熱處理規(guī)范

鋼號淬火溫度淬火介質(zhì)硬度要求 回火溫度 冷卻介質(zhì) 硬度要求 應用范圍
65780-830 水或油 400-600 線徑小于12-15mm的螺旋彈簧、彈簧墊圈
65Mn810-830 油或水 >60 370-400 水 42-50 5-10mm的板簧片及7-10mm的卷簧
50CrV850-870 油 >58 400-55 水 45-50截面較大和較重要的板簧片及螺旋彈簧
50CrV850-870 油 >58 370-420油 45-52 300C以下工作的高溫彈簧
60Si2MnA860-880 油 >60 500-520 水 HB363-444 厚度8-12mm的板簧片



定義

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。按照中國習慣，彈簧鋼屬于特殊鋼，制作彈簧鋼的時候技術要求比較高，過硬的技術直接決定品質(zhì)的高低。



研究進展

傳統(tǒng)彈簧鋼的強度水平難以滿足現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的要求，眾所周知，彈簧鋼力學性能在材料質(zhì)量保證的前提下取決于熱處理工藝，而熱處理工藝也應根據(jù)所用材料來決定，彈簧鋼高強度化的一個重要途徑是充分發(fā)揮合金元素的作用，達到最佳合金化效果。





合金化

碳是鋼中的主要強化元素，對彈簧鋼的影響往往超過其他合金元素。根據(jù)使用要求，彈簧鋼材料應是中高碳的合金鋼。當今世界各國普遍采用的彈簧鋼，含碳量絕大部分在0.45%～0.65%。
為了克服彈簧鋼強度提高后韌性和塑性降低的難題，也有降低碳含量的趨勢。中國對低碳馬氏體彈簧鋼進行了深入的研究，如28mnsib、35mnsib等，其碳含量在0.30%左右。實踐表明，這些彈簧鋼可以在低溫回火的板條狀馬氏體組織下使用，有足夠強度和優(yōu)良的綜合力學性能，尤其是塑性、韌性極好。日本研究開發(fā)的幾種高強度彈簧鋼，如uhs1900、vhs2000、nd120s、nd250s等，碳含量均在0.40%左右。
合金元素在彈簧鋼中的主要作用是提高力學性能、改善工藝性能及賦予某些特殊性能（如耐高溫、耐蝕）等。
很多彈簧鋼以硅為主要合金元素，它是對彈減抗力影響最大的合金元素，這主要是由于硅具有強烈的固溶強化作用；同時，硅能抑制滲碳體在回火過程中的晶核形成和長大，改變回火時析出碳化物的數(shù)量、尺寸和形態(tài)，提高鋼的回火穩(wěn)定性。目前，國內(nèi)鋼材牌號中wsi為1.8%～2.2%，是現(xiàn)有標準中含硅最高的彈簧鋼。但硅含量如果過高，將促進鋼在軋制和熱處理過程中的脫碳和石墨化傾向，并且使冶煉困難和易形成夾雜物，因此，過高硅含量彈簧鋼的使用仍需慎重。
由于鉻能夠顯著提高鋼的淬透性，阻止si－cr鋼球化退火時的石墨化傾向，減少脫碳層，因此是彈簧鋼中的常用合金元素，以鉻為主要強化元素的彈簧鋼50crv使用較廣泛。
錳是提高淬透性最有效的合金元素，它溶入鐵素體中有固溶性化作用。研究表明，wmn必須大于0.5%，以使淬火時彈簧鋼心部完全較變?yōu)轳R氏體，但當wmn超過1.5%時，韌性明顯下降，這在選擇彈簧鋼時應優(yōu)先考慮的。
鉬可以提高鋼的淬透性，防止回火脆性，改善疲勞性能，現(xiàn)有標準中加鉬的彈簧鋼不多，加入量一般在0.4%以下。
釩是強碳化物形成元素，固態(tài)下所析出的細小彌散的mc型碳化物具有很強的沉淀強化效果。在35crmnb鋼中加入0.11%v，可顯著提高鋼的淬透性，還發(fā)現(xiàn)釩能有效降低35simnb鋼的脫碳敏感性，認為這與釩降低鋼中有效固溶碳、防止晶粒長大和阻止晶界擴散并提高抗氧化性有關。

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具體型號明細如下所示: 
日本鋼材： 
PX-4 S-Star GFA NAK80 DHA DH62 DC11 GOA HPM2 SCS-2 SLD2 SGT YXM4 YXM42 SNC815 SKT4 SK-3 SKS3 SKS41 
瑞典鋼材： 
718S 718H XW10 XW42 DF3 DF2 M4 UHB4006 UHB4462 UHB5752 UHB5860 UHB5919 UHB8159 UHB709 UHB8550 ASP-23 ASP-30 
奧國鋼材： 
M202 M238 M300 M310 W302 K460 M201 W500 M261 W300 W303 K600 W304 W321 K990 K100 K305 K105 K720 S705 S500 N100 N320
德國鋼材： 
GS2711 GS2738 GS2688 GS2316 GS2316H GS2344 GS2510 GS2379 GS2436 1.2311 1.2312 1.2738 1.2343 1.2367 
美國鋼材： 
P20 420 L6 H13 W110 D3 A2 D2 D6 O1 S1 O2 M35 M42 8620 3115 5120 4130 4140 K52440 8407 8416 
鎢鋼： 
G1 G2 G5 G6 G7 D30 D40 K05 K10 K20 YG3X YG3 YG4C YG6 YG8 V10 V20 V30 Z01 Z10 Z20 Z30 CD650 CD636 KD20 KG5 KG6 KG7 WF25 WF20 YL10.2 
高速鋼：SKH2 SKH-2 SKH9 SKH-9 SKH10 SKH-10 SKH51 SKH-51 SKH55 SKH-55 SKH56 SKH57 SKH58 SKH59 SKH-59 S290 S390 S590 S690 S790 W4 W6 W6Mo5Cr4V2 W18Cr4V 
彈簧鋼:60CrMnMoA 1.06161 1.5026 6150 SK7 SK5 S55C SUP7 SUP9 SUP12 SUP10 9255 9260 C67E C75E CK85 55Si2Mn 
鋁合金:6061 6063 5052 5083 7075 7072 2024 2017 3003 2A14 A2017 5754 5154 YL2 1070 1060 1010 1050 6082 7050 2124 
國產(chǎn)和進口易切削鋼牌號1213、1214、12L14、1215、SUM12、SUM22L、SUM24、Y12、Y15、Y15PB、Y100PB、Y20、Y30、Y40MN、9SMNPB28、1144、1117、1110…… 
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