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　　彈簧鋼定義：

　　

　　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。根據(jù)GB/T《鋼分類》標(biāo)準(zhǔn)，按照基本性能及使用特性一，彈簧鋼屬于機(jī)械結(jié)構(gòu)用鋼；按照質(zhì)量等級(jí)，屬于特殊質(zhì)量鋼，即在生產(chǎn)過程中需要特別嚴(yán)格控制質(zhì)量和性能的鋼。按照我國(guó)習(xí)慣，彈簧鋼屬于特殊鋼。

　　

　　彈簧鋼分類：

　　

　　1.按照化學(xué)成分分類：根據(jù)GB/T標(biāo)準(zhǔn)，彈簧鋼標(biāo)準(zhǔn)按照其化學(xué)成分分為非合金彈簧鋼(碳素彈簧鋼)和合金彈簧鋼。

　　

　　碳素彈簧鋼

　　

　　碳素彈簧鋼化學(xué)成分的碳含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))一般在0.62%~0.90%。按照其錳含量又分為一般錳含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))(0.50%~0.80%)如65、70、85和較高錳含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))(0.90~1.20%)，如65Mn兩類。

　　

　　合金彈簧鋼

　　

　　合金彈簧鋼是在碳素鋼的基礎(chǔ)上，通過適當(dāng)加入一種或幾種合金元素來提高鋼的力學(xué)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，硅錳彈簧鋼、硅鉻彈簧鋼、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(chǔ)上，有一些牌號(hào)為了提高其某些方面的性能而加入了鉬、釩或硼等合金元素。此外，還從其他鋼類，如優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼、高速工具鋼、不銹鋼，選擇一些牌號(hào)作為彈簧用鋼。

　　

　　2.按照生產(chǎn)加工方法分類

　　

　　（1）熱軋(鍛)鋼材包括熱軋軋圓鋼、方鋼、扁鋼、鋼板，鍛制圓鋼、方鋼。

　　

　　（2）冷拉(軋)鋼材包括鋼絲、鋼帶、冷拉材(冷拉圓鋼)。

　　

　　3.按照鋼材交貨狀態(tài)分類

　　

　　（1）熱軋(鍛)鋼材

　　

　　A.以熱軋(鍛)狀態(tài)交貨鋼材經(jīng)熱成形制成彈簧，然后進(jìn)行淬火和回火處理。

　　

　　B.以退火狀態(tài)交貨鋼材經(jīng)冷成形制成彈簧，然后進(jìn)行淬火和回火處理。

　　

　　以上均應(yīng)符合相應(yīng)的交貨狀態(tài)硬度的規(guī)定。

　　

　　（2）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)鋼絲制成彈簧后只需進(jìn)行低溫回火，以消除應(yīng)力。

　　

　　②油淬火和回火鋼絲冷拉成所需尺寸后，進(jìn)行連續(xù)加熱、連續(xù)油淬火和鉛回火。鋼絲制成彈簧后只需進(jìn)行底溫火，以消除應(yīng)力。

　　

　　③冷拉鋼絲(即不經(jīng)淬火和回火處理的鋼絲)

　　

　　a.以冷拉狀態(tài)交貨。

　　

　　b.以退火、正火或回火處理狀態(tài)交貨。

　　

　　以上兩種狀態(tài)交貨的鋼絲制成彈簧后均需進(jìn)行淬火和回火處理。

　　

　　B.鋼帶

　　

　　①冷軋狀態(tài)交貨制成彈簧后需進(jìn)行低溫回火，以消除應(yīng)力。

　　

　　②淬火和回火狀態(tài)交貨制成彈簧后需進(jìn)行低溫回火，以削除應(yīng)力。

　　

　　③退火火狀態(tài)交貨制成彈簧后需進(jìn)行淬火和回火處理

　　

　　C.冷拉鋼材

　　

　　以退火狀態(tài)交貨鋼材經(jīng)冷成形制成彈簧，然后進(jìn)行淬火和回火處理。

　　

