55CrMnA彈簧鋼鋼材

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(lái)，結(jié)合中國(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。

彈簧鋼材有熱軋材、冷拉鋼材、冷軋鋼帶等。彈簧鋼的冶煉是很重要的，必須保證有優(yōu)良的冶金質(zhì)量，不僅要保證準(zhǔn)確的化學(xué)成分，而且要有高純凈度，硫、磷、氧、氮等含量要低，鋼質(zhì)均勻性、穩(wěn)定性要好。彈簧鋼的冶金質(zhì)量應(yīng)達(dá)到優(yōu)質(zhì)鋼、高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼的水平。

彈簧鋼的表面質(zhì)量和尺寸精度對(duì)彈簧的性能和壽命有極大的影響。因?yàn)閺椈射摬慕回洜顟B(tài)的表面除去表面噴丸強(qiáng)化之外不再進(jìn)行加工，因而也就是成品彈簧的工作表面，原有表面上的各種缺陷也留給了彈簧。所以彈簧鋼材表面要求極高，對(duì)脫碳、裂紋、折疊、結(jié)疤、夾雜、分層等限制極嚴(yán)。各種表面缺陷會(huì)使彈簧早期破壞、縮短壽命。以圓截面的鋼絲為例，成品彈簧的強(qiáng)度和剛度分別與鋼絲直徑的三次方和四次方成正比，鋼絲直徑的微小變化會(huì)導(dǎo)致彈簧性能的巨大波動(dòng)，所以要嚴(yán)格控制鋼材的外形和尺寸公差。這樣，彈簧鋼的加工變形（熱軋、冷軋、冷拔等）就十分重要了，必須極認(rèn)真地對(duì)待。

熱軋彈簧鋼材有圓鋼、方鋼、扁鋼等。鋼材表面質(zhì)量要求較高，可以熱軋態(tài)交貨或者經(jīng)熱處理后交貨，以保證硬度不超過(guò)規(guī)定值，便于制簧。熱軋材可以冷態(tài)制成螺旋彈簧，對(duì)于截面尺寸較大者需加熱后制成彈簧。彈簧成型后再經(jīng)淬火、中溫回火，回火溫度約為350～550℃，以獲得較高屈強(qiáng)比和良好的綜合力學(xué)性能。

因熱軋材截面尺寸較大，故應(yīng)采用淬透性足夠高的牌號(hào)，保證心部淬透。若心部出現(xiàn)非馬氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物，如鐵素體、貝氏體等，則回火后的性能降低，特別是疲勞性能。

冷拉（軋）彈簧鋼材包括鋼絲、鋼帶。這類鋼材的表面質(zhì)量和尺寸精度要求格外嚴(yán)格。鋼絲的生產(chǎn)工藝有油淬火和冷拉兩種。

油淬火鋼絲是把鋼絲冷拔到規(guī)定尺寸后再加熱、油淬火和鉛浴回火，故鋼絲出廠時(shí)已具備所需力學(xué)性能，制成彈簧后只要回火，消除應(yīng)力即可使用。優(yōu)點(diǎn)是整批性能均勻，穩(wěn)定，挺直性好，適于大批量生產(chǎn)，可制造各種重要彈簧，特別是閥門彈簧。牌號(hào)有65Mn、50CrVA、60Si2Mn、55CrSi等。

合金彈簧鋼絲也可以冷拉態(tài)交貨，或經(jīng)退火、正火、回火處理后交貨，制成彈簧后再淬火、回火。其性能不如油淬火鋼絲均勻、穩(wěn)定，生產(chǎn)效率也低，成本高，多用于小批量彈簧生產(chǎn)。

此外，最近也研究了用高頻感應(yīng)加熱處理高強(qiáng)度彈簧鋼絲的工藝。冷拉鋼絲在連續(xù)感應(yīng)加熱裝置上進(jìn)行淬火和回火，其內(nèi)部組織均勻、細(xì)小，塑性和韌性以及彈減抗力、疲勞極限、斷裂韌性等都明顯優(yōu)于常規(guī)處理的鋼絲。這種鋼絲在美國(guó)、日本都已有生產(chǎn)，制造汽車、摩托車的懸掛彈簧、發(fā)動(dòng)機(jī)閥門彈簧，卡車、拖車等的緊急制動(dòng)彈簧及各種高強(qiáng)度機(jī)械彈簧，使用效果令人滿意。另外，感應(yīng)加熱處理在彈簧扁鋼生產(chǎn)上也得到應(yīng)用。

還有一種鋼絲生產(chǎn)工藝，即鉛浴等溫淬火。鋼材奧氏體化后在鉛浴中等溫，生成細(xì)小珠光體組織，然后冷拉到規(guī)定尺寸。通過(guò)調(diào)整鋼中碳含量和冷變形量控制鋼絲的力學(xué)性能，制簧后不需熱處理，只要消除加工應(yīng)力即可使用。應(yīng)用這種工藝生產(chǎn)的都是碳素鋼鋼絲，但也有少數(shù)合金鋼（如65Mn）鋼絲。

冷軋彈簧鋼帶一般也是冷軋或再經(jīng)退火后供貨，制成彈簧后再淬火回火處理，或僅回火以消除加工應(yīng)力。