彈簧鋼是指由于在淬火和回火狀態(tài)下的彈性，而專門用于制造彈簧和彈性元件的鋼。鋼的彈性取決于其彈性變形的能力，即在規(guī)定的范圍之內(nèi)，彈性變形的能力使其承受一定的載荷，在載荷去除之后不出現(xiàn)永久變形。   彈簧鋼應具有優(yōu)良的綜合性能，如力學性能(特別是彈性極限、強度極限、屈強比)、抗彈減性能(即抗彈性減退性能，又稱抗松弛性能)、疲勞性能、淬透性、物理化學性能(耐熱、耐低溫、抗氧化、耐腐蝕等)。為了滿足上述性能要求，彈簧鋼具有優(yōu)良的冶金質(zhì)量(高的純潔度和均勻性)、良好的表面質(zhì)量(嚴格控制表面缺陷和脫碳)、精確的外形和尺寸。   根據(jù)GB/T 13304《鋼分類》標準，按照基本性能及使用特性一，彈簧鋼屬于機械結構用鋼；按照質(zhì)量等級，屬于特殊質(zhì)量鋼，即在生產(chǎn)過程中需要特別嚴格控制質(zhì)量和性能的鋼。按照我國習慣，彈簧鋼屬于特殊鋼 ，制作彈簧鋼的時候技術要求比較高，技術的過硬直接決定品質(zhì)的高低。
根據(jù)GB/T 13304 標準，彈簧鋼按照其化學成分分為非合金彈簧鋼(碳素彈簧鋼)和合金彈簧鋼。   1.碳素彈簧鋼   碳素彈簧鋼的碳含量(質(zhì)量分數(shù))一般在0.62%~0.90%。按照其錳含量又分為一般錳含量(質(zhì)量分數(shù)) (0.50%~0.80%)如65、70、85和較高錳含量(質(zhì)量分數(shù)) (0.90~1.20%)，如65Mn兩類。   2.合金彈簧鋼   合金彈簧鋼是在碳素鋼的基礎上，通過適當加入一種或幾種合金元素來提高鋼的力學性能、淬透性和其他性能，以滿足制造各種彈簧所需性能的鋼。   合金彈簧鋼的基本組成系列有，硅錳彈簧鋼、硅鉻彈簧鋼、鉻錳彈簧鋼、鉻釩彈簧鋼、鎢鉻釩彈簧鋼等。在這些系列的基礎上，有一些牌號為了提高其某些方面的性能而加入了鉬、釩或硼等合金元素。   此外，還從其他鋼類，如優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼、碳素工具鋼、高速工具鋼、不銹鋼，選擇一些牌號作為彈簧用鋼。 
特性和應用  1. 65 、70 、85： 可得到很高強度、硬度、屈強比，但淬透性小，耐熱性不好，承受動載和疲勞載荷的能力低 應用非常廣泛，但多用于工作溫度不高的小型彈簧或不太重要的較大彈簧。如汽車、拖拉機、鐵道車輛及一般機械用的彈簧   65Mn 成分簡單，淬透性和綜合力學性能、脫碳等工藝性能均比碳鋼好，但對過熱比較敏感，有回火脆性，淬火易出裂紋 價格較低，用量很大。制造各種小截面扁簧、圓簧、發(fā)條等，亦可制氣門彈簧、彈簧環(huán)，減振器和離合器簧片、剎車簧等。   2. 55Si2Mn 、60Si2Mn 、60Si2MnA 硅含量(Wsi)高(上限達2.00％)，   強度高，彈性好?？够鼗鸱€(wěn)定性好。易脫碳和石墨化。淬透性不高 。   主要的彈簧鋼類，用途很廣。制造各種彈簧，如汽車、機車、拖拉機的板簧、螺旋彈簧，汽缸安全閥簧及一些在高應力下工作的重要彈簧，磨損嚴重的彈簧。   55Si2MnB 因含硼，其淬透性明顯改善 輕型、中型汽車的前后懸掛彈簧、副簧。   55Si2MnB 我國自行研制的鋼號，淬透性、綜合力學性能、疲勞性能均較60Si2Mn鋼好 主要制造中、小型汽車的板簧，使用效果好，亦可制其他中等截面尺寸的板簧、螺旋彈簧 。   3. 60Si2CrA 60Si2CrVA   高強度彈簧鋼。淬透性高，熱處理工藝性能好。因強度高，卷制彈簧后應及時處理消除內(nèi)應力 制造載荷大的重要大型彈簧。60Si2CrA可制汽輪機汽封彈簧、調(diào)節(jié)彈簧、冷凝器支承彈簧、高壓水泵碟形彈簧等。60Si2CrVA鋼還制作極重要的彈簧，如常規(guī)武器取彈鉤彈簧、破碎機彈簧。   4. 55CrMnA   60CrMnA 突出優(yōu)點是淬透性好，另外熱加工性能、綜合力學性能、抗脫碳性能亦好 大截面的各種重要彈簧，如汽車、機車的大型板簧、螺旋彈簧等。   5. 60CrMnMoA   在現(xiàn)有各種彈簧鋼中淬透性最高。力學性能、抗回火穩(wěn)定性等亦好 大型土木建筑、重型車輛、機械等使用的超大型彈簧。鋼板厚度可達35mm以上，圓鋼直徑可超過60mm   6. 50CrVA   少量釩提高彈性、強度、屈強比和彈減抗力，細化晶粒，減小脫碳傾向。碳含量較小，塑性、韌性較其他彈簧鋼好。淬透性高，疲勞性能也好 各種重要的螺旋彈簧，特別適宜作工作應力振幅高、疲勞性能要求嚴格的彈簧，如閥門彈簧、噴油嘴彈簧、氣缸脹圈、安全閥簧等   7. 60CrMnBA   淬透性比60CrMnA高，其他各種性能相似 尺寸更大的板簧、螺旋彈簧、扭轉(zhuǎn)彈簧等。   8. 30W4Cr2VA   高強度耐熱彈簧鋼。淬透性很好。高溫抗松弛和熱加工性能也很好 工作溫度500~C以下的耐熱彈簧，如汽輪機主蒸汽閥彈簧、汽封彈簧片、鍋爐安全閥彈簧、400t鍋爐碟形閥彈簧等。  
彈簧鋼是專門用來制造各種彈簧和彈性元件或類似性能要求的結構零件的主要材料。

