织和性能不均匀，残留较大的内应力。采用正火可以使弹簧钢组织均匀细小，消除内应力，便于加工成形。
3、2最终热处理
3．2．1淬火
弹簧淬火加热时，要特别注意防止表面脱碳、过热和过烧、晶界氧化等缺陷，必须在有保护气氛的加热炉内加热，或在弹簧上涂保护涂料后在炉中加热，然后根据钢种采用水或油冷却。如汽车用内孔φ12、φ16mm的波形弹簧垫圈，为防止氢脆现象65Mn改用65#和70#钢制造，技术要求43-47HRC。使用设备SY-805-4无马弗连续式网带炉生产线，加热温度820℃±5℃，网带转速35min，碳势控制在0.62%-0.65%；回火温度410℃±10℃，出炉用水冷，检测硬度值为43-45HRC。操作注意事项，装炉时要保证加料均匀，高度为3-4个垫圈厚度，不要堆积过厚或零散堆放，造成加热不匀或过热现象，淬入快速淬火油中，不要开搅拌机，以免造成变形量过大。回火后出炉用水快速冷却，以防止第二类回火脆性。
生产上已广泛采用马氏体分级淬火或贝氏体等温淬火，也可以在进行贝氏体等温淬火时，保温较短时间，未达到贝氏体转变终止线，保留一部分奥氏体，再继续冷至室温，使这部分奥氏体转变为马氏体，在组织上兼有贝氏体和奥氏体，在性能上兼有较高强度和较好韧性，是强韧化的一种方法。这种处理方法还需要进行一次回火，只有截面小的弹簧才能采用这种淬火工艺。
3．2．2回火
弹簧淬火后应及时回火，淬火后的停留时间应不大于4小时，以防止淬火开裂，有利于提高塑性和韧性，降低淬火的内应力。回火加热应均匀，容易出现第二类回火脆性的弹簧钢，回火后应快速冷却。
3．2．3低温退火（去应力回火）
琴钢丝、冷拔硬钢丝、不锈弹簧钢丝或磷青铜等非铁金属丝通常都是冷成形弹簧材料；淬火-回火钢丝、形变热处理钢丝和热处理钢带也属于冷成形弹簧材料。用这些材料绕制的各种弹簧，内部都产生较高的内应力，必须进行低温退火（去应力回火）以去除绕制时产生的内
应力。低温退火（去应力回火）的加热温度一般在再结晶温度以下，保温适当时间后，出炉空冷。这样做不仅可以部分消除弹簧中的存在的内应力，稳定形状和尺寸，还能有效地改善力学性能，如提高硬度（2～3HRC）、抗拉强度、屈强比、弹性极限、抗疲劳性及抗应力松弛性。
3．2．4沉淀硬化
沉淀硬化工艺包括将合金加热到相变点以上，获得某种元素的过饱和固溶体，然后急冷的固溶热处理，将弹簧及其钢丝加热到合金溶解度曲线以上某一适当温度，保温适当时间，使过饱和固溶体中沉淀出均匀分布的细硬质相颗粒的时效处理。这种热处理方法可使弹簧材料达到所需要的强韧性的弹性。弹簧制造中所用的沉淀硬化材料大致有07Cr17Ni7Al （0Cr17Ni7Al）、Be-Cu合金、Fe-Ni基高弹性合金、Ni73Cr15Fe7NbTi (lnconellX-750)和lnconell-718等。
3．2．5形变热处理
60Si2Mn和55SiMnB钢板弹簧采用高温形变热处理，可以提高板簧的强韧性和疲劳寿命，同时还能提高制作板簧的劳动生产率，降低劳动强度和成本。汽车钢板弹簧的加工制造就是在加热状态将板簧用压力弯曲机弯曲，并在弯曲状态淬火入油中淬火，并中温回火。
4．典型弹簧的热处理特征
根据弹簧的尺寸不同，成形与热处理方法也不同。
4．1冷成形弹簧
直径较细或厚度较薄的弹簧一般应冷拉弹簧钢丝或冷轧弹簧钢带制成。钢丝可用60、70、65Mn、T7A、T8A和T9A等钢。按GB/T4357-1989，碳素弹簧钢丝分为B、C、D三组。B 组抗拉强度在1080～2800MPa，用于一般低应力弹簧及其他用途；C组抗拉强度在1270～3140 MPa，用于中等应力弹簧；D组抗拉强度在1520～3240 MPa，用于高应力弹簧。同一组中，钢丝直径越细小，强度越高。
冷成形弹簧钢丝按制造工艺不同可分为三类。
①铅浴等温处理冷拉钢丝
这种生产工艺的主要特点是，钢丝在冷拉过程中经过一定的快速等温冷却的工序，然后冷拉成所要求的尺寸。
以T8A钢为例，先将正火态钢丝酸洗，经过三次冷拉拔，使总的拉拔量为50%，然后钢丝以3.5m/min的速度经过加热炉，加热到890～920℃奥氏体化温度，在500～550℃的铅浴中等温分解成索氏体组织，然后经多次拉拔至所需要直径。
这类钢丝主要是60、70、65Mn牌号，最高强度可达3000 MPa以上，且有较高的塑性。用此类钢丝冷卷弹簧，只需在200～300℃下进行去除应力回火，以消除应力并使弹簧定形。摩托车减震弹簧φ6.0×φ35×280，材料是铅浴淬火回火的55SiCrA钢丝绕制，成型后经250℃×2h低温退火，使用强度达到1680MPa左右，硬度约为46-48HRC。
②油淬回火钢丝
这类钢丝是指冷拔到规定的尺寸后，进行油淬火和回火。钢丝的抗拉强度不如铅浴等温处理冷拉钢丝，但它的性能比较均匀一致，强度的波动范围较小，广泛用于制造各种动力机械阀门弹簧。这类钢丝冷卷成弹簧后，也只需进行消除应力回火，不需再经淬火回火处理。
如车辆上的柱塞弹簧、进油针阀弹簧等，材料65Mn钢。经油淬回火处理的钢丝，直径0.8～1.5mm，在冷圈时均会产生冷作硬化，具有较高的强度，必须进行消除应力回火，200～250℃×1h。而对于70钢扭簧及拉簧，需再进行端部的卷制加工，所以还要进行第二次回火。第一次200～250℃×1h；第二次回火温度180～200℃×1h空冷。
去应力回火的温度要适当。温度过低，不能充分消除应力；温度过高，由于回火软化作用，使抗拉强度和弹性极限降低。表1为几种钢丝冷卷弹簧后的去应力回火温度范围，时间一般
为30～60min，时间过长也不能使性能改善。
表1 冷卷弹簧消除应力的回火温度
弹簧钢丝种类去应力回火温度/℃
冷拉碳素钢丝230～260
油淬回火钢丝230～290
气阀弹簧钢丝230～400
Cr-V合金弹簧钢丝315～370
Cr-Si合金弹簧钢丝425～455
③退火状态供应的合金弹簧钢丝
用这种钢丝制成的弹簧都需要淬火回火处理，才能达到所需要的力学性能。这类钢丝有50CrV A钢丝、60Si2Mn钢丝和55SiMnB钢丝等。
4．2热成形弹簧
弹簧钢丝直径或弹簧钢板厚度大于10～15mm的螺旋弹簧或板弹簧，一般在加热淬火时成形。弹簧的制造工艺大致如下（以板簧为例）：扁钢切断→加热到淬火温度压弯后专用夹具夹持直接淬火+中温回火→喷丸→装配。此时的淬火温度比平常高出50～80℃，成形后利用余热立即淬火，也可在盐浴炉中加热，在油中冷至100～150℃时即可取出进行中温回火。回火温度根据弹簧的使用性能要求加以选择，一般是在450-500℃范围内，回火后的硬度大约在38～52HRC之间。板簧回火后的硬度为39～47HRC，螺旋弹簧回火后为44～50HRC，受剪切应力较大的弹簧回火后为47～52HRC。