　　彈簧鋼性能要求：

　　

　　彈簧在沖擊、振動(dòng)或長(zhǎng)期交應(yīng)力下使用，所以要求彈簧鋼有高的抗拉強(qiáng)度、彈性極限、高的疲勞強(qiáng)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)的優(yōu)質(zhì)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(guó)資源，并根據(jù)汽車、拖拉機(jī)設(shè)計(jì)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(zhǎng)了彈簧的使用壽命，提高了彈簧質(zhì)量。

　　

　　彈簧鋼生產(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優(yōu)質(zhì)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(shí)必須嚴(yán)格控制化學(xué)成分。硅含量較高時(shí)容易形成氣泡等缺陷，鋼錠鍛軋后冷卻不當(dāng)時(shí)易產(chǎn)生白點(diǎn)。因此，冶煉用的原材料必須干燥，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(yán)重脫碳時(shí)，會(huì)顯著降低鋼的疲勞極限。對(duì)于高硅彈簧鋼如70Si3MnA，應(yīng)注意避免石墨化。因此，在熱加工時(shí)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(shí)間過長(zhǎng)。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。

　　

　　彈簧鋼特性和應(yīng)用：

　　

　　1.65、70、85：可得到很高強(qiáng)度、硬度、屈強(qiáng)比，但淬透性小，耐熱性不好，承受動(dòng)載和疲勞載荷的能力低應(yīng)用非常廣泛，但多用于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(jī)、鐵道車輛及一般機(jī)械用的彈簧65Mn成分簡(jiǎn)單，淬透性和綜合力學(xué)性能、脫碳等工藝性能均比碳鋼好，但對(duì)過熱比較敏感，有回火脆性，淬火易出裂紋價(jià)格較低，用量很大。制造各種小截面扁簧、圓簧、發(fā)條等，亦可制氣門彈簧、彈簧環(huán)，減振器和離合器簧片、剎車簧等。

　　

　　2.55Si2Mn、60Si2Mn、60Si2MnA硅含量(Wsi)高(上限達(dá)2.00％)，強(qiáng)度高，彈性好。抗回火穩(wěn)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(jī)車、拖拉機(jī)的板簧、螺旋彈簧，汽缸安全閥簧及一些在高應(yīng)力下工作的重要彈簧，磨損嚴(yán)重的彈簧。55Si2MnB因含硼，其淬透性明顯改善輕型、中型汽車的前后懸掛彈簧、副簧。55Si2MnB我國(guó)自行研制的鋼號(hào)，淬透性、綜合力學(xué)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。

　　

　　3.60Si2CrA60Si2CrVA

　　

　　高強(qiáng)度彈簧鋼。淬透性高，熱處理工藝性能好。因強(qiáng)度高，卷制彈簧后應(yīng)及時(shí)處理消除內(nèi)應(yīng)力制造載荷大的重要大型彈簧。60Si2CrA可制汽輪機(jī)汽封彈簧、調(diào)節(jié)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(guī)武器取彈鉤彈簧、破碎機(jī)彈簧。

　　

　　4.55CrMnA

　　

　　60CrMnA突出優(yōu)點(diǎn)是淬透性好，另外熱加工性能、綜合力學(xué)性能、抗脫碳性能亦好大截面的各種重要彈簧，如汽車、機(jī)車的大型板簧、螺旋彈簧等。

　　

　　5.60CrMnMoA

　　

　　在現(xiàn)有各種彈簧鋼中淬透性最高。力學(xué)性能、抗回火穩(wěn)定性等亦好大型土木建筑、重型車輛、機(jī)械等使用的超大型彈簧。鋼板厚度可達(dá)35mm以上，圓鋼直徑可超

　　

　　6.60CrMnBA

　　

　　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(zhuǎn)彈簧等。

　　

　　7.30W4Cr2VA

　　

　　高強(qiáng)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(jī)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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