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弹 簧 钢
弹簧钢的特点—弹簧主要在动载荷下工作,即在冲击、振动的条件下,或在交变应力作用下工作,利用弹性变形来吸收冲击能量,起缓冲作用。
由于弹簧经常承受振动和长期在享变应力作用下工作,主要是疲劳***,故弹簧钢必须具有高的弹性极限和高疲劳极限。此外,还应有足够的韧性和塑性,以防止在冲击力作用下突然脆断。
在工艺性论方面,弹簧钢应具有较好的淬透性和低的过热、脱碳敏***。降低弹簧表面粗糙度能提高疲劳寿命。
为了获得所需的性能,弹簧钢必须具有较高的含碳量。碳素弹簧钢的含碳量在0.6-0.9％之间,由于碳素弹簧钢的淬透性差,故只用于制造截面尺寸不超过10-15mm的弹簧。对于截面尺寸较大的弹簧,必须采用合金弹簧钢。合金弹簧钢碳含量在0.45-0.75％之间,加入的合金元素有Mn ,Si ,W ,V ,Mo等。它们的主要作用是提高淬透性和回火稳定性,强化铁素体和细化晶粒,有效地改善弹簧钢的力学性能,其中Cr ,W ,Mo还能提高钢的高温强度。
在热状态下成型的弹簧(直径或厚度一般在10mm以上)
在冷状态下成型的弹簧(直径或厚度一般在10mm以下)
热成型弹簧的热处理工艺--用这种方法成型弹簧多数是将热成型和热处理结合在一起进行的,而螺旋弹簧则大多数是在热成型后再进行热处理。这种弹簧钢的热处理方式是淬火+中温回火,热处理后***为回火托氏体。这种***的弹性极限和屈服极限高,并有一定的韧性。
冷成型弹簧的热处理工艺--对于用冷轧钢板、钢带或冷拉钢丝制成的弹簧,由于冷塑性变形使材料强化,己达到弹簧所要求的性能。故弹簧成型后只需在250C左右范围内,保温30min左右的去应力处理,以消除冷成型弹簧的门应力,并使弹簧定型即可。
耐热弹簧钢的热处理--内燃机的气阀弹簧是在较高温度下工作,有的还存在腐蚀性气氛,因此必须选用特殊的弹簧钢和合适的热处理规范。
55Si2Mn--特性：强度大、弹性极限好，屈服比值高，热处理后韧性较好，焊接性差，冷变形塑性低，切削性尚好，淬透性较65、65Mn钢高，临界淬透直径：油中约为25~57mm；水中约为44~88mm；此钢宜油淬、水淬时有形成裂纹倾向，无回火脆性倾向，且具有抗回火稳定和抗松弛稳定性；钢中夹杂物较高，轧制较困难，表面易出疵病，脱碳倾向大；适宜在淬火并中温回火状态下使用。用途：适用于制造铁道车辆、汽车、拖拉机等承受中等载荷的扁形弹簧、直径<25mm的螺旋形弹簧、缓冲弹簧以及汽缸安全阀门等高应力下工作的重要弹簧。
55Si2MnB--特性：性能与55Si2Mn钢相近，但淬透性更高，在油中临界淬透直径约为90~180mm，疲劳强度也显著提高。用途：适用于制造中、小型截面的钢板弹簧，如汽车上的前后副钢板弹簧。
55SiMnVB--特性：强度、韧及塑性及淬透性均比60Si2MnA钢高，油中临界淬透直径约为50~107mm；热加工性能良好，热处理时表面脱碳倾向小，回火稳定性好。用途：适用于制造中型截面尺寸的板弹簧和螺旋形弹簧，可代替60SiMnA钢使用。
60SiMn、60Si2MnA--与55Si2Mn钢相比，强度和弹性极限均稍高（其中60Si2MnA钢更好），淬透直性也较好，在油中临界淬透直约为37~73mm，其他性能相同；主要使用状态为淬火并中温回火下使用。用途：此钢应用广泛，适用于制造铁道车辆、汽车、拖拉机等工业上制造承受较大载荷的扁弹簧或直径≤30mm的螺旋形弹簧，如汽车、火车车箱下部承受应力和振动用板弹簧、安全阀和止回阀上弹簧以及工作温度<250℃非腐蚀性介质中的耐热弹簧；用于承受交变载荷和高应力下工作的大型重要卷制弹簧和承受剧烈磨损的机械零件。
60Si2CrA--特性：与60Si2MnA钢相比，塑性相近，但抗拉强度和屈服点均较高；热处理过热敏***和脱碳倾向小，淬透性高，油中临界淬透直径约为37~114mm，但有回火脆性倾向；一般在淬火并中温回火下使用。用途：适用于制造承受高应力及工作温度<300C条件下工作的弹簧，如调速器弹簧、汽轮机气封弹簧、高压力水泵碟形弹簧及冷凝器支承簧等。
60Si2CRVA--特性和用途与60Si2CrA钢相近，但弹性极限和高温力学性能更好。用途：适用于制造工作温度在低于300~350℃条件下使用的耐热弹簧及承受冲击性应力和高载荷的重要弹簧。
55CrMnA、60CrMnA--特性：具有较高的强度、塑性，焊接性差、可切削性尚可，淬透性比硅锰或硅铬弹簧钢好，油中临界高，脱碳倾向比硅锰钢低，回火脆性倾向较大，故应选择合适的回火温度和冷却速度；一般在淬火并中温回火状态下使用。用途：适用于制造汽车、拖拉机等工业上制造较大载荷和应力条件下工作的板弹簧和直径较大（可达50mm）的螺旋形弹簧。
60CrMnMoA--特性：经热处理后具有和60CrMnA钢相同的综合力学性能，此外，不宜具有更好的淬透性，在油中临界淬透直径约为100mm，且无回火脆性倾向。用途：适用于制造车辆、拖拉机等工业上用于受重载应力较大和直径较大（可达100mm）的螺旋形弹簧。
50CrVA--特性：有较高韧性、强度和弹性极限、疲劳强度，较低的弹性模量、较高的屈强比和淬透性，直径在30~45mm的圆棒试样，油中可淬透；热处理时过热和脱碳倾向小，冲击韧性也良好；但焊接性差，冷变形塑性低，热加工时具有形成白点的敏***；主要在淬火并中温回火后使用。用途：适用于制造大截面的高载荷重要弹簧及工作温度低于300℃的阀门弹簧、活塞弹等；也可用于非腐蚀性介质中、工作温度<400℃的其创收大截面的重要调质零件。
60W4MnBA--特性：性能与60CrMnA钢基本相似，但有更好的淬透性，在油中临界淬透直径约为100~150mm。用途：适用于制造大型弹簧，如推土机上的叠板弹簧，船舶上的大型螺旋弹簧和扭力弹簧。
30W4Cr2VA--特性：一种高强度的耐热弹簧钢，有良好的室温和高温力学性能，特别高的淬透性；回火稳定性甚佳，热加工性良好，适宜在调质状态下使用。用途：适用于制造温度≤500℃条件下的热弹簧，如锅炉主要安全弹簧、汽轮机上气封弹***等。