某钢铁公司连铸机滑动水口弹簧，最高使用温度500℃。圆柱螺旋弹簧线径φ12.6mm、内径φ116mm，耐高温硬度为45-55HRC，材料30W4Cr2V A，用圆柱空心芯棒（材料：Q235）套住弹簧进行加热固定，使用设备B84T真空气淬炉，先用850℃×120min对流预热，提高低温加热均匀性，缩短加热时间，缩小工件温差，以减少淬火变形；再用1050-1070℃×70min 真空加热，升温速率均采用10℃/min，加压气淬，气淬压力为5×105pa，把弹簧冷至约80℃左右出炉，如装炉量大，可适当提高淬火压力。必须及时回火，回火同样在此真空炉中进行，采用600℃±10℃×90min。若不用真空炉回火，可用保护气氛炉进行，注意氧化或脱碳现象出现，检测硬度48-51HRC。
弹簧的表面质量对使用寿命影响很大，因为微小的表面缺陷（如脱碳、裂纹、夹杂、毛刺和斑疤等）即可造成应力集中，使弹簧的疲劳强度下降。为了提高弹簧的疲劳强度，在淬火和回火后可对弹簧进行喷丸处理，以消除表面缺陷和由表面硬化产生的应力。试验证明，采用喷丸处理后60Si2Mn钢弹簧使用寿命提高5～6倍。
弹簧可进行等温淬火，主要用在热处理机变形小以及希望获得良好塑性及韧性的场合。当硬度相同时，等温淬火+中温回火具有更高的塑性及韧性，不过弹性极限相应低些。
近年来，弹簧钢热处理方面应用等温淬火、形变热处理等一系列新工艺，对其性能进一步提高，取得了一定的成效，值得大力提倡。另外，弹簧在长期应力作用下可能产生微量塑性变形，从而降低弹性和精度，这对要求很高的弹簧是不许可的。为解决这一问题需对弹簧进行“强压处理”，即将弹簧加以压力，使其各圈相互接触保持24h，这一工序可使弹簧塑性变形预先发生，从而避免了在服役中出现塑性变形而影响弹性和尺寸精度。、
强压处理方法有：①冷强压处理，即在室温下，强压处理几小时到几十个小时；②热强压处理，将强压装置放入温度为一定的恒温炉中，保持适当时间后，取出卸载并快冷到室温；③磁场强压处理，即将强压弹簧装置放入周围有磁场的浴炉中处理；④电强压处理，即将强压弹簧装置放入两极板间通电加热较短时间后，取出快冷。经强压处理的弹簧不出现松弛率较
大的第一阶段，只出现松弛率较小的第二阶段，这就有效地改善了弹簧的抗应力松弛性能，使弹簧工作10年的载荷损失率小于5%左右。
5、结束语
弹簧热处理过程是一个无法通过后续检验或试验来保证产品质量的特殊过程。因此，对于它的控制必须有合理的制度来实现。首先，对可能造成过程失效的因素加以甄别，做好热处理工艺技术的制定工作；其次，建立完善的热处理工艺管理制度，工艺文件明确清晰地标注出热处理过程的操作方法、工艺参数及检验的方法和位置，同时应该特别强调装炉方法和装炉量，解决操作的可行性和方法的正确性。
弹簧钢的性能介绍
A [常用牌号]：常用合金弹簧钢的牌号、化学成分、热处理、力学性能及用途。常用的合金弹簧钢有60Si2Mn、50CrVA、30W4Cr2VA等。 60Si2Mn钢是应用最广泛的合金弹簧钢，其生产量约为合金弹簧钢产量的80％。它的强度、淬透性、耐回火性都比碳素弹簧钢高，工作温度达250℃，缺点是脱碳倾向较大，适于制造厚度小于10mm 的板簧和截面尺寸小于25mm的螺旋弹簧，在重型机械、铁道车辆、汽车、拖拉机上都有广泛的应用。 30W4Cr2VA是高强度的耐热弹簧，用于500℃以下工作的 [弹簧成型方法]：对直径或板簧厚度大于10 mm的大弹簧，可在比正常淬火温度高出50～80℃的温度热成形，对直径或板簧厚度小于8～10mm的小弹簧，常用冷拔弹簧钢丝冷卷成形。 [为保证弹簧具有高的强度和足够的韧性，通50CrVA钢的力学性能与60Si2Mn钢相近，但淬透性更高，钢中Cr和V能提高弹性极限、强度、韧性和耐回火性，常用于制作承受重载荷、工作温度较高及截面尺寸较大的弹簧。锅炉主安全阀弹簧、汽轮机汽封弹簧等。 常采用淬火+中温回火。对热成形弹簧，可采用热成形余热淬火，对热冷成形的弹簧，有时可省去淬火、中温回火工艺，成形后只需进行200～300℃进行去应力退火即可。弹簧钢热处理后通常进行喷丸处理，其目的是在弹簧表面产生残余压应力，以提高弹簧的疲劳强度。 [性能]：硬度为40～48HRC，有较高的弹性极限和疲劳强度，以及一定的塑性和韧性 弹簧是起缓冲、减振和储能等作用。弹簧一般是在交变应力下工作，常见的破坏形式是疲劳破坏，因此，必须具有高的屈服点和屈强比（σs/ σb）、弹性极限、抗疲劳性能，以保证弹簧有足够的弹性变形能力并能承受较大的载荷。同时，弹簧钢还要求具有一定的塑性与韧性，一定的淬透性，不易脱碳及不易过热。一些特殊弹簧还要求有耐热性、耐蚀性或在长时间内有稳定的弹性。 中碳钢和高碳钢都可作弹簧使用，但因其淬透性和强度较低，只能用来制造截面较小、受力较小的弹簧。合金弹簧钢则可制造截面较大、屈服极限较高的重要弹簧。 [化学成分]：合金弹簧钢为中、高碳成分，一般wC=％～％，以满足高弹性、高强度的性能要求。加入的合金元素主要是Si、 Mn、Cr，作用是强化铁素体、提高淬透性和耐回火性。但加入过多的Si会造成钢在加热时表面容易脱碳，加入过多的Mn容易使晶粒长大。加入少量的V和Mo可细化晶粒，从而进一步提高强度并改善韧性。此外，它们还有进一步提高淬透性和耐回火性的作用。
弹簧钢丝的标准及用途牌号总结
弹簧钢丝的标准及用途牌号 摘要我国弹簧纲丝标准是参照ISO和JIS制订的，本文以ISO和JIS为依据，分析了弹簧纲丝现行国家标准和行业标准的适用范围，各组别之间隐含的的差别，对弹簧钢丝的生产和使用都有参考价值。 关键词弹簧钢丝、标准、适用范围 弹簧是机械行业和日常生活中最常用的零件，弹簧主要作用是利用自身形变时所储存的能量来缓和机械或零部件的震动和冲击、控制机械或零部件的运动。 1、弹簧钢丝的使用特性和用途 弹簧在弹性范围内使用，卸载后应回复到原来位置，希望塑性变形越小越好，因此钢丝应具有高的弹性极限，屈服强度和抗拉强度。屈强比越高，弹性极限就越接近抗拉强度，因而越能提高强度利用率，制成的弹簧弹力越强。 弹簧依靠弹性变形吸收冲击能量，所以弹簧钢丝不一定要有很高的塑性，但起码要有能承受弹簧成型的塑性，以及足够的能承受冲击能量的韧性。 弹簧通常在交变应力作用下长期工作，因此要有很高的疲劳极限，以及良好的抗蠕变和抗松弛性能。 在特定环境中使用的弹簧，对钢丝还会有一些特殊要求，例如：在腐蚀介质中使用的弹簧，必须有良好的抗腐蚀性能。精密仪器中使用的弹簧，应具有长期稳定性和灵敏性，温度系数要低，品质因素要高，后效作用要小，弹性模量要恒定。在高温条件下工作的弹簧，要求在高温时仍能保持足够的弹性极限和良好的抗蠕变性能等。 此外，还应考虑弹簧钢丝的成形工艺和热处理工艺。冷拉弹簧钢丝和油淬火回火弹簧钢丝都以供货状态钢丝直接绕制弹簧，弹簧成形后经消除应力处理直接使用。