合金弹簧钢的热处理

合金弹簧钢的热处理

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当弹簧材料的截面较大或使用条件较苛刻时，碳素钢已不能满足使用要求，这类弹簧必须使用合金弹簧钢制造。在合金弹簧钢中由于添加了合金元素，不仅使淬透性增加，而且具有碳素钢所没有的宝贵性能。下面介绍常用合金弹簧钢的热处理规范。

1．硅锰钢的热处理由于我国硅锰合金元素资源丰富，硅锰钢是弹簧钢应用广泛的材料之一。这类钢材具有成本低，淬透性好，抗拉强度、屈服点、弹性极限高，回火稳定性好等优点。但硅锰钢为本质粗晶粒钢，过热敏感、脱碳倾向大、易产生石墨化，所以在热处理时淬火温度不宜过高、保温时间不宜过长，以防止晶粒粗大和脱碳。常用硅锰弹簧钢的热处理工艺及力学性能见表4—9

和表4—10。

表1 常用硅锰钢热处理工艺规范及力学性能

表2 不同回火温度下的硬度值

①试件d=8mm，硝盐炉，保温60min，HRC~2。

2．铬钒钢和铬锰钢的热处理制造弹簧的铬钒钢和铬锰钢常用的有：50CrVA、50CrMn、50CrMnA、60Si2CrA、60Si2CrVA等。由于钢中含有Cr、V等元素，使钢的淬透性得到了显著的改善。同时V和Cr都是强烈的碳化元素，它们的碳化物存在于晶界附近，能有效地阻止晶粒长大。这类钢材虽然碳含量不高，强度稍低一些，但具有很好的韧性，特别优良的疲劳性能。因此，要求高疲劳性能的弹簧，如气门弹簧、调压弹簧、安全阀弹簧几乎都选用50CrVA来卷制。

表3是50CrVA和50CrMn的热处理工艺规范和力学性能。

表3 50CrVA和50CrMn热处理工艺规范和力学性能

3．高强度弹簧钢的热处理这类弹簧钢的特点是强度高、淬透性好，在油中的淬透直径都在50mm以上，用于制造工作温度在250℃以下的高应力弹簧，如气门弹簧、油泵弹簧、汽车悬架弹簧等。这类弹簧在较高温度下回火仍保持较高的强度。为获得高的强度，硬度一般在HRC48～52之间选取。高强度弹簧钢的钢号名称及热处理规范和不同回火温度下的力学性能见表4。

表4 高强度弹簧钢热处理工艺规范和力学性能

4．硅锰新钢种的热处理这类钢是在硅锰钢的基础上，结合我国的资源情况，在钢中加入了硼、钼、钒、铌等合金元素，淬透性比硅锰钢有较大的提高，直径50mm以下在油中都能淬透，脱碳和过热的倾向比硅锰钢低，韧性和疲劳性能则优于硅锰钢。现主要用于制造汽车钢板弹簧。常用的牌号有55SiMnVB、55SiMnMoV、55SiMnMoVNb。其热处理规范和力学性能见表5。

表5 弹簧钢新钢种热处理规范及力学性能

5．耐热弹簧钢的热处理这类钢的牌号有45CrMoV和30W4Cr2V等，主要用于制造汽轮机及锅炉中高温下工作的弹簧。这类材料的淬火和加热温度较高，导热系数低，在高温加热之前要经过预热，一般预热温度在820～870℃之间，预热保温系数为0．5min／mm，

在高温炉中的加热时间不宜取得过长，否则容易引起弹簧表面的氧化和脱碳。一般取10～20s／mm。45CrMoV可用于制造工作温度在450℃以下的弹簧，30W4Cr2V则可制造工作温度在500℃以下的弹簧。45CrMoV和30W4Cr2V的热处理工艺及力学性能见表6。

表6 45CrMoV和30W4Cr2V的热处理规范及力学性能

6．高速弹簧钢的热处理要求在450～600℃的高温条件下工作的弹簧一般用W18Cr4V高速钢来制造。这种弹簧材料以退火状态供应，卷制成形后需要淬火与回火处理。其热处理工艺是：820～850℃预热，预热的时间是加热时间的二倍，在1270～1290~C的温度加热，在580～620C低温盐浴中分级冷却或油冷，然后在600℃进行二次回火，每次1h，或者第二次回火加热到700℃，保温

2h，以提高弹簧的疲劳强度，热处理硬度为HRC52～60。