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彈簧鋼

彈簧鋼主要是有好的彈性，又由於它是在動載荷環境條件下工作的，所以對制造彈簧的材質最主要的應有高的屈服強度；在承受重載荷時不引起塑性變形；應有高的疲勞強度，在載荷反復作用下具有長的使用壽命；並有足夠的韌性和塑性，以防在沖擊力作用下突然脆斷。

　　彈簧鋼是指由於在淬火和回火狀態下的彈性，而專門用於制造彈簧和彈性元件的鋼。鋼的彈性取決於其彈性變形的能力，即在規定的范圍之內，彈性變形的能力使其承受一定的載荷，在載荷去除之後不出現永久變形。

　　彈簧鋼應具有優良的綜合性能，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）。為瞭滿足上述性能要求，彈簧鋼具有優良的冶金質量（高的純潔度和均勻性）、良好的表面質量（嚴格控制表面缺陷和脫碳）、精確的外形和尺寸。

　　根據GB/T 13304《鋼分類》標準，按照基本性能及使用特性一，彈簧鋼屬於機械結構用鋼；按照質量等級，屬於特殊質量鋼，即在生產過程中需要特別嚴格控制質量和性能的鋼。按照中國習慣，彈簧鋼屬於特殊鋼，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的高低。分類

按照化學成分分類

　　根據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（質量分數）一般在0.62%~0.90%。按照其錳含量又分為一般錳含量（質量分數）(0.50%~0.80%）如65、70、85和較高錳含量（質量分數）(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，矽錳彈簧鋼、矽鉻彈簧鋼、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，有一些牌號為瞭提高其某些方面的性能而加入瞭鉬、釩或硼等合金元素。

　　此外，還從其他鋼類，如優質碳素結構鋼、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。

按照生產加工方法分類

⒈熱軋（鍛）鋼材包括熱軋軋圓鋼、方鋼、扁鋼、鋼板，鍛制圓鋼、方鋼。

⒉冷拉（軋）鋼材包括鋼絲、鋼帶、冷拉材（冷拉圓鋼）。

按照鋼材交貨狀態分類

⒈熱軋（鍛）鋼材

A.以熱軋（鍛）狀態交貨鋼材經熱成形制成彈簧，然後進行淬火和回火處理。

B.以退火狀態交貨鋼材經冷成形制成彈簧，然後進行淬火和回火處理。

　　以上均應符合相應的交貨狀態硬度的規定。

⒉冷拉（軋）鋼材

A.鋼絲

①鉛浴等溫淬火冷拉鋼絲（又稱派登脫處理冷拉鋼絲）鋼絲制成彈簧後隻需進行低溫回火，以消除應力。

②油淬火和回火鋼絲冷拉成所需尺寸後，進行連續加熱、連續油淬火和鉛回火。鋼絲制成彈簧後隻需進行底溫火，以消除應力。

③冷拉鋼絲（即不經淬火和回火處理的鋼絲）

a.以冷拉狀態交貨。

b.以退火、正火或回火處理狀態交貨。

　　以上兩種狀態交貨的鋼絲制成彈簧後均需進行淬火和回火處理。

B.鋼帶

①冷軋狀態交貨制成彈簧後需進行低溫回火，以消除應力。

②淬火和回火狀態交貨制成彈簧後需進行低溫回火，以削除應力。

③退火火狀態交貨制成彈簧後需進行淬火和回火處理

C.冷拉鋼材

　　以退火狀態交貨鋼材經冷成形制成彈簧，然後進行淬火和回火處理。

其他分類方法

　　除以上所述外，還有一些其他分類方法，例如：

　　按交貨條件要求不同可分為按化學成分（力學性能）交貨和按淬透性交貨。

　　按彈簧工作條件可分為承受靜載荷彈簧鋼、承受沖擊載荷彈簧鋼、耐高（低）溫彈簧和耐腐蝕彈簧鋼等。

彈簧鋼

　　彈簧在沖擊、振動或長期交應力下使用，所以要求彈簧鋼有高的抗拉強度、彈性極限、高的疲勞強度。在工藝上要求彈簧鋼有一定的淬透性、不易脫碳、表面質量好等碳素彈簧鋼即含碳量WC在0.6%-0.9%范圍內的優質碳素結構鋼。合金彈簧鋼主要是矽錳系鋼種，它們的含碳量稍低，主要靠增加矽含量Wsi提高性能；另外還有硌、鎢、釩的合金彈簧鋼。近年來，結合中國資源，並根據汽車、拖拉機設計新技術的要求，研制出在矽錳鋼基礎上加入硼、鈮、鉬等元素的新鋼種，延長瞭彈簧的使用壽命，提高瞭彈簧質量。性能要求

　　一般彈簧鋼可用電爐、平爐或氧氣轉爐生產；質量較好或具有特殊性能的優質彈簧鋼，用電渣爐或真空爐煉制。彈簧鋼中碳、錳、矽等主要元素的規定含量范圍較窄，冶煉時必須嚴格控制化學成分。矽含量較高時容易形成氣泡等缺陷，鋼錠鍛軋後冷卻不當時易產生白點。因此，冶煉用的原材料必須幹燥，盡量除去氣體及夾雜物，而且要避免鋼水過熱。

　　彈簧鋼在軋制加工中須特別註意脫碳和表面質量。鋼材表面嚴重脫碳時，會顯著降低鋼的疲勞極限。對於高矽彈簧鋼如70Si3MnA，應註意避免石墨化。因此，在熱加工時停軋溫度不應過低（≥850℃），避免在石墨化較易形成的溫度范圍（650～800℃）內停留時間過長。

　　彈簧制成後經噴丸處理能使彈簧表層產生殘餘壓應力，以抵銷表層上的部分工作應力，抑制表層裂縫的形成，這可顯著提高彈簧的疲勞極限。

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，但多用於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、發條等，亦可制氣門彈簧、彈簧環，減振器和離合器簧片、剎車簧等。

2.55Si2Mn、60Si2Mn、60Si2MnA矽含量（Wsi）高（上限達2.00%），

　　強度高，彈性好。抗回火穩定性好。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、中型汽車的前後懸掛彈簧、副簧。

55Si2MnB中國自行研制的鋼號，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，卷制彈簧後應及時處理消除內應力制造載荷大的重要大型彈簧。60Si2CrA可制汽輪機汽封彈簧、調節彈簧、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，如常規武器取彈鉤彈簧、破碎機彈簧。

4.55CrMnA

60CrMnA突出優點是淬透性好，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

　　在現有各種彈簧鋼中淬透性最高。力學性能、抗回火穩定性等亦好大型土木建築、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。

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