冷拉弹簧钢丝的抗拉强度要略高于油淬火回火钢丝。大规格冷拉钢丝弹力太大，绕制弹簧很困难，所以冷拉弹簧钢丝使用规格一般小于8.0mm，油淬火回火钢丝使用规格一般小于13.0mm。实际上直径13.0mm弹簧多选用轻拉状态弹簧钢丝，冷拉绕制成形后再淬回火使用。直径15.0mm以上钢丝大多采用加热绕制工艺制簧。 弹簧根据运行状态可分为静态簧和动态簧。静态弹簧指服役期振动次数有限的弹簧，如安全阀弹簧，弹簧垫，秤盘弹簧，定载荷弹簧，机械弹簧，手表游丝等。动态弹簧指服役期振动次数达1×106次以上的弹簧，如发动机阀门弹簧，车辆悬挂簧，防震弹簧，联轴器弹簧，电梯缓冲弹簧等。静态弹簧选材时主要考虑抗拉强度和稳定性，动态弹簧选材时主要考虑疲劳，松弛及共振性能。 弹簧根据负荷状况可分为轻载荷、一般载荷和重载荷三种状态。轻载荷指承受静态应力，应力较低，变形量较小的弹簧，如安全装置用弹簧，吸收振动用弹簧等。设计使用寿命103～104次。 一般载荷指设计寿命105～106次，在振动频率300次/min条件下使用的普通弹簧。在许用应力范围内，寿命保证1×106次，载荷应力越低，寿命越长。 重载荷指长时间工作、振动频繁的弹簧。如阀门弹簧，空气锤、压力机、液压控制器弹簧，其载荷较高，常常在低于许用应力10%左右使用，使用寿命大于1×106次，通常为107次。 弹簧选材的原则是：首先满足功能要求，其次是强度要求，最后才考虑经济性。 碳素弹簧钢是弹簧钢中用途广泛，用量最大的钢类。钢中含0.60%～0.90%的碳和0.3%～1.20%的锰，不再添加其它合金元素，使用成本相对较低。碳素弹簧钢丝经适当的加工或热
弹簧钢资料
弹簧材料的选择 弹簧材料的选择，应根据弹簧承受载荷的性质、应力状态、应力大小、工作温度、环境介质、使用寿命、对导电导磁的要求、工艺性能、材料来源和价格等因素确定。 在确定材料截面形状和尺寸时，应当优先选用国家标准和部颁标准所规定的系列尺寸，尽量避免选用非标准系列规格的材料。 中、小型弹簧，特别是螺旋拉伸弹簧，应当优先用经过强化处理的钢丝，铅浴等温冷拔钢丝和油淬火回火钢丝，具有较高的强度和良好表面质量，疲劳性能高于普通淬火回火钢丝，加工简单，工艺性好，质量稳定。 碳素弹簧钢丝和琴钢丝冷拔后产生较大的剩余应力，加工弹簧后，存在较大的剩余应力，回火后尺寸变化较大，难以控制尺寸精度。油淬火回火钢丝是在钢丝是在钢丝拉拔到规定尺寸后进行调制强化处理，基本上没有剩余应力存在，成型弹簧后经低温回火，尺寸变化很小，耐热稳定性好于冷拔强化钢丝。 大中型弹簧，对于载荷精度和应力较高的应选用冷拔材或冷拔后磨光钢材。对于载荷精度和应力较低的弹簧，可选用热轧钢材。 钢板弹簧一般选用55Si2Mn、60Si2MnA、55SiMnVB、55SiMnMoV、60CrMn、60CrMnB等牌号的扁钢。 螺旋弹簧的材料截面，应优先选用圆形截面。正方形和矩形截面材料，承受能力较强，抗冲击性能好，又可使弹簧小型化，但材料来源少。且价格较高，除特殊需要外，一般尽量不选用这种材料。近年来，研制用圆钢丝轧扁代替梯形钢丝，取得了很好的效果。 在高温下工作的弹簧材料，要求强度有较好的热稳定性、抗松弛或蠕变能力、抗氧化能力、耐一定介质腐蚀能力。 弹簧的工作温度升高，弹簧材料的弹性模量下降，导致刚度下降，承载能力变小。因此，在高温下工作的弹簧必须了解弹性模量的变化率（值），计算弹簧承载能力下降对使用性能的影响。按照GB1239规定，普通螺旋弹簧工作温度超过60℃时，应对切变模量进行修正，其公式为：Gt=KtG 式中G——常温下的弹性模量；Gt——工作温度t下的切变模量；Kt——温度修正系数按表2—98选取。 在低温下使用的弹簧材料，应具有良好的低温韧性。碳素弹簧钢丝、琴钢丝和 1Cr18Ni9等奥氏体不锈钢弹簧钢丝、铜合金、镍合金有较好的低温韧性和强度。 表2—98 温度修正系数Kt 牌号 工作温度/℃
中外常用钢材料牌号对照表
常用国内外钢材牌号对照表 中国 美国 日本 德国 英国 法国 前苏联 国际标准化组织 GB AST JIS DIN 、DINEN BS 、BSEN NF 、NFEN ΓOCT ISO 630 品 名 牌号 牌号 牌号 牌号 牌号 牌号 牌号 Q195 Cr.B Cr.C SS330 SPHC SPHD S185 040 A10 S185 S185 CT1K П CTlC П CTl ПC Q215A Cr.C Cr.58 SS 330 SPHC 040 A12 CT2K П—2 CT2C П—2 CT2ПC —2 Q235A Cr.D SS400 SM400A 080A15 CT3K П—2 CT3C П—2 CT3ПC —2 E235B Q235B Cr.D SS400 SM400A S235JR S235JRGl S235JRG2 S235JR S235JRGl S235JRG2 S235JR S235JRGl S235JRG2 CT3K П—3 CT3C П—3 CT3ПC —3 E235B Q255A SS400 SM400A CT4K П—2 CT4C П—2 CT4ПC —2 普 通 碳 素 结 构 钢 Q275 SS490 CT5C П—2 CT5ПC —2 E275A
中国 美国 日本 德国 英国 法国 前苏联 国际标准化组织 GB AST JIS DIN 、DINEN BS 、BSEN NF 、NFEN ΓOCT IS0 630 品 名 牌号 牌号 牌号 牌号 牌号 牌号 牌号 08F 1008 1010 SPHD SPHE 040A10 80K П 10 1010 S10C S12C CKl0 040A12 XCl0 10 C101 15 1015 S15C S17C CKl5 Fe360B 08M15 XCl2 Fe306B 15 C15E4 20 1020 S20C S22C C22 IC22 C22 20 25 1025 S25C S28C C25 IC25 C25 25 C25E4 40 1040 S40C S43C C40 IC40 080M40 C40 40 C40E4 45 1045 S45C S48C C45 IC45 080A47 C45 45 C45E4 50 1050 S50C S53C C50 IC50 080M50 C50 50 C50E4 优 质 碳 素 结 构 钢 15Mn 1019 080A15 15r
弹簧常用材料
