彈簧鋼是專(zhuān)門(mén)用來(lái)制造各種彈簧和彈性元件或類(lèi)似性能要求的結(jié)構(gòu)零件的主要材料。
1．性能要求①高的彈性極限σe和屈強(qiáng)比σs/σb，以保證優(yōu)良的彈性性能，即吸收大量的彈性能而不產(chǎn)生塑性變形；②高的疲勞極限，疲勞是彈簧的主要破壞形式之一，疲勞性能除與鋼的成分結(jié)構(gòu)有關(guān)以外，還主要地受鋼的冶金質(zhì)量（如非金屬夾雜物）和彈簧表面質(zhì)量（如脫碳）的影響；③足夠的塑性和韌性，以防止沖擊斷裂；④其它性能，如良好的熱處理和塑性加工性能，特殊條件下工作的耐熱性或耐蝕性要求等。
2．成分特點(diǎn)鋼中碳與合金元素的含量及作用為：
（1）中、高碳一般地，碳素彈簧鋼 wc＝0.6%~0.9%，合金彈簧鋼 wc＝0.45%~0.70%，經(jīng)淬火加中溫回火后得到回火托氏體組織，能較好地保證彈簧的性能要求。
（2）合金元素普通用途的合金彈簧鋼一般是低合金鋼。主加元素為Si、Mn、Cr等，其主要作用是提高淬透性、固溶強(qiáng)化基體并提高回火穩(wěn)定性；輔加元素為Mo、W、V等強(qiáng)碳化物形成元素，主要作用有防止Si引起的脫碳缺陷、Mn引起的過(guò)熱缺陷并提高回火穩(wěn)定性及耐熱性等。
3．常用彈簧鋼表12-10為我國(guó)常用彈簧鋼的牌號(hào)、性能特點(diǎn)和主要用途，其成分、熱處理工藝和力學(xué)性能可參照有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（如GB1222－1984）。
常用主要彈簧鋼的牌號(hào)性能特點(diǎn)與用途
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種類(lèi) |
鋼號(hào) |
性能特點(diǎn) |
產(chǎn)要用途 |
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碳素彈簧鋼 |
普通Mn量 |
65 |
硬度、強(qiáng)度、屈強(qiáng)比高，但淬透性差，耐熱性不好，承受動(dòng)載和疲勞載荷的能力低 |
價(jià)格低廉，多應(yīng)用于工作溫度不高的小型彈簧(<12mm)或不重要的較大彈簧 |
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70 |
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85 |
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較高M(jìn)n量 |
65Mn |
淬透性、綜合力學(xué)性能優(yōu)于碳鋼，但對(duì)過(guò)熱比較敏感 |
價(jià)格較低，用量很大，制造各種小截面 (<15mm) 的扁簧、發(fā)條、減震器與離合器簧片，剎車(chē)軸等 |
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合金彈簧鋼 |
Si-Mn系 |
55Si2Mn |
強(qiáng)度高、彈性好，抗回火穩(wěn)定性佳；但易脫碳和石墨化。含B鋼淬透性明顯提高 |
主要的彈簧鋼類(lèi)，用途很廣，可制造各種中等截面(<25mm)的重要彈簧，如汽車(chē)、拖拉機(jī)板簧、螺旋彈簧等 |
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60Si2Mn |
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55Si2MnB |
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55SiMnVB |
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Cr系 |
50CrVA |
淬透性優(yōu)良、回火穩(wěn)定性高、脫碳與石墨化傾向低；綜合力學(xué)性能佳，有一定的耐蝕性，含V、Mo、W等元素的彈簧具有一定的耐高溫性；由于均為高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼，故疲勞性能進(jìn)一步改善 |
用于制造載荷大的重型大型尺寸（50~60mm）的重要彈簧，如發(fā)動(dòng)機(jī)閥門(mén)彈簧、常規(guī)武器 |
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