合金彈簧鋼

簡介

合金彈簧鋼是用於製造彈簧或者其他彈性零件的鋼種。

彈簧一般是在交變應力下工作，常見的破壞形式是疲勞破壞，因此，合金彈簧鋼必須具有高的屈 服點和屈強比（σs/ σb）、彈性極限、抗疲勞性能，以保證彈簧有足夠的彈性變形能力並能承受較大的載荷。同時，合金彈簧鋼還要求具有一定的塑性與韌性，一定的淬透性，不易脫碳及不易過熱。一些特殊彈簧還要求有耐熱性、耐蝕性或在長時間內有穩定的彈性。中碳鋼和高碳鋼都可作彈簧使用，但因其淬透性和強度較低，只能用來製造截面較小、受力較小的彈簧。合金彈簧鋼則可製造截面較大、屈服極限較高的重要彈簧。

化學成分

合金彈簧鋼為中、高碳成分，一般wC=0.5%～0.7%，以滿足高彈性、高強度的性能要求。加入的合金元素主要是Si、 Mn、Cr，作用是強化鐵素體、提高淬透性和耐回火性。但加入過多的Si會造成鋼在加熱時表面容易脫碳，加入過多的Mn容易使晶粒長大。加入少量的V和Mo可細化晶粒，從而進一步提高強度並改善韌性。此外，它們還有進一步提高淬透性和耐回火性的作用。

常用牌號

常用合金彈簧鋼的牌號、化學成分、熱處理、力學性能及用途見表6－4。常用的合金彈簧鋼有60Si2Mn、50CrVA、30W4Cr2VA等。

60Si2Mn鋼是應用最廣泛的合金彈簧鋼，其生產量約為合金彈簧鋼產量的80%。它的強度、淬透性、耐回火性都比碳素彈簧鋼高，工作溫度達250℃，缺點是脫碳傾向較大，適於製造厚度小於10mm的板簧和截面尺寸小於25mm的螺旋彈簧，在重型機械、鐵道車輛、汽車、拖拉機上都有廣泛的應用。

50CrVA鋼的力學性能與60Si2Mn鋼相近，但淬透性更高，鋼中Cr和V能提高彈性極限、強度、韌性和耐回火性，常用於製作承受重載荷、工作溫度較高及截面尺寸較大的彈簧。

30W4Cr2VA是高強度的耐熱彈簧，用於500℃以下工作的鍋爐主安全閥彈簧、汽輪機汽封彈簧等。

對直徑或板簧厚度大於10 mm的大彈簧，可在比正常淬火溫度高出50～80℃的溫度熱成形，對直徑或板簧厚度小於8～10mm的小彈簧，常用冷拔彈簧鋼絲冷捲成形。

為保證彈簧具有高的強度和足夠的韌性，通常採用淬火+中溫回火。對熱成形彈簧，可採用熱成形餘熱淬火，對熱冷成形的彈簧，有時可省去淬火、中溫回火工藝，成形后只需進行200～300℃進行去應力退火即可。彈簧鋼熱處理后通常進行噴丸處理，其目的是在彈簧表面產生殘餘壓應力，以提高彈簧的疲勞強度。

硬度為40～48HRC，有較高的彈性極限和疲勞強度，以及一定的塑性和韌性。