弹簧常用材料 标准号 标准名称 牌号 直径规格(mm) 剪切模量G 弹性模量E（MPa） 推荐硬度HRC 性能 备注 GB 4357 碳素弹簧钢丝 25～80 40Mn～70Mn B级：0.08～13.0 C级：0.08～13.0 D级：0.08～6.0 G=79000 E=206000 - -40～130 强度高，性能好。B级、C级和D级分别用于低、中和高应力弹簧。 YB/T5101(GB4358) 琴钢丝 60～80 T8MnA～T9A 60Mn～70Mn G1组：0.08～6.0 G2组：0.08～6.0 F组：2.0～5.0 G=79000 E=206000 - -40～130 强度高，韧性好。用于重要的小弹簧，G2组较G1 组强度高，F组主要用于阀弹簧。YB/T5102(GB4359) 阀门用油淬火回火碳素弹簧钢丝 65Mn 70 2.0～6.0 G=79000 E=206000
-40～150 强度高，性能好。用于内燃机阀门弹簧或类似用途弹簧。 YB/T5103(GB4360) 油淬火回火碳素弹簧钢丝 55、60、60Mn、65、65Mn、70、70Mn、75、80 A类、B类 2.0～12.0 G=79000 E=206000 - -40～150 强度高，性能好。适用于普通机械用弹簧。B类比A类强度高。 YB/T5104(GB4361) 油淬火回火硅锰弹簧钢丝 60Si2MnA A类、B类、C类 2.0～14.0 G=79000 E=206000 - -40～200 强度高，弹性好。易脱碳，用于较高负荷的弹簧。A类和B类用于一般用途的弹簧，B类和C类用于汽车悬挂弹簧。 YB/T5105(GB4362) 阀门用油淬火回火铬硅弹簧钢丝 55CrSi 1.6～8.0 G=79000 E=206000 - -40～250 有较强的疲劳强度，用于较高工作温度的高应力内燃机阀门弹簧或其他类似弹簧。 YB/T5108(GB2271) 阀门用油淬火回火铬钒弹簧钢丝 50CrVA 1.0～10.0 G=79000 E=206000 - -40～210 有较强的疲劳强度，用于较高工作温度的高应力内燃机阀门弹簧或其他类似弹簧。 GB5218 硅锰弹簧钢丝
弹簧地分类性能要求失效形式应用常见弹簧钢弹性合金
弹簧是一种利用弹性来工作的机械零件。用弹性材料制成的零件在外力作用下发生形变，除去外力后又恢复原状。亦作“弹簧”。 弹簧的分类 按受力性质，弹簧可分为拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧，按形状可分为碟形弹簧、环形弹簧、板弹簧、螺旋弹簧、截锥涡卷弹簧以及扭杆弹簧等，按制作过程可以分为冷卷弹簧和热卷弹簧。 普通圆柱弹簧由于制造简单，且可根据受载情况制成各种型式，结构简单，故应用最广。 弹簧的制造材料一般来说应具有高的弹性极限、疲劳极限、冲击韧性及良好的热处理性能等，常用的有碳素弹簧钢、合金弹簧钢、不锈弹簧钢以及铜合金、镍合金和橡胶等。 弹簧的制造方法有冷卷法和热卷法。弹簧丝直径小于8毫米的一般用冷卷法，大于8毫米的用热卷法。有些弹簧在制成后还要进行强压或喷丸处理，可提高弹簧的承载能力。 弹簧可以分为以下7类： 1、螺旋弹簧即扭转弹簧，是承受扭转变形的弹簧，它的工作部分也是密绕成螺旋形。扭转弹簧端部结构是加工成各种形状的扭臂，而不是勾环。 2、拉伸弹簧是承受轴向拉力的螺旋弹簧。在不承受负荷时，拉伸弹簧的圈与圈之间一般都是并紧的没有间隙。 3、压缩弹簧是承受轴向压力的螺旋弹簧，它所用的材料截面多为圆形，也有用矩形和多股钢萦卷制的，弹簧一般为等节距的，压缩弹簧的形状有：圆柱形、圆锥形、中凸形和中凹形和少量的非圆形等，压缩弹簧的圈与圈之间会有一定的间隙，当受到外载荷的时候弹簧收缩变形，储存变形能。 4、扭力弹簧利用杠杆原理，通过对材质柔软、韧度较大的弹性材料扭曲或旋转，使之具有极大的机械能。 5、渐进型弹簧，这种弹簧采用了粗细、疏密不一致的设计，好处是在受压不大时可以通过弹性系数较低的部分吸收路面的起伏，保证乘坐舒适感，当压力增大到一定程度后较粗部分的弹簧起到支撑车身的作用，而这种弹簧的缺点是操控感受不直接，精确度较差。 6、线性弹簧，线性弹簧从上至下的粗细、疏密不变，弹性系数为固定值。这种设计的弹簧可以使车辆获得更加稳定和线性的动态反应，有利于驾驶者更好的控制车辆，多用于性能取向的改装车与竞技性车辆，坏处当然是舒适性受到影响。 7、短弹簧短弹簧相比原厂弹簧要短一些，而且更加的 粗壮，安装短弹簧，能够有效降低车身重心，减少过弯时产生的侧倾，使过弯更加稳定、顺畅，提升车辆弯道操控性。而原厂减震器的阻尼设定偏向舒适，所以
知识贴 弹簧钢介绍
弹簧钢，顾名思义就是制作弹簧的钢材，用途广泛，我们日常弹簧秤的弹簧，汽车座垫下的弹簧，以及减震器，汽车，三轮摩托的板簧。等等都是弹簧钢。 弹簧钢硬度合适，韧性不错，热处理也比较简单，是很好的做刀的材料。有一些特殊的刀剑（比如腰带剑），必须用弹簧钢制作。 但是弹簧钢的质量也参差不齐，上到日本，德国，美国进口的制作汽车板簧，弹簧的弹簧钢，中到国家著名企业宝钢，马钢，西宁特钢等制作的优质弹簧钢，（其中还分等级）；下到冶炼技术很次的杂牌钢厂回收的废旧钢铁做成的弹簧钢。都很杂乱。 有人一定选择进口车的板簧做刀剑，但是我觉得大方向是对的，但是也有不对的地方。我举个例子：一个好的电视机，重要组成的部件是显像管，主控芯片。如果一个进口的TOSHIBA 中低档电视机，他却采用彩虹，国产三星的显像管，那么还不如一台采用进口松下，日立显像管的海信电视性能质量好（我就亲身遇见过这样的例子）。汽车亦然，但是细化分清楚内部原件的板簧是否优质对我们刀友却是一件困难的事情 弹簧钢分为合金弹簧钢和碳素弹簧钢两类。以下选择百度百科的资料： 1.碳素弹簧钢碳素弹簧钢的碳含量(质量分数)一般在0.62%~0.90%。按照其锰含量又分为一般锰含量(质量分数) (0.50%~0.80%)如65、70、85和较高锰含量(质量分数) (0.90~1.20%)，如65Mn两类。 2.合金弹簧钢合金弹簧钢是在碳素钢的基础上，通过适当加入一种或几种合金元素来提高钢的力学性能、淬透性和其他性能，以满足制造各种弹簧所需性能的钢。 合金弹簧钢的基本组成系列有，硅锰弹簧钢、硅铬弹簧钢、铬锰弹簧钢、铬钒弹簧钢、钨铬钒弹簧钢等。在这些系列的基础上，有一些牌号为了提高其某些方面的性能而加入了钼、钒或硼等合金元素。 此外，还从其他钢类，如优质碳素结构钢、碳素工具钢、高速工具钢、不锈钢，选择一些牌号作为弹簧用钢。 1. 65 、70 、85：可得到很高强度、硬度、屈强比，但淬透性小，耐热性不好，承受动载和疲劳载荷的能力低应用非常广泛，但多用于工作温度不高的小型弹簧或不太重要的较大弹簧。如汽车、拖拉机、铁道车辆及一般机械用的弹簧。 65Mn 成分简单，淬透性和综合力学性能、脱碳等工艺性能均比碳钢好，但对过热比较敏感，有回火脆性，淬火易出裂纹价格较低，用量很大。制造各种小截面扁簧、圆簧、发条等，亦可制气门弹簧、弹簧环，减振器和离合器簧片、刹车簧等。 2. 55Si2Mn 、60Si2Mn 、60Si2MnA 硅含量(Wsi)高(上限达2.00%)， 强度高，弹性好。抗回火稳定性好。易脱碳和石墨化。淬透性不高。
