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　　彈簧鋼

　　彈簧在沖擊、振動或長期交應(yīng)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(zhì)量好等 碳素彈簧鋼即含碳量WC在0.6%-0.9%范圍內(nèi)的碳素結(jié)構(gòu)鋼。合金彈簧鋼主要是硅錳系鋼種，它們的含碳量稍低，主要靠增加硅含量Wsi提高性能;另外還有硌、鎢、釩的合金彈簧鋼。近年來，結(jié)合我國資源，并根據(jù)汽車、拖拉機設(shè)計新技術(shù)的要求，研制出在硅錳鋼基礎(chǔ)上加入硼、鈮、鉬等元素的新鋼種，延長了彈簧的使用壽命，提高了彈簧質(zhì)量。

　　性能要求

　　彈簧在沖擊、振動或長期交應(yīng)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(zhì)量好等 碳素彈簧鋼即含碳量WC在0.6%-0.9%范圍內(nèi)的碳素結(jié)構(gòu)鋼。

　　生產(chǎn)工藝

　　一般彈簧鋼可用電爐、平爐或氧氣轉(zhuǎn)爐生產(chǎn);質(zhì)量較好或具有特殊性能的彈簧鋼，用電渣爐或真空爐煉制。彈簧鋼中碳、錳、硅等主要元素的規(guī)定含量范圍較窄，冶煉時必須嚴格控制化學(xué)成分。硅含量較高時容易形成氣泡等缺陷，鋼錠鍛軋后冷卻不當時易產(chǎn)生白點。因此，冶煉用的塬材料必須干燥，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注意脫碳和表面質(zhì)量。鋼材表面嚴重脫碳時，會顯著降低鋼的疲勞極限。對于高硅彈簧鋼如70Si3MnA，應(yīng)注意避免石墨化。因此，在熱加工時停軋溫度不應(yīng)過低(≥850℃),避免在石墨化較易形成的溫度范圍(650～800℃)內(nèi)停留時間過長。彈簧制成后經(jīng)噴丸處理能使彈簧表層產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力，以抵銷表層上的部分工作應(yīng)力，抑制表層裂縫的形成，這可顯著提高彈簧的疲勞極限。

　　用以製造彈簧或類似彈簧性能零件的鋼類。具有高的彈性極限﹑疲勞極限(尤其是缺口疲勞極限)以及一定的衝擊韌性和塑性﹐主要在衝擊﹑震動等動載荷或長期週期性交變應(yīng)力的條件下使用。所以在各種狀態(tài)下工作的彈簧都要有良好的表面質(zhì)量和較高的抗疲勞性能。在工藝性能上﹐需經(jīng)淬火﹑回火的彈簧鋼﹐應(yīng)具有一定的淬透性﹐不易脫碳﹐過熱敏感性低和塑性較高﹐在熱狀態(tài)下易于成形。製造小尺寸彈簧用的鋼絲要有均勻的硬度和一定的塑性。

　　類別：彈簧鋼按生產(chǎn)方法﹐可分為熱軋彈簧鋼和冷拉(軋)彈簧鋼。熱軋彈簧鋼包括製造螺旋彈簧﹑扭力桿用的圓鋼或梯形鋼和製造板簧的扁鋼﹔冷拉(軋)彈簧鋼包括製造小規(guī)格螺旋彈簧的冷拉鋼絲和製造發(fā)條以及各種彈簧片的冷軋鋼帶。合金彈簧鋼中通常含錳﹑硅﹑鉻﹑鉬﹑鎢﹑釩和微量的硼﹐這些合金元素都可提高鋼的淬透性﹐錳和硅固溶入鐵素體中﹐可提高屈服強度。鉻﹑鎢﹑釩可以提高鋼的彈性極限﹑屈強比和耐熱性。按所含合金元素﹐常用的彈簧鋼可分為：

　　碳素彈簧鋼：價格低廉﹐用途廣泛。如表面狀態(tài)和熱處理組織相同﹐疲勞極限并不低于合金彈簧鋼。缺點是淬透性和屈服強度較低﹔截面較大的彈簧﹐油淬時不能淬透﹐水淬時容易開裂。如增加含碳量﹐雖能提高強度和彈性極限﹐卻會降低衝擊韌性和塑性﹐尤其是降低低溫韌性。中國的碳素彈簧鋼有65﹑70﹑75﹑85四個鋼號。

　　單純含錳彈簧鋼：如65Mn﹐錳含量為0.90～1.20%。增加錳含量可提高鋼的淬透性和強度﹐減小脫碳傾向﹔缺點是有過熱敏感性和回火脆性﹐且易產(chǎn)生淬火裂紋﹐所以只適于製造各種小尺寸扁彈簧﹑圓彈簧。

　　硅錳彈簧鋼是主要的熱軋合金彈簧鋼種﹐中國有55Si2Mn﹑60Si2Mn﹑60Si2MnA﹑70Si3MnA四個鋼號。硅含量為1.50～2.80%﹐錳含量為0.60～0.90%。鋼中加硅可顯著提高彈性極限和屈強比﹐提高回火穩(wěn)定性﹔但易形成硅酸鹽等夾雜物﹐增加脫碳敏感性。鋼中碳和硅的含量均較高時﹐碳易于石墨化。這類鋼廣泛用于製作汽車﹑拖拉機﹑機車上的減震板簧和螺旋彈簧﹐以及要求承受較高應(yīng)力的彈簧。

　　含鉻彈簧鋼：在國際上很通用﹐中國有 50CrMn 和50CrVA兩個鋼號。50CrMn由于含有1%左右的鉻和錳﹐有較高的淬透性﹐脫碳傾向小﹔缺點是鉻和錳均加重回火脆性的傾向﹐回火后需快冷﹐多用以製造截面較大的和較重要的板簧和螺旋彈簧。50CrVA鋼具有良好的淬透性﹔加釩能細化組織﹐不易過熱﹐并可提高鋼的強度﹑韌性﹐降低缺口敏感性。這種鋼脫碳傾向小﹐低溫衝擊韌性好﹐在較高溫度下工作時﹐性能也較穩(wěn)定﹐主要用于製造氣門彈簧﹑安全閥彈簧和在較高溫度下工作的彈簧。在50CrVA鋼的基礎(chǔ)上適當增加其他合金元素﹐能取得比上述兩種彈簧鋼更好的力學(xué)性能和淬透性。

　　硅含量為1.40～1.80%﹑鉻含量為0.90～1.20%﹑釩含量為0.10～0.20%的60Si2CrVA鋼﹐具有高的淬透性和低的過熱敏感性﹐在塑性指標相近時抗拉強度和屈服強度高于硅錳彈簧鋼﹐主要用于製作承受高應(yīng)力的彈簧。

　　含鎢彈簧鋼：65Si2MnWA鋼的鎢含量為0.80～1.20%﹐與 60Si2CrVA鋼一樣﹐可用于製作承受高載荷的和耐熱(≦350)﹑耐衝擊的彈簧。合金含量較高的30W4Cr2VA鋼是一種高強度耐熱彈簧鋼﹐有高的淬透性﹐主要用于製造低于500條件下使用的控制閥簧。上述幾種鋼的生產(chǎn)工藝較復(fù)雜﹐價格較高。

　　在高溫條件下工作的彈簧﹐可選用耐熱鋼和耐熱合金﹔在腐蝕介質(zhì)工作的彈簧﹐應(yīng)按介質(zhì)的性質(zhì)(氧化性﹐還塬性)選用相應(yīng)牌號的不銹鋼。