石油机械所用的弹簧，大都在40～49HRC的硬度范围。为了达到这个硬度要求，通常采用淬火中温回火，得到屈氏体组织或索氏体组织。近年来，国内外也有人进行了弹簧的等温淬火试验，但实际生产中还未采用。要求很高的弹簧，除了进行一般的热处理外，还要采用喷丸处理和其他的强化措施。
淬火加热温度应该合理选择。在晶粒不致长大的条件下，加热温度可以适当高一些，使转变易于发生，并使固溶体溶解度更加均匀。但是，过高的加热温度是忌讳的。特别是锰钢（容易过热）、硅锰钢（容易脱碳），应该严格控制加热温度。
弹簧应均匀地被加热到淬火温度。当截面大时，温度取上限，截面小时取下限。淬火加热炉应保持均匀、准确的炉温。
热成型弹簧允许利用成型后的余热进行淬火。这样，可以免除再一次加热，以降低成本，提高生产效率，减轻氧化脱碳的危害。但是，采用这样的操作必须严格控制加热规范。假若，成型加热时钢已过热，或者，成型动作迟缓，淬火前的温度过低（低于Ar3），都是不允许的。这两种情况，都应该重新加热，再行淬火。
弹簧细的含碳量都很高，淬火后，马氏体的比容很大。因此，淬火剂不应太剧烈，以防变形和开裂。一般都应采用油淬。在某些情况下，碳素弹簧钢和锰弹簧钢可以采用水淬，或者水淬油冷。采用水淬时，水的温度应该在30～40℃左右，不宜低于20℃。弹簧淬入冷却剂后，等表面温度降低至100～150℃时，即取出在空气中继续冷却。
回火应在淬火后立即进行。回火与淬火的间隔，最好不超过1h，以防淬火内应力自行发展而开裂。淬火后的硬度很高，但强度指标却很低，塑性指标和韧性指标也非常低。弹簧淬火后不回火，或者回火不够，是不宜使用的。
弹簧回火温度一般在350～500℃的范围。具体的回火温度应根据不同的弹簧材料和不同的使用要求而定。在炼油厂使用的耐高温的弹簧，其回火温度至少应高于工作温度100℃。
回火时所发生的各种变化，基本上是在回火初期半小时内完成的。因此，弹簧的回火时间，一般除了整个截面到达回火温度所需要的时间外，能有30～60min的保温即可。同时，回火时间还与加热介质和弹簧截面尺寸有关。几个牌号弹簧钢推荐的回火保温时间见表5。
表5 弹簧钢推荐的回火保温时间
注：表中为铅浴中回火时的数据。若是在盐浴中回火，则回火时间应增加25%。
弹簧的组织均匀性和性能均匀性非常重要。过短的回火时间显然不能达到这个要求，是不适宜的。而过长的回火时间对性能改善不大，是不经济的。大多数弹簧钢没有第二类回火脆性，弹簧的回火温度也没有在第二类回火脆性的范围。因此，弹簧回火后可以采用任意冷却方式。但快冷（水冷、油冷）能在弹簧表面造成压应力，对疲劳强度是有利的。
（1）松弛热处理长期受拉伸或压缩的弹簧，在应力低于弹性极限的情况，其长度发生变化（增加或减少），降低应力。这种松弛现象会使控制机构发生偏差（例如使安全阀发生蒸汽泄漏）。
弹簧的松弛现象是由弹性后效引起的。为了避免松弛现象的发生，石油机械的安全阀弹簧及炼厂机械中在较高温度下使用的弹簧，在一般热处理后，往往还要进行松弛热处理。松弛热处理的进行过程是：①预先变形，变形量应超过工作时可能发生的变形量；②在较工作温度略高的温度保持约25h。表6列出几个钢号的松弛热处理温度。
表6 松弛热处理温度
（2）喷丸处理喷丸处理是提高弹簧疲劳强度非常有效的措施之一。国内外已广泛地把它纳入弹簧生产工艺流程。喷丸对弹簧产生三种影响：①表面层因塑性变形而产生强化，硬度、强度均提高；②在表面产生两向压应力，使外加交变对称循环变成小拉应力至大压应力的不对称循环，大大提高疲劳强度；③降低脱碳、裂放、压痕等表面缺陷的损害作用。经过喷丸处理的弹簧与未经喷丸处理的弹簧相比，疲劳强度和使用寿命可以成倍提高。
（3）弹簧热处理缺陷及防止补救措施弹簧常见的热处理缺陷是：氧化、脱碳、过热、过烧、淬裂、硬度不够、软点，等等。这些热处理缺陷的产生原因，缺陷带来的危害，以及防止补救措施等，列于表10中。