1．性能要求①高的彈性極限σe和屈強比σs/σb，以保證優(yōu)良的彈性性能，即吸收大量的彈性能而不產(chǎn)生塑性變形；②高的疲勞極限，疲勞是彈簧的最主要破壞形式之一，疲勞性能除與鋼的成分結構有關以外，還主要地受鋼的冶金質(zhì)量（如非金屬夾雜物）和彈簧表面質(zhì)量（如脫碳）的影響；③足夠的塑性和韌性，以防止沖擊斷裂；④其它性能，如良好的熱處理和塑性加工性能，特殊條件下工作的耐熱性或耐蝕性要求等。

 

2．成分特點鋼中碳與合金元素的含量及作用為：（1）中、高碳一般地，碳素彈簧鋼wc＝0.6％~0.9％，合金彈簧鋼wc＝0.45％~0.70％，經(jīng)淬火加中溫回火后得到回火托氏體組織，能較好地保證彈簧的性能要求。（2）合金元素普通用途的合金彈簧鋼一般是低合金鋼。主加元素為Si、Mn、Cr等，其主要作用是提高淬透性、固溶強化基體并提高回火穩(wěn)定性；輔加元素為Mo、W、V等強碳化物形成元素，主要作用有防止Si引起的脫碳缺陷、Mn引起的過熱缺陷并提高回火穩(wěn)定性及耐熱性等。

