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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(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)合我國資源，并根據(jù)汽車、拖拉機(jī)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(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)合我國資源，并根據(jù)汽車、拖拉機(jī)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。

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，冶煉時必須嚴(yán)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(dāng)時易產(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，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。

熱處理規(guī)范

鋼號淬火溫度淬火介質(zhì)硬度要求 回火溫度 冷卻介質(zhì) 硬度要求 應(yīng)用范圍

　　65 780-830 水或油 400-600 線徑小于12-15mm的螺旋彈簧、彈簧墊圈

　　65Mn 810-830 油或水 >60 370-400 水 42-50 5-10mm的板簧片及7-10mm的卷簧

　　50CrV 850-870 油 >58 400-55 水 45-50截面較大和較重要的板簧片及螺旋彈簧

　　50CrV 850-870 油 >58 370-420 45-52 300C以下工作的高溫彈簧

　　60Si2MnA 860-880 油 >60 500-520 水 HB363-444 厚度8-12mm的板簧片

編輯本段特性和應(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，但對過熱比較敏感，有回火脆性，淬火易出裂紋價格較低，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 我國自行研制的鋼號，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. 60Si2CrA 60Si2CrVA

　　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，圓鋼直徑可超過60mm

6. 50CrVA

　　少量釩提高彈性、強(qiáng)度、屈強(qiáng)比和彈減抗力，細(xì)化晶粒，減小脫碳傾向。碳含量較小，塑性、韌性較其他彈簧鋼好。淬透性高，疲勞性能也好各種重要的螺旋彈簧，特別適宜作工作應(yīng)力振幅高、疲勞性能要求嚴(yán)格的彈簧，如閥門彈簧、噴油嘴彈簧、氣缸脹圈、安全閥簧等

7. 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。

8. 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。

60Si2Mn執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：

 

　　60Si2Mn彈簧鋼

 

　　美國標(biāo)準(zhǔn)：A29M：2005

 

　　國際標(biāo)準(zhǔn)：ISO 683-14：2004

 

　　歐洲標(biāo)準(zhǔn)：EN 10089：2002

 

編輯本段60Si2Mn特性及適用范圍

　　60Si2Mn彈簧鋼是應(yīng)用廣泛的硅錳彈簧鋼，強(qiáng)度、彈性和淬透性較55Si2Mn稍高。60Si2Mn彈簧鋼適于鐵道車輛、汽車拖拉機(jī)工業(yè)上制作承受較大負(fù)荷的扁形彈簧或線徑在30mm以下的螺旋彈簧、也適于制作工作溫度在250 ℃以下非腐蝕介質(zhì)中的耐熱彈簧以及承受交變負(fù)荷及在高應(yīng)力下工作的大型重要卷制彈簧以及汽車減震系統(tǒng)等。

 

編輯本段60Si2Mn熱處理方法

60Si2Mn熱處理方法有等溫回火和分級淬火、亞溫淬火及高溫回火、

形變熱處理的工藝方法。使用該方法能有效地提高60Si2Mn彈簧鋼的強(qiáng)韌性和使用壽命。

 

　　60Si2Mn屬于彈簧鋼,適宜制作汽車鋼板彈簧。

 

　　60Si2Mn彈簧鋼熱處理有等溫回火和分級淬火、亞溫淬火及高溫回火、形變熱處理的工藝方法。使用該方法能有效地提高60Si2Mn彈簧鋼的強(qiáng)韌性和使用壽命。

 

編輯本段60Si2Mn熱處理工藝

　　球化退火：采用850度加熱、油冷淬火、短時間等溫球化工藝（790度加熱25Min，急冷到680度保溫1H，爐冷到500度出爐），可獲得理想的球化組織。60Si2Mn鋼淬火溫度正常取850度~870度，油冷。回火溫度視模具零件的硬度要求而取，如

 

　　400度回火，硬度46HRC;

 

　　500度回火，硬度40HRC；

 

　　600度回火，硬度34HRC。

 

　　在150~160度之間回火性能得到最佳的配合，注意必須避開300度左右的回火脆性區(qū)。要求有較高韌性的工模具、要求尺寸穩(wěn)定性好的量具，回火溫度可以提高到250度左右，硬度為55~60HRC，有較好的韌性。

 

　　AC1-755，Ac3=810，Ar1=700,Ar3=770,Ms-300～305，

 

　　退火；750C-爐冷-HBS≤222

 

　　正火；830～860C-空冷-HBS≤302

 

　　淬火；870C-油-HRC>61

 

　　不同溫度回火后的硬度值HRC： 150C-61，200C-60，300C-56，400C-51，500C-43，550C-38，600C-33，650C-29

 

　　常用回火溫度430～480C，水或空氣，HRC45～50

 

　　以下是汽車鋼板彈簧熱處理的參數(shù)

 

　　淬火加熱保溫時間與厚度有關(guān)：mm/min，6.5/2，8/3，8.5-10/4，12/5

 

　　回火保溫時間與厚度有關(guān)：mm/min，<10/25-30，10-15/30-35，15-20/40-45，20-25/45-50。

 

編輯本段60Si2Mn密度

　　60Si2Mn密度為7.85g/cm3。60Si2Mn是應(yīng)用廣泛的硅錳彈簧鋼，強(qiáng)度、彈性和淬透性較55Si2Mn稍高。適于鐵道車輛、汽車拖拉機(jī)工業(yè)上制作承受較大負(fù)荷的扁形彈簧或線徑在30mm以下的螺旋彈簧.

