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时间：2023-10-14

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弹簧钢
科技名词定义
中文名称：
弹簧钢 
英文名称：
spring steel 
定义：
含碳量为0.60%～0.95%的碳钢，是经冷变形强化的一种较好的弹簧钢丝，用于制作各种弹簧。 
应用学科：
机械工程（一级学科）；仪器仪表材料（二级学科）；弹性材料(仪器仪表)（三级学科） 
本内容由全国科学技术名词审定**审定公布 
 
弹簧钢主要是有好的弹性，又由于它是在动载荷环境条件下工作的，所以对制造弹簧的材质较主要的应有高的屈服强度；在承受重载荷时不引起塑性变形；应有高的疲劳强度，在载荷反复作用下具有长的使用寿命；并有足够的韧性和塑性，以防在冲击力作用下突然脆断。
　　弹簧钢是指由于在淬火和回火状态下的弹性，而专门用于制造弹簧和弹性元件的钢。钢的弹性取决于其弹性变形的能力，即在规定的范围之内，弹性变形的能力使其承受一定的载荷，在载荷去除之后不出现*变形。 
　　弹簧钢应具有优良的综合性能，如力学性能(特别是弹性极限、强度极限、屈强比)、抗弹减性能(即抗弹性减退性能，又称抗松弛性能)、疲劳性能、淬透性、物理化学性能(耐热、耐低温、抗氧化、耐腐蚀等)。为了满足上述性能要求，弹簧钢具有优良的冶金质量(高的纯洁度和均匀性)、良好的表面质量(严格控制表面缺陷和脱碳)、精确的外形和尺寸。 
　　根据GB/T 13304《钢分类》标准，按照基本性能及使用特性一，弹簧钢属于机械结构用钢；按照质量等级，属于特殊质量钢，即在生产过程中需要特别严格控制质量和性能的钢。按照我国习惯，弹簧钢属于特殊钢 ，制作弹簧钢的时候技术要求比较高，技术的过硬直接决定品质的高低。 
弹簧钢分类
根据GB/T 13304 标准，弹簧钢按照其化学成分分为非合金弹簧钢(碳素弹簧钢)和合金弹簧钢。 
　　1.碳素弹簧钢 
　　碳素弹簧钢的碳含量(质量分数)一般在0.62%~0.90%。按照其锰含量又分为一般锰含量(质量分数) (0.50%~0.80%)如65、70、85和较高锰含量(质量分数) (0.90~1.20%)，如65Mn两类。 
　　2.合金弹簧钢 
　　合金弹簧钢是在碳素钢的基础上，通过适当加入一种或几种合金元素来提高钢的力学性能、淬透性和其他性能，以满足制造各种弹簧所需性能的钢。 
　　合金弹簧钢的基本组成系列有，硅锰弹簧钢、硅铬弹簧钢、铬锰弹簧钢、铬钒弹簧钢、钨铬钒弹簧钢等。在这些系列的基础上，有一些牌号为了提高其某些方面的性能而加入了钼、钒或硼等合金元素。 
　　此外，还从其他钢类，如优质碳素结构钢、碳素工具钢、高速工具钢、不锈钢，选择一些牌号作为弹簧用钢。 
按照生产加工方法分类
　　1. 热轧 (锻) 钢材 包括热轧轧圆钢、方钢、扁钢、钢板，锻制圆钢、方钢。 
　　2. 冷拉 (轧) 钢材 包括钢丝、钢带、冷拉材 (冷拉圆钢)。 
按照钢材交货状态分类
　　1. 热轧 (锻) 钢材 
　　A.以热轧 (锻) 状态交货 钢材经热成形制成弹簧，然后进行淬火和回火处理。 
　　B.以退火状态交货 钢材经冷成形制成弹簧，然后进行淬火和回火处理。 
　　以上均应符合相应的交货状态硬度的规定。 