65mn弹簧钢
65mn碳素弹簧钢丝 国创65mn碳素钢丝产品知识 碳素钢丝介绍 碳素弹簧钢丝现行国家和行业推荐标准分两种类型： 冷拉弹簧钢丝 一类是冷变形强化钢丝，又称冷拉弹簧钢丝。冷拉碳素弹簧钢丝首先经铅淬火处理获得索氏体组织，然后表面磷化，以很大减面率拉拔到成品尺寸，钢丝组织呈纤维状，有很高的抗拉强度和弹性极限，良好的弯曲和扭转性能。冷拉弹簧钢丝尺寸精度高，表面光洁，无氧化和脱碳缺陷，疲劳寿命比较稳定，是使用最广泛的弹簧钢丝。 油淬火回火钢丝 碳素弹簧钢丝的另一类型是马氏体强化钢丝，又称油淬火回火钢丝。碳素钢丝通过淬回火处理，可获得良好的综合力学性能，当钢丝规格较小时（φ≤2.0mm），油淬火回火钢丝的各项强度指标比索氏体化处理后冷拉钢丝要低。当钢丝规格较大时（φ≥6.0mm）索氏体化的钢丝不可能采用很大减面率来获得所要求的强度指标，而油淬火回火钢丝只要完全淬透就可以获得比冷拉钢丝更高的性能。在抗拉强度相同条件下，马氏体强化钢丝比冷变形强化钢丝具有更高的弹性极限。冷拉钢丝金相组织呈纤维状，各向异性明显，油淬火回火钢丝金相组织为均匀的回火马氏体，几乎是各向同性的。同时油淬火回火钢丝的抗松弛性能优于冷拉钢丝，使用温度（150～190℃）也高于冷拉钢丝（≤120℃）。近年来中大规格油淬火、回火钢丝大有取代冷拉钢丝趋势。 应用范围及工艺特点 下面按标准介绍各类碳素弹簧钢丝的应用范围及工艺特点。 （1）YB/T5220-93 《非机械弹簧用碳素弹簧钢丝》 该标准适用于沙发垫簧，座垫，靠背拉簧，卡簧，夹簧等非机械弹簧用碳素弹簧钢丝。标准按抗拉强度要求不同将钢丝分成A1，A2，A3…A9九个组别，每个组别钢丝不分规格大小按一个强度范围供货，抗拉强度偏差≤200Mpa。A1，A2和A3组用于制造较低应力弹簧。A3，A4和A5用于制造一般应力弹簧。A7，A8和A9用于制造较高应力弹簧。床垫簧一般选用A3和A4组别。 从使用状态分析，该标准钢丝基本属于静态簧，成品钢丝仅考核抗拉强度、缠绕和单次弯曲三项性能，详见表3。表3 YB/T5220-93 非机械弹簧用碳素弹簧钢丝说明： ①Φ≤4.0mm钢丝在2d芯棒上缠绕两圈无裂纹或折断。 ②Φ＞4.0mm钢丝进行弯曲试验，试样沿R=10mm圆弧向不同方向弯曲90o，弯曲处不得有裂纹或折断。 A1-A3组钢丝一般选用45～70钢，A3～A6组选用65Mn或70钢，A7～A9组钢丝选用70或T8MnA（82B）生产。由于按该标准供货的钢丝基本用于制作静态弹簧，对疲劳寿命的要求相对宽松，钢丝可以采用控轧控冷盘条直接拉拔成品。钢丝成前热处理也可以用正火代替铅浴处理。同时允许选用转炉镇静钢作为原料。 (2)GB/T4357-89 《碳素弹簧钢丝》 该标准是冷拉碳素弹簧钢丝的通用标准，主要用于制作在各种应力状态下工作的静态弹簧。根据弹簧工作应力状态钢丝可分三个级别供货：B级用于低应力弹簧，C级用于中等
65Mn弹簧钢
65Mn弹簧钢(东莞市标美金属材料有限公司) 65mn弹簧钢介绍 执行标准：GB/T 1222-2007 特性及适用范围： 65Mn弹簧钢，锰提高淬透性，φ12mm的钢材油中可以淬透，表面脱碳倾向比硅钢小，经热处理后的综合力学性能优于碳钢，但有过热敏感性和回火脆性。用作小尺寸各种扁、圆弹簧、座垫弹簧、弹簧发条，也可制作弹簧环、气门簧、离合器簧片、刹车弹簧及冷拔钢丝冷卷螺旋弹簧。 65mn 强度.硬度.弹性和淬透性均比65号钢高，具有过热敏感性和回火脆性倾向，水淬有形成裂纹倾向。退火态可切削性尚可，冷变形塑性低，焊接性差。受中等载荷的板弹簧，直径达7-20mm的螺旋弹簧及弹簧垫圈.弹簧环。高耐磨性零件，如磨床主轴.弹簧卡头.精密机床丝杆.切刀.螺旋辊子轴承上的套环.铁道钢轨等 化学成分 化学成份： 碳 C ：0.62～0.70 硅Si：0.17～0.37 锰Mn：0.90～1.20 硫S ：≤0.035 磷P ：≤0.035 铬Cr：≤0.25 镍Ni：≤0.30 铜Cu：≤0.25 力学性能 力学性能： 抗拉强度σb (MPa)：825~925 屈服强度σs (MPa)：520~690 伸长率δ10 (%)：14~22.5 断面收缩率ψ (%)：不大于10 硬度：热轧,≤302HB;冷拉+热处理,≤321HB 热处理规范
热处理规范及金相组织： 热处理规范：淬火830℃±20℃,油冷; 回火540℃±50℃(特殊需要时,±30℃)。 金相组织：屈氏体。 交货状态：热轧钢材以热处理或不热处理状态交货，冷拉钢材以热处理状态交货。 供货规格： 盘圆：Φ5.5～16mm 轧材：Φ16～160mm 锻材：Φ160～450mm 65Mn密度 65Mn密度ρ=7.85克/立方厘米，该钢可以冷轧成钢板、钢带和钢丝，制作弹簧。65Mn也可以制作成如钳工的凿子、划针等工具。65Mn钢可制作一般截面尺寸为8～15mm左右的小型弹簧如各种小尺寸扁、圆弹簧，底垫弹簧、弹簧发条。 焊接性能 氩弧焊对焊工艺 为了减小电极的消耗，选择直流正接进行线材的对焊试验，即选用直流电源，线材接电源的正极，钨极接电源的负极。 含1%或2%氧化钍的钨极发射电子效率高，电流承载能力好，且抗污染性能好，引弧容易并且电弧比较稳定。为了便于操作，选择直径为2 mm的较细的钍钨极，并且电极前端磨尖。 由于氩气较低的电弧电压特性对于薄板和线材的手弧焊特别有益，因此选择氩气做保护气体。 试验选用直流手工氩弧焊机，焊接前，将钢丝两端头仔细磨平，为防止焊点产生气孔，用丙酮将端头油污清洗干净。将两端磨平的线材放在平整洁净的对正板上（图1），使两端头对正，接头处不留间隙，用压铁压住接头两侧。将线材接焊机正极，钨极接负极，分别将电流调至20 A，15 A，10 A，8 A进行焊接。焊接时，在接头旁边引燃点弧并使之燃烧稳定，将电弧移至接头处使接头金属熔化后迅速将电弧熄灭，同时轻微施加顶锻力，冷却后即完成焊接过程，焊接过程中不使用填充焊丝。 试验发现，当焊接电流为20 A时，电弧燃烧剧烈，接头处金属飞溅严重，焊点塌陷严重。当电流调至15 A时，电弧燃烧较平稳，熔池飞溅少，但焊缝仍有塌陷。但电流降至10 A时，引弧容易，电弧燃烧稳定，焊缝处没有塌陷现象。图2为焊接电流10 A时，用数码相机在Leica MZ6型体视显微镜下拍下的焊接接头形状。可以看出，接头的圆柱度较好，将其打磨
常见弹簧钢特性及用途