 

編輯本段60Si2Mn熱處理規(guī)范

　　60Si2Mn熱處理規(guī)范：淬火870℃±20℃,油冷; 回火480℃±50℃(特殊需要時,±30℃)。

 

　　金相組織：回火屈氏體。

 

　　交貨狀態(tài)：熱軋鋼材以熱處理或不熱處理狀態(tài)交貨，冷拉鋼材以熱處理狀態(tài)交貨.

 

　　熱軋交貨規(guī)格：2.0~18.0mm,有退火與不退火狀態(tài)。冷軋交貨規(guī)格：0.3~4.3mm（鋼帶）

 

編輯本段60Si2Mn化學(xué)成分

　　碳 C ：0.56～0.6

 

　　硅 Si：1.50～2.00

 

　　錳 Mn：0.60～0.90

 

　　硫 S ：≤0.035

 

　　磷 P ：≤0.035

 

　　鉻 Cr：≤0.35

 

　　鎳 Ni：≤0.35

 

　　銅 Cu：≤0.25

 

編輯本段規(guī)格（技術(shù)服務(wù)：4000-633-678）

　　品名 材質(zhì) 規(guī)格 產(chǎn)地 價格

 

　　彈簧鋼 60Si2Mn 2.5*1250 萊鋼 6200

 

　　彈簧鋼 60Si2Mn 3.0*1250 萊鋼 6200

 

　　彈簧鋼 60Si2Mn 3.5*1250 萊鋼 6200

 

　　彈簧鋼 60Si2Mn 4.0*1250 萊鋼 6200

 

　　彈簧鋼 60Si2Mn 4.5*1250 萊鋼 6200

 

　　彈簧鋼 60Si2Mn 5.0*1250 萊鋼 6200

 

　　彈簧鋼 60Si2Mn 5.5*1250 萊鋼 6200

 

　　彈簧鋼 60Si2Mn 6.0*1250 萊鋼 6200

 

　　彈簧鋼 60Si2Mn 6.5*1250 萊鋼 6200

 

　　彈簧鋼 60Si2Mn 7.0*1250 萊鋼 6200

 

　　彈簧鋼 60Si2Mn 7.5*1250 萊鋼 6200

 

　　彈簧鋼 60Si2Mn 8.0*1250 萊鋼 6200

 

　　彈簧鋼 60Si2Mn 8.5*1250 萊鋼 6200

 

　　彈簧鋼 60Si2Mn 9.0*1250 萊鋼 6200

 

　　彈簧鋼 60Si2Mn 10.0*1250 萊鋼 6200

 

　　彈簧鋼 60Si2Mn 11.0*1250 萊鋼 6200

 

　　彈簧鋼 60Si2Mn 12.0*1250 萊鋼 6200

 

編輯本段對應(yīng)各國牌號

　　對應(yīng)英國牌號：II92600

 

　　對應(yīng)日本牌號：SUP7

 

　　對應(yīng)德國牌號：60SiCr7

 

　　對應(yīng)英國牌號：25II60

 

　　對應(yīng)法國牌號：61SiCr7編輯本段用途

　　用于高應(yīng)力、交變載荷條件上下工作的料大尺寸螺旋彈簧，汽門簧等的主要材料。

傳統(tǒng)彈簧鋼的強(qiáng)度水平難以滿足現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的要求，眾所周知，彈簧鋼力學(xué)性能在材料質(zhì)量保證的前提下取決于熱處理工藝，而熱處理工藝也應(yīng)根據(jù)所用材料來決定，彈簧鋼高強(qiáng)度化的一個重要途徑是充分發(fā)揮合金元素的作用，達(dá)到最佳合金化效果。

