一 定义


弹簧钢是指由于在淬火和回火状态下的弹性，而专门用于制造弹簧和弹性元件的钢。钢的弹性取决于其弹性变形的能力，即在规定的范围之内，弹性变形的能力使其承受一定的载荷，在载荷去除之后不出现永久变形。
      

     弹簧钢应具有优良的综合性能，如力学性能(特别是弹性极限、强度极限、屈强比)、抗弹减性能(即抗弹性减退性能，又称抗松弛性能)、疲劳性能、淬透性、物理化学性能(耐热、耐低温、抗氧化、耐腐蚀等)。为了满足上述性能要求，弹簧钢具有优良的冶金质量(高的纯洁度和均匀性)、良好的表面质量(严格控制表面缺陷和脱碳)、精确的外形和尺寸。
      

    根据《钢分类》标准，按照基本性能及使用特性一，弹簧钢属于机械结构用钢；按照质量等级，属于特殊质量钢，即在生产过程中需要特别严格控制质量和性能的钢。按照我国习惯，弹簧钢属于特殊钢


二 分类

.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。


弹簧钢概述

弹簧在冲击、振动或长期交应力下使用，所以要求弹簧钢有高的抗拉强度、弹性极限、高的疲劳强度。在工艺上要求弹簧钢有一定的淬透性、不易脱碳、表面质量好等 碳素弹簧钢即含碳量WC在0.6%-0.9%范围内的优质碳素结构钢。合金弹簧钢主要是硅锰系钢种，它们的含碳量稍低，主要靠增加硅含量Wsi提高性能；另外还有硌、钨、钒的合金弹簧钢。

  

弹簧钢热处理工艺
弹簧钢要求较高的强度和疲劳极限，一般在淬火＋中温回火的状态下使用，以获得较高的弹性极限。热处理工艺技术对弹簧内在质量有着至关重要的影响。因此，如何进一步提高弹簧疲劳寿命，需进一步研究，尤其是化学表面改性热处理、喷丸强化等都对弹簧疲劳寿命产生重要影响。为进一步强化气门弹簧的表面强度、增加压应力、提高疲劳寿命，气门弹簧成形后，要进一步经过渗氮、低温液体碳氮共渗或硫氮共渗处理，然后经喷丸强化。例如，日本将f4mm的si－cr油淬钢丝经450℃×4.5h低温体碳氮共渗与经400℃×15min中温回火进行对比，其疲劳极限可提高240mpa。氮的渗入，不仅消除了脱碳的不良影响，而且还提高了残余压应力，同时经渗氮和低温液体碳氮共渗的气门弹簧高温强度提高，150℃时的变形量为0.2%(规定值为0.5%)，250℃的变形量为0.56%，提高了气门弹簧的热稳定性和抗松弛稳定性，但渗氮和液体碳氮共渗时间应严格控制，否则会形成网状硫化物和网状氮化物，反而会降低其疲劳强度。   气门弹簧提高强度的方法还可以选择喷丸，经生产实践表面气门弹簧喷丸可用两种丸粒，一种直径为0.8mm，其显微硬度为720hv0.2，另一种直径0.25mm，其显微硬度为800hv0.2，三次喷丸可达到较好的强化效果，又可使表面质量得到改善
   
 
     

        
  

        

材料名称：SUP10弹簧钢   [1]?执行标准: JIS G4801-2005   中国标准:GB/T 3077-1999   美国标准:A29M:2005   ●特性及适用范围：   良好的力学性能和工艺性能，淬透性较高，加入钒使钢的晶粒细化，降低过热敏感性，提高了强度和韧性，具有高的疲劳强度，屈服比也较高，但焊接性差，冷因变形塑性低。是一种较高级弹簧，用作较大截面的高负荷重要弹簧及工作温度＜300 ℃的阀门弹簧、活塞弹簧、安全阀弹簧。   ●化学成份：   碳 C ：0.47～0.55   硅 Si：0.15～0.35   锰 Mn：0.65～0.95   硫 S ：≤0.030   磷 P ：≤0.030   铬 Cr：0.80～1.10   镍 Ni：≤0.35   铜 Cu：≤0.25   钒 V ：0.15～0.25   ●力学性能：   抗拉强度 σb (MPa)：≥1274(130)   屈服强度 σs (MPa)：≥1127(115)   伸长率 δ5 (％)：≥10   断面收缩率 ψ (％)：≥40   硬度 ：热轧,≤321HB;冷拉+热处理,≤321HB   ●热处理规范及金相组织：   热处理规范：淬火850℃±20℃,油冷; 回火500℃±50℃(特殊需要时,±30℃)。   ●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 
   