 

3．常用彈簧鋼表12-10為我國常用彈簧鋼的牌號、性能特點和主要用途，其成分、熱處理工藝和力學性能可參照有關國家標準（如GB1222－1984）。表12-10常用主要彈簧鋼的牌號性能特點與用途種類鋼號性能特點產(chǎn)要用途碳素彈簧鋼普通Mn量65硬度、強度、屈強比高，但淬透性差，耐熱性不好，承受動載和疲勞載荷的能力低價格低廉，多應用于工作溫度不高的小型彈簧<12mm或不重要的較大彈簧7085較高Mn量65Mn淬透性、綜合力學性能優(yōu)于碳鋼，但對過熱比較敏感價格較低，用量很大，制造各種小截面<15mm的扁簧、發(fā)條、減震器與離合器簧片，剎車軸等合金彈簧鋼Si-Mn系55Si2Mn強度高、彈性好，抗回火穩(wěn)定性佳；但易脫碳和石墨化。含B鋼淬透性明顯提高主要的彈簧鋼類，用途很廣，可制造各種中等截面<25mm的重要彈簧，如汽車、拖拉機板簧、螺旋彈簧等60Si2Mn55Si2MnB55SiMnVBCr系50CrVA淬透性優(yōu)良、回火穩(wěn)定性高、脫碳與石墨化傾向低；綜合力學性能佳，有一定的耐蝕性，含V、Mo、W等元素的彈簧具有一定的耐高溫性；由于均為高級優(yōu)質(zhì)鋼，故疲勞性能進一步改善用于制造載荷大的重型大型尺寸（50~60mm）的重要彈簧，如發(fā)動機閥門彈簧、常規(guī)武器取彈鉤彈簧、破碎機彈簧；耐熱彈簧，如鍋爐安全閥彈簧、噴油嘴彈簧、氣缸脹圈等60CrMnA60CrMnBA60CrMnMoA60Si2CrA60Si2CrVA1）碳素彈簧鋼（即非合金彈簧鋼）其價格便宜但淬透性較差，適合于截面尺寸較小的非重要彈簧，其中以65、65Mn最常用。2）合金彈簧鋼根據(jù)主加合金元素種類不同可分為兩大類：Si-Mn系彈簧鋼和Cr系彈簧鋼。前者淬透性較碳鋼高，價格不很昂貴，故應用最廣，主要用于截面尺寸不大于25mm的各類彈簧，60Si2Mn是其典型代表；后者的淬透性較好，綜合力學性能高，彈簧表面不易脫碳，但價格相對較高，一般用于截面尺寸較大的重要彈簧，50CrVA是其典型代表。

 

4．熱處理特點彈簧鋼的熱處理取決于彈簧的加工成形方法，一般可分為熱成形彈簧和冷成形彈簧兩大類：1）熱成形彈簧對截面尺寸＞10mm各種大型和形狀復雜的彈簧均采用熱成形（如熱軋、熱卷），如汽車、拖拉機、火車的板簧和螺旋彈簧。其簡明加工路線為：扁鋼或圓鋼下料→加熱壓彎或卷繞→淬火中溫回火→表面噴丸處理，使用狀態(tài)組織為回火托氏體。噴丸可強化表面并提高彈簧表面質(zhì)量，顯著改善疲勞性能。2）冷成形彈簧截面尺寸＜10mm的各種小型彈簧可采用冷成形（如冷卷、冷軋），如儀表中的螺旋彈簧、發(fā)條及彈簧片等。這類彈簧在成形前先進行冷拉（冷軋）、淬火中溫回火或鉛浴等溫淬火后冷拉（軋）強化；然后再進行冷成形加工，此過程中將進一步強化金屬，但也產(chǎn)生了較大的內(nèi)應力和脆性，故在其后應進行低溫去應力退火（一般200～400℃）。

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