常见弹簧钢的特性和用途 55Si2Mn --特性：强度大、弹性极限好，屈服比值高，热处置惩罚后韧性较好，焊接性差，冷变形塑性低，切削性尚好，淬透性较65、65Mn钢高，临界淬透直径：油中约为25~57mm；水中约为44~88mm；此钢宜油淬、水淬时有形成裂纹偏向，无回火脆性偏向，且具有抗回火不变和抗松弛不变性；钢中夹杂物较高，轧制较困难，表面易出疵病，脱碳偏向大；适宜在淬火并中温回火状态下使用。用途：适用于制造铁道车辆、汽车、拖拉机等承受中常载荷的扁形弹簧、直径<25mm 的螺旋形弹簧、缓和冲突弹簧以及汽缸安全阀门等高应力下工作的重要弹簧。 55Si2MnB --特性：性能与55Si2Mn钢相近，但淬透性更高，在油中临界淬透直径约为 90~180mm，疲劳强度也显著提高。用途：适用于制造中、小型截面的钢板弹簧，如汽车上的前后副钢板弹簧。 55SiMnVB --特性：强度、韧及塑性及淬透性均比60Si2MnA钢高，油中临界淬透直径约为50~107mm；热加工性能良好，热处置惩罚时表面脱碳偏向小，回火不变性好。用途：适用于制造中型截面尺寸的板弹簧和螺旋形弹簧，可取代60SiMnA钢使用。 60SiMn、60Si2MnA --与55Si2Mn钢相比，强度和弹性极限均稍高（其中60Si2MnA钢更好），淬透直性也较好，在油中临界淬透直约为37~73mm，其他性能相同；主要使用状态为淬火并中温回火下使用。用途：此钢应用广泛，适用于制造铁道车辆、汽车、拖拉机等工业上制造承受较大载荷的扁弹簧或直径≤30mm的螺旋形弹簧，如汽车、火车车箱下部承受应力和振荡用板弹簧、安全阀和止回阀上弹簧以及工作温度<250℃非腐化性介质中的耐热弹簧；用于承受交变载荷和高应力下工作的大型重要卷制弹簧和承受剧烈磨耗的机械零件。
sk7弹簧钢sk7弹簧钢片sk7弹簧钢带
SK7弹簧钢，SK7弹簧钢带片 SK7弹簧钢介绍： 标美sk7弹簧钢片，sk7弹簧钢板，sk7弹簧钢带是一种碳素工具钢，是日本日立的碳素工具钢牌号，性能卓越,因淬火回火后有较高硬度和耐磨性。用作需要具有较高硬度和耐磨性的各种工具，如形状简单的模子和冲头、切削金属的刀具、打眼工具、木工用的铣刀、埋头钻、斧、凿、纵向手用锯、以及钳工装配工具、铆钉冲模等次要工具。现将SK7弹簧钢执行标准，化学成分，力学性能，及相关弹簧钢牌号，供应公司介绍如下： 标美sk7弹簧钢执行标准: JIS G4401-2009 标美sk7弹簧钢化学成份： 碳 C: 0.60-0.70 硅 Si：0.10-0.35 锰 Mn：0.10-0.50 硫 S ：≤0.030 磷 P ：≤0.030 标美sk7弹簧钢力学性能： 硬度：退火,≤183HB,压痕直径≥4.40mm;淬火,≥57HRC 热处理规范及金相组织： 热处理规范：试样淬火780～820℃,水冷。 现货规格: 弹簧钢板、带：0.1-60mm 弹簧钢棒：2-460mm 弹簧钢丝：0.1-10.0mm 软料：HV190以下半硬：HV240-280 全硬：HRC45-60 标美金属弹簧钢： 日本弹簧钢：SUP6 SUP7 SUP9 SUP9A SUP10 SUP11A SUP12 SUP13 SUJ2 SUJ3 SUJ4 SUJ5 SUP10-CSP SK55-CSP SK85-CSP S70C-CSP S65C-CSP S60C-CSP S55C-CSP S50C-CSP SK3 SK4 SK6 SK7 SK5 SK9 韩国弹簧钢：SPS1 SPS3 SPS4 SPS5 SPS5A SPS6 SPS7 SPS8 SPS9 STB1 STB2 STB3 STB4 STB5 SH590P SH590S 瑞典弹簧钢：1770 1774 1778 1912 1914 1922 1926 1940 1957 1973 英国弹簧钢：38Si7 45SiCrV6-2 46Si7 46SiCrMo6 50SiCrMo6 51CrV4 52CrMoV4 52SiCrNi5 54SiCr6 54SiCrV6 55Cr3 56Si7 56SiCr7 60Cr3 60CrMo3-1 60CrMo3-2 60CrMo3-3 60SiCrV7 61SiCr7 251A85 251A60 251H60 525A58 525A60 525H60 525A61 658A57 658A57 704A60 705A60 705H60 735A51 735H51 735A54 805H60 925A60 251A85 251A60 251H60 525A58 N525A60 535A99 805A20 832H13 德国弹簧钢：C67S CK67 C75S CK75 C85S CK85 C100S CK101 38Si6 38Si7 46Si7 51Si7 56Si7 55Si7 1.1231 1.1248 1.1269 1.1274 1.5022 1.5023 1.5024 1.5025 1.5023 1.5028 1.5029 15142 1.5225 1.7102 1.7103 1.7106 1.7018 国际标准弹簧钢：38Si7 46Si7 51CrV4 52CrMoV4 55Cr3 55SiCr6-3 55SiCrV6-3 56SiCr7 60Cr3 60CrMo3-3 60Si8 美国弹簧钢：ASTMA228 ASTMA227 ASTMA679 ASTMA229 ASTMA231 ASTMA232 ASTMA878
弹簧钢简介与应用
弹簧是应用很广泛的各种机械和仪表中重要零件，其外形可分成板簧和螺旋弹簧两大类。弹簧的主要功能是消震及储能。弹簧工作时产生很大的弹性变形、吸收冲击能量、缓和冲击，例如汽车等车辆上的缓冲弹簧；弹簧还可以通过释放所吸收的能量，使其它零件完成某种动作，例如发动机上的气阀弹簧、仪表弹簧等。 1、弹簧钢的特点 弹簧钢首先，必须应具备高的弹性极限和高的屈强比，以避免弹簧在高载荷下产生永久变形；其次，应具备高的疲劳极限和高的抗拉强度，以免弹簧在长期震动和交变载荷应力的作用下产生疲劳破坏；再次，有一定冲击韧度和足够的塑性；同时还要求有良好的淬透性和低的脱碳敏感性，使弹性极限大幅度降低；以及良好的表面质量，在冷热状态下容易加工成形和良好的热处理工艺性。 弹簧钢一般均在弹性极限范围内服役，承受载荷时不允许产生塑性变形，因此要求弹簧钢经淬火、中温回火后具有尽可能高的弹性极限和屈强比值（≥0.90）。 为了获得弹簧所要求的性能，弹簧钢采用较高的含碳量，碳素弹簧钢通常在0.60%～0.85%范围。如65、70钢等的淬透性较差，其截面尺寸超过12mm时在油中就不能淬透，若用水淬火就容易开裂。对于截面尺寸较大、承受较重负荷的弹簧都是用合金钢制造。 