1.熱處理

　　彈簧鋼要求較高的強(qiáng)度和疲勞極限，一般在淬火+中溫回火的狀態(tài)下使用，以獲得較高的彈性極限。熱處理工藝技術(shù)對彈簧內(nèi)在質(zhì)量有著至關(guān)重要的影響。因此，如何進(jìn)一步提高彈簧疲勞壽命，需進(jìn)一步研究，尤其是化學(xué)表面改性熱處理、噴丸強(qiáng)化等都對彈簧疲勞壽命產(chǎn)生重要影響。為進(jìn)一步強(qiáng)化氣門彈簧的表面強(qiáng)度、增加壓應(yīng)力、提高疲勞壽命，氣門彈簧成形后，要進(jìn)一步經(jīng)過滲氮、低溫液體碳氮共滲或硫氮共滲處理，然后經(jīng)噴丸強(qiáng)化。例如，日本將f4mm的si－cr油淬鋼絲經(jīng)450℃×4.5h低溫體碳氮共滲與經(jīng)400℃×15min中溫回火進(jìn)行對比，其疲勞極限可提高240mpa。氮的滲入，不僅消除了脫碳的不良影響，而且還提高了殘余壓應(yīng)力，同時經(jīng)滲氮和低溫液體碳氮共滲的氣門彈簧高溫強(qiáng)度提高，150℃時的變形量為0.2%(規(guī)定值為0.5%)，250℃的變形量為0.56%，提高了氣門彈簧的熱穩(wěn)定性和抗松弛穩(wěn)定性，但滲氮和液體碳氮共滲時間應(yīng)嚴(yán)格控制，否則會形成網(wǎng)狀硫化物和網(wǎng)狀氮化物，反而會降低其疲勞強(qiáng)度。

　　氣門彈簧提高強(qiáng)度的方法還可以選擇噴丸，經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐表面氣門彈簧噴丸可用兩種丸粒，一種直徑為0.8mm，其顯微硬度為720hv0.2，另一種直徑0.25mm，其顯微硬度為800hv0.2，三次噴丸可達(dá)到較好的強(qiáng)化效果，又可使表面質(zhì)量得到改善。

2.合金化

　　碳是鋼中的主要強(qiáng)化元素，對彈簧鋼的影響往往超過其他合金元素。根據(jù)使用要求，彈簧鋼材料應(yīng)是中高碳的合金鋼。當(dāng)今世界各國普遍采用的彈簧鋼，含碳量絕大部分在0.45%～0.65%。

　　為了克服彈簧鋼強(qiáng)度提高后韌性和塑性降低的難題，也有降低碳含量的趨勢。我國對低碳馬氏體彈簧鋼進(jìn)行了深入的研究，如28mnsib、35mnsib等，其碳含量在0.30%左右。實(shí)踐表明，這些彈簧鋼可以在低溫回火的板條狀馬氏體組織下使用，有足夠強(qiáng)度和優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，尤其是塑性、韌性極好。日本研究開發(fā)的幾種高強(qiáng)度彈簧鋼，如uhs1900、vhs2000、nd120s、nd250s等，碳含量均在0.40%左右。

　　合金元素在彈簧鋼中的主要作用是提高力學(xué)性能、改善工藝性能及賦予某些特殊性能(如耐高溫、耐蝕)等。

　　很多彈簧鋼以硅為主要合金元素，它是對彈減抗力影響最大的合金元素，這主要是由于硅具有強(qiáng)烈的固溶強(qiáng)化作用；同時，硅能抑制滲碳體在回火過程中的晶核形成和長大，改變回火時析出碳化物的數(shù)量、尺寸和形態(tài)，提高鋼的回火穩(wěn)定性。目前，國內(nèi)鋼材牌號中wsi為1.8%～2.2%，是現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)中含硅最高的彈簧鋼。但硅含量如果過高，將促進(jìn)鋼在軋制和熱處理過程中的脫碳和石墨化傾向，并且使冶煉困難和易形成夾雜物，因此，過高硅含量彈簧鋼的使用仍需慎重。

　　由于鉻能夠顯著提高鋼的淬透性，阻止si－cr鋼球化退火時的石墨化傾向，減少脫碳層，因此是彈簧鋼中的常用合金元素，以鉻為主要強(qiáng)化元素的彈簧鋼50crv使用較廣泛。

　　錳是提高淬透性最有效的合金元素，它溶入鐵素體中有固溶性化作用。研究表明，wmn必須大于0.5%，以使淬火時彈簧鋼心部完全較變?yōu)?a target="_blank" data-mce->馬氏體，但當(dāng)wmn超過1.5%時，韌性明顯下降，這在選擇彈簧鋼時應(yīng)優(yōu)先考慮的。

　　鉬可以提高鋼的淬透性，防止回火脆性，改善疲勞性能，現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)中加鉬的彈簧鋼不多，加入量一般在0.4%以下。

釩是強(qiáng)碳化物形成元素，固態(tài)下所析出的細(xì)小彌散的mc型碳化物具有很強(qiáng)的沉淀強(qiáng)化效果。在35crmnb鋼中加入0.11%v，可顯著提高鋼的淬透性，還發(fā)現(xiàn)釩能有效降低35simnb鋼的脫碳敏感性，認(rèn)為這與釩降低鋼中有效固溶碳、防止晶粒長大和阻止晶界擴(kuò)散并提高抗氧化性有關(guān)。