弹簧材料比较

表20-2 主要弹簧材料及其许用应力

注：

1.按受力循环次数N不同，弹簧分为三类：Ⅰ类N>106；Ⅱ类

N=103～105以及受冲击载荷的场合；Ⅲ类

N<103。

2.碳素弹簧钢丝按机械性能不同分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅱa、Ⅲ四组，Ⅰ组强度最高，依次为Ⅱ、Ⅱa、

Ⅲ组。

3.弹簧的工作极限应力τ

lim：Ⅰ类≤1.67[τ]；Ⅱ类

≤1.25[τ]；Ⅲ类≤

1.12[τ]。

4.轧制钢材的机械性能

与钢丝相同。

5.碳素钢丝的切变模量

和弹性模量对0.5～

4mm直径有效，>4mm

取下限。

弹簧常用材料

1 综述：该钢为常用弹簧钢。它强度高、淬透性好、脱碳倾向小、价格低、切削加工性好。但有过热敏感性，易产生淬火裂纹，并有回火脆性。用途广泛，用于制造各种截面较小的扁、圆弹簧、板簧和弹簧片。

2 相当于国外牌号：65Γ（俄）、1065（美）、080A67\EN43E（英）。

3 成分（WC%） C:0.62-0.75 Mn0.90-1.20 Si:0.17-0.37 S≤0.030 P≤0.035 Cr≤0.25 Ni≤0.25

4 热处理制度：830℃ OC+540℃ AC （回火、空冷）

5 技术条件规定的性能

60Si2MnA

1综述

它是用途十分广泛的一种合金弹簧钢。该钢淬透性好。淬火回火后具有较高的强度和弹性极限。较高的屈强比（б0.2/бb）和抗松弛能力及回火稳定性。如需用等温淬火其综合性能更好。尤其疲劳寿命显著提高,但该钢脱碳倾向大,冷变形塑性低。切削加工比较重。主要用于250℃以下工作的厚度小于

10mm。直径＜25 mm的各种板簧、螺旋弹簧、安全阀弹簧、减振弹簧、仪表弹簧等。

2 相当于国外牌号:60C2A(俄)；9260(美)；SUP6(日)；250A58、250A61、En45A（英）。

3 化学成份（Wt℅）C 0.56～0.64；Mn 0.60～0.90；Si 1.50～2.00；S≤0.040；P≤0.040； Cr≤0.35；Ni≤0.35。

4 热处理：棒材 870℃ OC+440 回火。

5 技术条件规定性能：

50CrVA

1综述

该钢是高级优质弹簧钢。具有高的比例极限和强度，高的疲劳度和良好的塑性及韧性，良好的回火稳定性，当加热到300℃弹性仍可保持。该钢切削加工性尚好。但冷作塑性较差。焊接性差。适用于制造重要的承受大应力的各种弹簧，使用温度不超过400℃。

2相当于国外牌号 50×Фa（俄）；6150（美）；SUP10（日）；735A50 En75（英）50CV（法）

3化学成份（Wt℅）C 0.45～0.54； Mn 0.50～0.80；Si 0.17～0.37；S≤0.030；P≤0.030；Cr≤0.80～1.10；Ni≤0.35；V 0.10～0.20。

4热处理制度 860℃ OC+440～500℃ OC （回火、油冷）

5技术条件规定的技能

说明：δb 强度极限 Mpa

δ5 长度为5d试样。拉起后的延伸率（%）

δp 比例极限 Mpa

δ10 长度为10d试样。拉起后的延伸率（%）

δ0.2 2%残余伸长屈服长度 Mpa

ψ断面收缩率(%)

OC 油冷

HBS 布氏硬度

WC 水冷

HRC(RC) 洛氏硬度

AC 空冷

HBV 纸氏硬度

65Mn,60Si2Mn,50CrVA弹簧钢的区别

弹簧材料的发展

发布时间：2010年05月31日 浏览次数：1

弹簧应用技术的发展，对材料提出了更高的要求。主要是在高应力下的提高疲劳寿命和抗松弛性能；其次是根据不同的用途，要求具有耐蚀性、非磁性、导电性、耐磨性、耐热性等。为此，弹簧材料除开发了新品种外，另外严格控制化学成分，降低非金属夹杂，提高表面质量和尺寸精度等方面也取得了有益的成效。

1．合金钢的发展气门弹簧和悬架弹簧已广泛应用Si-Cr钢。为了提高疲劳寿命和抗松弛性能，在Si-Cr钢中添加V、Mo。同时开发了Si-Cr拉拔钢丝，其在高温下工作时的抗松弛性能，比琴钢丝好。随着发动机高速小型化，抗颤振性能好、质量轻、弹性模量小的Ti合金得到了较为广泛的应用，其强度可达2000Mpa。

2．不锈钢丝的发展

1 )奥氏体组织不锈钢丝强度比铁素体组织的好，其耐蚀性也优于马氏体组织，因面应用范围不断扩大。

2)低温拔丝或低温氮化拔丝可提高钢丝强度。马氏体受热时组织不稳定，而在低温液体氮中拔丝能形成隐针状马氏体，可获得热态高强度。此种钢丝在美国和日本已有不少应用，但目前只能处理1mm以下的钢丝。

3)电子设备中的精密弹簧要求非磁性，此种钢丝在拉拔加工时，不能生成隐针状马氏体。为此要添加N、Mn、Ni等元素。为了满足这方面的需求，美国开发了AUS205(0.15C-17Cr-1Ni-15Mn-0.3N)和YUS(0.17C-21Cr-5Ni-10Mn-0.3N)。由于Mn的含量增加，加工中不会生成隐针状马氏体。经固溶处理，强度可达2000Mpa，疲劳性能高，优于SUS304。

3．提高材料纯度对高强度材料，严格控制夹杂，提高纯度以保证其性能。如气门弹簧材料的含氧量，目前已达20×10ˉ６发展。

4．改善表面质量材料表面质量对疲劳性能影响很大。为了保证表面质量，对有特殊要求的材料采用剥皮工艺将表层0.1mm。对0.5mm深度的缺陷采用涡流探伤。对拔丝过程表面产生的凹凸不平，可用电解研磨，使表面粗糙降到Ra=6.5～3.4μm。

5．电镀钢丝的发展在特殊情况下，除要求弹簧特性外，还要求耐蚀、导电等附加性能，大多均采用电镀工艺解决。部分不锈钢丝和琴钢丝的耐蚀性能相当于镀锌的耐蚀性能，若再镀一层ZnAl(5%)的合金，则耐蚀性可提高约3倍。对电阻性能有要求的不锈钢丝或琴钢丝，钢丝直径小于0.4mm的可镀铜，大于0.4mm的可采用内部是铜，外部是不锈钢材料。一般琴钢丝镀5μm厚的Ni，可提高其导电性。

2 弹簧材料的发展

随着弹簧应用技术的发展，对弹簧材料提出了更多的要求。主要是在高应力下的提高疲劳寿命和抗松弛性能方面；其次是根据不同的用途，要求具有耐蚀性、非磁性、导电性、耐磨性、耐热性等方面。为此，弹簧材料除开发了新品种外，另从严格控制化学成分，降低非金属夹杂，提高表面质量和尺寸精度等方面取得了有益的成效。

（1）弹簧钢生产工艺的发展为了提高弹簧钢的质量，工业发达国家已普通采用炉外精炼技术、连铸工艺、新型轧制和在线自动检测及控制设备等。