（4）在温度较高时采用的弹簧钢石油炼厂机械中，常采用表7所列几个牌号的钢，用作在较高温度下使用的弹簧。
表7 较高温度下使用的弹簧钢
淬火后的回火温度至少要高于工作温度100℃。
4Cr13、W18Cr4V的性能数据，列于本书另外的章节。
（5）在腐蚀条件下采用的弹簧钢石油机械中，与浸蚀性较强的油品及矿水接触的弹簧，常常采用2Cr13、1Cr18Ni9等材料。
2Cr13是马氏体类钢，可以经淬火回火处理，提高弹性极限和疲劳强度，满足弹簧的服役要求。如果采用2Cr13的冷轧钢带或冷拉钢丝冷卷成型弹簧，冷卷后必须进行回火处理。回火温度不宜超过300℃。(www.xing528.com)
1Cr18Ni9是奥氏体类钢。用作弹簧的1Cr18Ni9均以冷轧钢带或冷拉钢丝供应。冷拉钢丝的抗拉强度可达112kgf/mm2（线径7.8mm）至224kgf/mm2（线径0.25mm）。冷卷成型后必须予以回火处理。回火温度不超过450℃。
2Cr13及1Cr18Ni9的耐腐蚀范围及性能数据列于本手册的不锈钢与耐热钢部分。
（6）弹簧钢带与弹簧钢丝
弹簧钢带所用的钢材大部分为碳素钢，如T7、T7A、T8、T8A，等等。也有用合金钢的，如60Si2MnA、50CrVA等。这类钢材大部分是冷轧的。钢材状态有：冷硬的、退火的、预先淬火回火至一定硬度的。
预先淬火回火至一定硬度的弹簧钢带，一般在供应状态已具有σb=130～160kgf/mm2（375～485HB），σb=161～190kgf/mm2（485～600HB）或σb＞190kgf/mm2（＞600HB）的强度，在冷状态下卷制成弹簧后，不必进行淬火回火，只经低温回火（回火温度为230～290℃）即可。
YB 208—1963规定了冷硬状态和退火状态弹簧钢带的力学性能，见表8。
其中，冷硬钢带可根据使用要求及钢带实际达到的力学性能，决定冷卷后是否进行淬火回火处理。退火钢带必须进行淬火回火处理。
弹簧钢丝有碳素钢的，也有合金钢的。
表8 冷硬状态和退火状态弹簧钢带的力学性能
碳素弹簧钢丝是由YB 4—1963、YB 5—1959的一些钢号用不同的工艺生产的。按YB 248—1964，碳素弹簧钢丝在供应状态已具备了需要的力学性能；冷状态下缠绕成型后，不必进行淬火回火处理，只需在180～370℃低温回火。回火时间，小型弹簧15～30min，较大的弹簧1h左右。
按YB 248—1964，碳素弹簧钢丝分为四组：Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅱa组、Ⅲ组。表9是各组碳素弹簧钢丝在供应状态已经具备的力学性能。
按YB 249—1964，合金弹簧钢丝主要由60Si2MnA制造。如果需要，也可向钢厂订购63Si2MnA、50CrVA、60Si2CrVA、55Si2Mn、65Si2MnWA、60Si2Mn弹簧钢丝。
合金弹簧钢丝绕成弹簧后，必须进行热处理（淬火和回火）。
此外，YB 285—1964还规定了铬钒弹簧钢丝。铬钒弹簧钢丝是由50CrVA制成的。这种弹簧在供应状态的硬度为≥33HRC。经840～860℃淬油，370～20℃回火（30min）后，力学性能达到：σb≥150kgf/mm2；ψ=40%；42～50HRC。
表9 各组碳素弹簧钢丝在供应状态已具备的力学性能
（续）
表10 弹簧热处理缺陷及防止、补救措施
表11 按YB5-1959规定的热轧扁形及螺旋弹簧钢的25个钢号
（续）
注：1.序号数字上加有星号（∗）者为石油机械采用的牌号。
2.所列力学性能为钢厂保证的力学性能。
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