弹簧钢选材和处理方法

时间：2023-06-29 理论教育版权反馈

【摘要】：弹簧要求有较高的疲劳强度、较好的塑性和韧性，要使弹簧钢具备以上条件，应选择碳含量适当的合金钢，并经热处理后才能实现。对经淬火、回火的弹簧，要求钢材有良好的淬透性、低的过热敏感性且不容易产生脱碳，并在热状态下容易绕制成形。由于弹簧钢必须具备有高强度和高的屈服点及疲劳极限，一般选择较高的碳含量。常用的弹簧钢材料有70钢、65Mn钢、60Si2Mn钢、50CrVA钢等。

弹簧钢选材和处理方法

弹簧能在不产生永久变形的情况下吸收弹性功，从而可通过弹性变形来吸收冲击能量，起到减缓冲击和避振的作用；同时，它还可以利用储存的能量使机件完成某些动作。故弹簧是比较重要的机械零件之一，应用十分广泛。弹簧要求有较高的疲劳强度、较好的塑性和韧性，要使弹簧钢具备以上条件，应选择碳含量适当的合金钢，并经热处理后才能实现。一般来说，弹簧要求基体组织为回火托氏体，因为回火托氏体有极高的弹性极限，同时又具备一定的塑性。

对经淬火、回火的弹簧，要求钢材有良好的淬透性、低的过热敏感性且不容易产生脱碳，并在热状态下容易绕制成形。对冷拔钢丝制造的小弹簧，则要求有均匀的硬度和良好的绕制性能。为了提高弹簧的使用寿命，要求弹簧在工作时有良好的表面质量，保证它们能具有高的疲劳性能。由于弹簧钢必须具备有高强度和高的屈服点及疲劳极限，一般选择较高的碳含量。碳素弹簧钢的碳含量在0.6%~1.05%（质量分数）范围内，由于碳素弹簧钢淬透性较差，直径大于10~15mm时即不易淬透，其心部将出现铁素体和珠光体，从而降低弹簧的屈服点，使弹簧容易产生变形而导致早期失效。大截面的弹簧，必须采用合金弹簧钢来制造，合金弹簧钢的碳含量一般在0.46%~0.74%（质量分数）范围内，加入的合金元素有硅、锰、铬、钒、钨等。

常用的弹簧钢材料有70钢、65Mn钢、60Si2Mn钢、50CrVA钢等。含硅弹簧钢表面脱碳敏感性加大，不管是原材料的脱碳层还是后续热处理过程造成的脱碳层，都会使弹簧材料的疲劳寿命降低。图2-77所示为60Si2Mn表面及次表面脱碳层组织，图2-78所示为未脱碳部位的网状铁素体+细片状珠光体组织。图2-79和图2-80所示为60Si2Mn经淬火回火后得到的回火托氏体、马氏体及少量细条块状未溶铁素体，组织不均匀，并残留铁素体，表明淬火加热不足，同时有马氏体存在，表明回火不充分。图2-81和图2-82所示为60Si2Mn经等温淬火后得到的下贝氏体组织。