55CrMnA彈簧鋼鋼材

彈簧在沖擊、振動或長期交應力下使用，所以要求彈簧鋼有高的抗拉強度、彈性極限、高的疲勞強度。在工藝上要求彈簧鋼有一定的淬透性、不易脫碳、表面質量好等 碳素彈簧鋼即含碳量WC在0.6%-0.9%范圍內的優質碳素結構鋼。合金彈簧鋼主要是硅錳系鋼種，它們的含碳量稍低，主要靠增加硅含量Wsi提高性能；另外還有硌、鎢、釩的合金彈簧鋼。近年來，結合中國資源，并根據汽車、拖拉機設計新技術的要求，研制出在硅錳鋼基礎上加入硼、鈮、鉬等元素的新鋼種，延長了彈簧的使用壽命，提高了彈簧質量。

彈簧鋼材有熱軋材、冷拉鋼材、冷軋鋼帶等。彈簧鋼的冶煉是很重要的，必須保證有優良的冶金質量，不僅要保證準確的化學成分，而且要有高純凈度，硫、磷、氧、氮等含量要低，鋼質均勻性、穩定性要好。彈簧鋼的冶金質量應達到優質鋼、高級優質鋼的水平。

彈簧鋼的表面質量和尺寸精度對彈簧的性能和壽命有極大的影響。因為彈簧鋼材交貨狀態的表面除去表面噴丸強化之外不再進行加工，因而也就是成品彈簧的工作表面，原有表面上的各種缺陷也留給了彈簧。所以彈簧鋼材表面要求極高，對脫碳、裂紋、折疊、結疤、夾雜、分層等限制極嚴。各種表面缺陷會使彈簧早期破壞、縮短壽命。以圓截面的鋼絲為例，成品彈簧的強度和剛度分別與鋼絲直徑的三次方和四次方成正比，鋼絲直徑的微小變化會導致彈簧性能的巨大波動，所以要嚴格控制鋼材的外形和尺寸公差。這樣，彈簧鋼的加工變形（熱軋、冷軋、冷拔等）就十分重要了，必須極認真地對待。

熱軋彈簧鋼材有圓鋼、方鋼、扁鋼等。鋼材表面質量要求較高，可以熱軋態交貨或者經熱處理后交貨，以保證硬度不超過規定值，便于制簧。熱軋材可以冷態制成螺旋彈簧，對于截面尺寸較大者需加熱后制成彈簧。彈簧成型后再經淬火、中溫回火，回火溫度約為350～550℃，以獲得較高屈強比和良好的綜合力學性能。

因熱軋材截面尺寸較大，故應采用淬透性足夠高的牌號，保證心部淬透。若心部出現非馬氏體轉變產物，如鐵素體、貝氏體等，則回火后的性能降低，特別是疲勞性能。

冷拉（軋）彈簧鋼材包括鋼絲、鋼帶。這類鋼材的表面質量和尺寸精度要求格外嚴格。鋼絲的生產工藝有油淬火和冷拉兩種。

油淬火鋼絲是把鋼絲冷拔到規定尺寸后再加熱、油淬火和鉛浴回火，故鋼絲出廠時已具備所需力學性能，制成彈簧后只要回火，消除應力即可使用。優點是整批性能均勻，穩定，挺直性好，適于大批量生產，可制造各種重要彈簧，特別是閥門彈簧。牌號有65Mn、50CrVA、60Si2Mn、55CrSi等。

合金彈簧鋼絲也可以冷拉態交貨，或經退火、正火、回火處理后交貨，制成彈簧后再淬火、回火。其性能不如油淬火鋼絲均勻、穩定，生產效率也低，成本高，多用于小批量彈簧生產。

此外，最近也研究了用高頻感應加熱處理高強度彈簧鋼絲的工藝。冷拉鋼絲在連續感應加熱裝置上進行淬火和回火，其內部組織均勻、細小，塑性和韌性以及彈減抗力、疲勞極限、斷裂韌性等都明顯優于常規處理的鋼絲。這種鋼絲在美國、日本都已有生產，制造汽車、摩托車的懸掛彈簧、發動機閥門彈簧，卡車、拖車等的緊急制動彈簧及各種高強度機械彈簧，使用效果令人滿意。另外，感應加熱處理在彈簧扁鋼生產上也得到應用。

還有一種鋼絲生產工藝，即鉛浴等溫淬火。鋼材奧氏體化后在鉛浴中等溫，生成細小珠光體組織，然后冷拉到規定尺寸。通過調整鋼中碳含量和冷變形量控制鋼絲的力學性能，制簧后不需熱處理，只要消除加工應力即可使用。應用這種工藝生產的都是碳素鋼鋼絲，但也有少數合金鋼（如65Mn）鋼絲。

冷軋彈簧鋼帶一般也是冷軋或再經退火后供貨，制成彈簧后再淬火回火處理，或僅回火以消除加工應力。