合金弹簧钢的合碳量一般在0.50%～0.70%之间，所含合金元素有Si、Mn、Cr、V等，它们的主要作用是提高钢的淬透性和回火稳定性，强化铁素体和细化晶粒，从而有效地改善弹簧钢的力学性能。Si和Mn主要提高淬透性，同时也提高屈强比，且以Si的作用最突出，但它在热处理时促进表面脱碳，Mn则使钢易过热，造成晶粒粗大。重要用途的弹簧钢必须加入Cr、V、W等元素，Si--Cr弹簧钢表面不易脱碳；Cr--V弹簧钢不易过热，晶粒细，不易长大粗化，耐冲击性能好，高温强度也高，其中Cr、V、W还有利于提高弹簧钢的高温强度。 弹簧钢的牌号请见《888弹性地带》第85期“弹簧钢的技术发展与生产使用”一文。 2、弹簧制造过程的特征 弹簧热处理后质量的判别主要是弹簧的寿命，从性能的角度考虑时需要调整弹性参数与韧性参数的平衡；性能与弹簧钢的淬透性有密切关系。 目前弹簧制造方法采用钢材和工艺路线的不同可分为三类。 其一采用冷轧钢带和冷拔钢丝、冷卷成型，经淬火回火或低温回火； 其二采用热轧不退火钢材，热成形后，进行淬火回火，一般板簧及大型卷簧的制造都采用此方法； 其三采用热轧退火钢材，冷卷成型，除应力整型后，再加热淬火和回火热处理，一般钢丝直径在6-12mm的中型卷簧。 弹簧钢的热处理可分冷拔钢丝的热处理和热轧弹簧钢的热处理。 冷拔钢丝的热处理是先对材料进行淬火+中温回火，获得回火托氏体组织，成形后进行低于150℃去除应力回火。 热轧弹簧钢的热处理是热成形后的弹簧，可在830～890℃加热后油淬火、400～480℃回火，获得回火托氏体组织。如果弹簧钢丝直径太大（＞15mm）、板材太厚（＞8mm），会出现淬不透现象，结果弹性极限下降，疲劳强度降低。 弹簧在服役时承受的弯曲应力、旋转应力在表面，故它的表面状态非常重要。热处理时的氧化脱碳是预防的重点，加热时要严格控制炉内气氛，尽量缩短加热时间。弹簧经热处理后，一般要进行喷丸处理，使表面强化并在表面产生残余压应力，以提高疲劳强度。 强力喷丸技术是将高速弹丸喷射到弹簧表面，使表面层在弹丸的冲击作用下发生塑性变形，由此产生强化及表面压应力，使弹簧的抗疲劳性能及耐应力腐蚀能力均得到改善的方法。强力喷丸在弧高值为0.15-0.60mmA时，可以改善表面粗糙度值＞4μm的表面质量，延长了
汽车悬架弹簧钢
汽车悬架弹簧钢 1前言 悬架弹簧是汽车重要部件,它在周期性弯曲扭转等交变应力下工作,经常承受拉、压、扭、冲击、疲劳、腐蚀等多种作用,所以应具有高的弹性极限。同时为防止疲劳与断裂,悬架弹簧还应有高的疲劳强度与足够的塑性、韧性。随着能源日趋紧张,为了减轻汽车重量,对悬架弹簧钢提出了新的要求,减轻其重量的最有效办法是提高弹簧设计应力。经计算,弹簧重量与设计应力平方成反比,而抗疲劳与抗弹减性能是直接影响弹簧设计应力的主要因素。 汽车轻量化,促使汽车悬架弹簧高应力化非金属夹杂物则是悬架弹簧损坏失效的主要原因,如何降低弹簧钢中非金属夹杂物数量,改善夹杂物形态与分布,冶炼高纯弹簧钢已成为当前弹簧钢生产的一个关键问题。 1 1 1汽车用悬架弹簧的质量要求 1. 1车用悬架弹簧的种类和特点 悬架弹簧在汽车行驶过程中,承受高频往复压缩运动,起着缓冲和减震作用,其质量好坏,对车辆平稳性、安全性起着至关重要的作用。轿车、客车对悬架弹簧性能要求较高,需要达到减小噪音、提高舒适度和平稳性等要求;重型及超重型载货车需要高强度悬架弹簧。悬架弹簧的技术发展趋势总体上向轻量化、高应力、高可靠度发展,悬架弹簧设计应力要求大于1100MPa,高的可达1200MPa。 汽车行业使用的悬架弹簧分为钢板弹簧和螺旋悬架弹簧两大类。轿车用螺旋悬架弹簧,钢丝直径9～16mm,常用4个悬架弹簧,每辆车平均需要弹簧钢线材15 kg,钢种为60Si2MnA,55SiCr(SUP12) , 50CrV A等。一些微型汽车和面包车的悬架弹簧、摩托车减震弹簧等也使用螺旋悬架弹簧。悬架弹簧对弹簧钢丝的化学成分、夹杂物数量和形态分布、表面质量、脱碳层、显微组织及力学性能等要求较高。悬架弹簧要求表面脱碳层小于直径的0.5%、表面要磨光、尺寸公差要求比较严格、应无缺陷交货。采用通常热加工方式难以达到用户要求,因此,轿车悬架用弹簧逐渐由热成形改为冷成形,经拉拔、热处理后制成卷簧。悬架弹簧钢丝发展方向是降低碳含量、减少脱碳,提高塑性成形性和抗弹性衰减等性能。 车用悬架弹簧应用较多的是Si - Cr系弹簧钢。这类钢的抗回火稳定性好,松弛抗力高,疲劳寿命较理想, 但在一些微型车上, 悬架弹簧也常用60Si2MnA或50CrV A钢。扭杆弹簧结构简单,有利于车辆整体布置,在一些轿车和轻型车上应用,也有在重型军用车上应用的。 在传统Si-Mn弹簧钢的基础上通过降低C含量并添加Ni, Cr,Mo和V等合金元素,已开发出高强度和韧性的弹簧用钢。在传统的Cr-V系弹簧钢中添加Nb 可提高钢的抗延迟断裂性能,使钢的抗拉强度达到1800MPa。提高弹簧疲劳强度的有效途径是对弹簧进行喷丸和氮化处理。 1. 2车用悬架弹簧对线材的质量要求 轿车悬架弹簧用线材对钢的纯净度、尺寸精度、表面质量有严格的要求。 实践证明,线材的直径精度对减少拉丝模磨损、降低能耗、减少断丝、保证拉拔稳定进行具有重要意义。悬架弹簧用线材的直径公差控制在±0.2mm,椭圆度不大于直径公差的60%。线材表面的裂纹、折叠、划伤等缺陷严重影响钢丝的质量,降低悬架弹簧的疲劳寿命。线材表面应光滑,不得有裂纹、折叠、结疤、耳子等。局部的凸块、凹坑、麻面等缺陷尺寸不得大于0.10mm。线材力学性能
常用弹簧参数
几种常用弹簧钢简介 newmaker 1．70 号钢 1.1 综述：该钢有较高强度，但淬透性较低，适宜于制造截面较小的弹簧（φ≤15mm ）。冷作硬化的钢丝，在冷状态下缠绕成形，只作低温回火，消除应力。该钢切削加工性尚好，淬火变形大。主要用于不经淬火的小型螺旋弹簧、弹簧片、弹性垫圈、止动圈等。 1.2 相当于国外牌号：70（俄）、1070（美）、060A72（英）、XC70（法）。 1.3成分 C: 0.67-0.75% Mn:0.50-0.80% Si:0.17-0.37% S≤0.035% P≤0.035% Cr≤0.25% Ni≤0.25% Cu≤0.25% 1.4 热处理制度：棒材：830℃ OC+480℃ AC 2．T9A 2.1 综述：该钢为高级优质碳素工具钢和弹簧钢。淬火回火后具有较高的硬度和韧性，淬透性差，淬火变形大，塑性较低，常用于制造具有较高硬度、不受剧烈震动冲击的工具和弹簧。 2.2 相当于国外牌号：C85W1（德）、Y9A （俄）、W1-0.9C （美）、Y190（法）。 2.3 成分（WC%） C:0.85-0.94 Mn≤0.40 Si≤0.35 S ≯0.020 P ≯0.030 2.4热处理制度：760-780℃ WC+140-200℃ AC 2.5技术条件规定的性能：
