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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)有關(guān)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(guān)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(yīng)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(yīng)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(fù)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(yīng)力和脆性. |
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