　　2. 冷拉 (轧) 钢材 
　　A.钢丝 
　　① 铅浴等温淬火冷拉钢丝(又称派登脱处理冷拉钢丝) 钢丝制成弹簧后只需进行低温回火，以消除应力。 
　　② 油淬火和回火钢丝 冷拉成所需尺寸后，进行连续加热、连续油淬火和铅回火。钢丝制成弹簧后只需进行底温火，以消除应力。 
　　③ 冷拉钢丝 (即不经淬火和回火处理的钢丝) 
　　a. 以冷拉状态交货。 
　　b. 以退火、正火或回火处理状态交货。 
　　以上两种状态交货的钢丝制成弹簧后均需进行淬火和回火处理。 
　　B.钢带 
　　① 冷轧状态交货 制成弹簧后需进行低温回火，以消除应力。 
　　② 淬火和回火状态交货 制成弹簧后需进行低温回火，以削除应力。 
　　③ 退火火状态交货 制成弹簧后需进行淬火和回火处理 
　　C.冷拉钢材 
　　以退火状态交货 钢材经冷成形制成弹簧，然后进行淬火和回火处理。 
其他分类方法
　　除以上所述外，还有一些其他分类方法，例如： 
　　按交货条件要求不同可分为按化学成分(力学性能)交货和按淬透性交货。 
　　按弹簧工作条件可分为承受静载荷弹簧钢、承受冲击载荷弹簧钢、耐高(低)温弹簧和耐腐蚀弹簧钢等。 
弹簧钢
　　弹簧在冲击、振动或长期交应力下使用，所以要求弹簧钢有高的抗拉强度、弹性极限、高的疲劳强度。在工艺上要求弹簧钢有一定的淬透性、不易脱碳、表面质量好等 碳素弹簧钢即含碳量WC在0.6%-0.9%范围内的优质碳素结构钢。合金弹簧钢主要是硅锰系钢种，它们的含碳量稍低，主要靠增加硅含量Wsi提高性能；另外还有硌、钨、钒的合金弹簧钢。近年来，结合我国资源，并根据汽车、拖拉机设计新技术的要求，研制出在硅锰钢基础上加入硼、铌、钼等元素的新钢种，延长了弹簧的使用寿命，提高了弹簧质量 
弹簧钢性能要求
　　弹簧在冲击、振动或长期交应力下使用，所以要求弹簧钢有高的抗拉强度、弹性极限、高的疲劳强度。在工艺上要求弹簧钢有一定的淬透性、不易脱碳、表面质量好等 碳素弹簧钢即含碳量WC在0.6%-0.9%范围内的优质碳素结构钢。合金弹簧钢主要是硅锰系钢种，它们的含碳量稍低，主要靠增加硅含量Wsi提高性能；另外还有硌、钨、钒的合金弹簧钢。近年来，结合我国资源，并根据汽车、拖拉机设计新技术的要求，研制出在硅锰钢基础上加入硼、铌、钼等元素的新钢种，延长了弹簧的使用寿命，提高了弹簧质量。 
弹簧钢生产工艺
　　一般弹簧钢可用电炉、平炉或氧气转炉生产；质量较好或具有特殊性能的优质弹簧钢，用电渣炉或真空炉炼制。弹簧钢中碳、锰、硅等主要元素的规定含量范围较窄，冶炼时必须严格控制化学成分。硅含量较高时容易形成气泡等缺陷，钢锭锻轧后冷却不当时易产生白点。因此，冶炼用的原材料必须干燥，尽量除去气体及夹杂物，而且要避免钢水过热。 
　　弹簧钢在轧制加工中须特别注意脱碳和表面质量。钢材表面严重脱碳时，会显着降低钢的疲劳极限。对于高硅弹簧钢如70Si3MnA，应注意避免石墨化。因此，在热加工时停轧温度不应过低(≥850℃),避免在石墨化较易形成的温度范围(650～800℃)内停留时间过长。 
　　弹簧制成后经喷丸处理能使弹簧表层产生残余压应力，以抵销表层上的部分工作应力，抑制表层裂缝的形成，这可显着提高弹簧的疲劳极限。

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