3．65Mn 3.1 综述：该钢为常用弹簧钢。它强度高、淬透性好、脱碳倾向小、价格低、切削加工性好。但有过热敏感性，易产生淬火裂纹，并有回火脆性。用途广泛，用于制造各种截面较小的扁、圆弹簧、板簧和弹簧片。 3.2 相当于国外牌号：65Γ（俄）、1065（美）、080A67\EN43E（英）。 3.3 成分（WC%）C:0.62-0.75 Mn0.90-1.20 Si:0.17-0.37 S≤0.030 P≤0.035 Cr≤0.25 Ni≤0.25 3.4 热处理制度：830℃OC+540℃AC （回火、空冷） 3.5 技术条件规定的性能 4．60Si2MnA 4．1综述 它是用途十分广泛的一种合金弹簧钢。该钢淬透性好。淬火回火后具有较高的强度和弹性极限。较高的屈强比（б0.2/бb）和抗松弛能力及回火稳定性。如需用等温淬火其综合性能更好。尤其疲劳寿命显著提高,但该钢脱碳倾向大,冷变形塑性低。切削加工比较重。主要用于250℃以下工作的厚度小于10mm。直径＜25 mm的各种板簧、螺旋弹簧、安全阀弹簧、减振弹簧、仪表弹簧等。 4．2 相当于口外牌号:60C2A(俄)；9260(美)；SUP6(日)；250A58、250A61、En45A（英）。 4．3 化学成份（Wt℅）C 0.56～0.64；Mn 0.60～0.90；Si 1.50～2.00；S≤0.040；P≤0.040；Cr≤0.35；Ni≤0.35。
弹簧钢的性能介绍
[常用牌号]： 常用合金弹簧钢的牌号、化学成分、热处理、力学性能及用途。 常用的合金弹簧钢有60Si2Mn、50CrVA、30W4Cr2VA等。 60Si2Mn钢是应用最广泛的合金弹簧钢，其生产量约为合金弹簧钢产量的80％。它的强度、淬透性、耐回火性都比碳素弹簧钢高，工作温度达250℃，缺点是脱碳倾向较大，适于制造厚度小于10mm的板簧和截面尺寸小于25mm的螺旋弹簧，在重型机械、铁道车辆、汽车、拖拉机上都有广泛的应用。 30W4Cr2VA是高强度的耐热弹簧，用于500℃以下工作的 [弹簧成型方法]： 对直径或板簧厚度大于10 mm的大弹簧，可在比正常淬火温度高出50～80℃的温度热成形，对直径或板簧厚度小于8～10mm的小弹簧，常用冷拔弹簧钢丝冷卷成形。 为保证弹簧具有高的强度和足够的韧性，通常50CrVA钢的力学性能与60Si2Mn钢相近，但淬透性更高，钢中Cr和V能提高弹性极限、强度、韧性和耐回火性，常用于制作承受重载荷、工作温度较高及截面尺寸较大的弹簧。锅炉主安全阀弹簧、汽轮机汽封弹簧等。 常采用淬火+中温回火。对热成形弹簧，可采用热成形余热淬火，对热冷成形的弹簧，有时可省去淬火、中温回火工艺，成形后只需进行200～300℃进行去应力退火即可。弹簧钢热处理后通常进行喷丸处理，其目的是在弹簧表面产生残余压应力，以提高弹簧的疲劳强度。 [性能]： 硬度为40～48HRC，有较高的弹性极限和疲劳强度，以及一定的塑性和韧性弹簧是起缓冲、减振和储能等作用。弹簧一般是在交变应力下工作，常见的破坏形式是疲劳破坏，因此，必须具有高的屈服点和屈强比（σs/ σb）、弹性极限、抗疲劳性能，以保证弹簧有足够的弹性变形能力并能承受较大的载荷。同时，弹簧钢还要求具有一定的塑性与韧性，一定的淬透性，不易脱碳及不易过热。一些特殊弹簧还要求有耐热性、耐蚀性或在长时间内有稳定的弹性。 中碳钢和高碳钢都可作弹簧使用，但因其淬透性和强度较低，只能用来制造截面较小、受力较小的弹簧。合金弹簧钢则可制造截面较大、屈服极限较高的重要弹簧。[化学成分]： 合金弹簧钢为中、高碳成分，一般wC=0.5％～0.7％，以满足高弹性、高强度的性能要求。加入的合金元素主要是Si、Mn、Cr，作用是强化铁素体、提高淬透性和耐回火性。但加入过多的Si会造成钢在加热时表面容易脱碳，加入过多的Mn容易使晶粒长大。加入少量的V和Mo可细化晶粒，从而进一步提高强度并改善韧性。此外，它们还有进一步提高淬透性和耐回火性的作用。 55Si2Mn特性：强度大、弹性极限好，屈服比值高，热处理后韧性较好，焊接性差，冷变形塑性低，切削性尚好，淬透性较65、65Mn钢高，临界淬透直径：油中约为25~57mm；水中约为44~88mm；此钢宜油淬、水淬时有形成裂纹倾向，无回火脆性倾向，且具有抗回火稳定和抗松弛稳定性；钢中夹杂物较高，轧制较困难，表面易出疵病，脱碳倾向大；适宜在淬火并中温回火状态下使用。用途：适用于制造铁道车辆、汽车、拖拉机等承受中等载荷的扁形弹簧、直径<25mm的螺旋形弹簧、缓冲弹簧以及汽缸安全阀门等高应力下工作的重要弹簧。 55Si2MnB特性：性能与55Si2Mn钢相近，但淬透性更高，在油中临界淬透直径约为90~180mm，疲劳强度也显著提高。用途：适用于制造中、小型截面的钢板弹簧，如汽车上的前后副钢板弹簧。
常用钢铁牌号对照表
常用钢铁牌号对照表 钢铁材料的名称、用途、特性和工艺方法命名符号（GB/T221-1979）
①按照GB／T 717—1982《炼钢用生铁》的规定，统一采用汉语拼音字母“L”，(“L”为“炼”字汉语拼音第一个字母)为命名符号。 ②根据GB700--88修改。 ③根据GB699--88修改。 ④根据GBl298--86修改。 表1-9生铁牌号的表示方法 表1-10铁合金牌号的表示方法
表1-11铸铁牌号的表示方法 产品名称牌号举例 QT40017 表示方法说明 灰铸铁 球墨铸铁 黑心可锻铸铁白心可锻铸铁珠光体可锻铸铁耐磨铸铁 抗磨白口铸铁抗磨球墨铸铁 冷硬铸铁 耐蚀铸铁 耐蚀球墨铸铁耐热铸铁 耐热球墨铸铁 HTl00 QT400--17 KTH300—06 KTB350---04 KTZ450—06 MTCulPTi—150 KmTBMn5M02Cu KmTQMn6 LTCrMoRE STSil5M04Cu STQAl5Si5 RTCr2 RTQAl6 伸长率（%） 抗拉强度（MPa） 球墨铸铁代号 ST Si15Mo4Cu ————铜元素符号 —————钼的名义百分含量 —————钼元素符号 —————硅的名义百分含量 —————硅元素符号 —————耐蚀铸铁代号 MT Cu1P Ti —150 ———抗拉强度（MPa） ———钛元素符号 ———磷元素符号 ———铜的名义百分含量 ———铜元素符号 ———耐磨铸铁代号 注：表中成分含量皆指质量分数 表1-12铸钢牌号的表示方法 表1-13钢产品号的表示方法
注：1.平均合金含量∠1.5%者，在牌号中只标出元素符号，不注其含量。 2.平均合金含量为1.5%~2.49%、2.50%~ 3.49%、…、22.5%~23.49%、…时相应的注为2、3、…、23、…。 3.成份含量皆指质量指数。