 
 

 
 弹簧钢是专门用来制造各种弹簧和弹性元件或类似性能要求的结构零件的主要材料。
1．性能要求①高的弹性极限σe和屈强比σs/σb，以保证优良的弹性性能，即吸收大量的弹性能而不产生塑性变形；②高的疲劳极限，疲劳是弹簧的最主要破坏形式之一，疲劳性能除与钢的成分结构有关以外，还主要地受钢的冶金质量（如非金属夹杂物）和弹簧表面质量（如脱碳）的影响；③足够的塑性和韧性，以防止冲击断裂；④其它性能，如良好的热处理和塑性加工性能，特殊条件下工作的耐热性或耐蚀性要求等。

2．成分特点钢中碳与合金元素的含量及作用为：（1）中、高碳一般地，碳素弹簧钢wc＝0.6％~0.9％，合金弹簧钢wc＝0.45％~0.70％，经淬火加中温回火后得到回火托氏体组织，能较好地保证弹簧的性能要求。（2）合金元素普通用途的合金弹簧钢一般是低合金钢。主加元素为Si、Mn、Cr等，其主要作用是提高淬透性、固溶强化基体并提高回火稳定性；辅加元素为Mo、W、V等强碳化物形成元素，主要作用有防止Si引起的脱碳缺陷、Mn引起的过热缺陷并提高回火稳定性及耐热性等。

3．常用弹簧钢表12-10为我国常用弹簧钢的牌号、性能特点和主要用途，其成分、热处理工艺和力学性能可参照有关国家标准（如GB1222－1984）。邦福表12-10常用主要弹簧钢的牌号性能特点与用途种类钢号性能特点产要用途碳素弹簧钢普通Mn量65硬度、强度、屈强比高，但淬透性差，耐热性不好，承受动载和疲劳载荷的能力低价格低廉，多应用于工作温度不高的小型弹簧<12mm 或不重要的较大弹簧7085较高Mn量65Mn淬透性、综合力学性能优于碳钢，但对过热比较敏感价格较低，用量很大，制造各种小截面 <15mm 的扁簧、发条、减震器与离合器簧片，刹车轴等合金弹簧钢Si-Mn系55Si2Mn强度高、弹性好，抗回火稳定性佳；但易脱碳和石墨化。含B钢淬透性明显提高主要的弹簧钢类，用途很广，可制造各种中等截面<25mm 的重要弹簧，如汽车、拖拉机板簧、螺旋弹簧等60Si2Mn55Si2MnB55SiMnVBCr系50CrVA淬透性优良、回火稳定性高、脱碳与石墨化倾向低；综合力学性能佳，有一定的耐蚀性，含V、Mo、W等元素的弹簧具有一定的耐高温性；由于均为高级优质钢，故疲劳性能进一步改善用于制造载荷大的重型大型尺寸（50~60mm）的重要弹簧，如发动机阀门弹簧、常规武器取弹钩弹簧、破碎机弹簧；耐热弹簧，如锅炉安全阀弹簧、喷油嘴弹簧、气缸胀圈等60CrMnA60CrMnBA60CrMnMoA60Si2CrA60Si2CrVA1）碳素弹簧钢（即非合金弹簧钢）其价格便宜但淬透性较差，适合于截面尺寸较小的非重要弹簧，其中以65、65Mn最常用。2）合金弹簧钢根据主加合金元素种类不同可分为两大类：Si-Mn系弹簧钢和Cr系弹簧钢。前者淬透性较碳钢高，价格不很昂贵，故应用最广，主要用于截面尺寸不大于25mm的各类弹簧，60Si2Mn是其典型代表；后者的淬透性较好，综合力学性能高，弹簧表面不易脱碳，但价格相对较高，一般用于截面尺寸较大的重要弹簧，50CrVA是其典型代表。