1.弹簧钢的定义: 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永久变形。 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《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. 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。 弹簧钢概述 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 弹簧钢的特性: ①高的弹性极限σe和屈强比σs/σb,以保证优良的弹性性能,即吸收大量的弹性能而不产生塑性变形; ②高的疲劳极限,疲劳是弹簧的最主要破坏形式之一,疲劳性能除与钢的成分结构有关以外,还主要地受钢的冶金质量(如非金属夹杂物)和弹簧表面质量(如脱碳)的影响; ③足够的塑性和韧性,以防止冲击断裂; ④其它性能,如良好的热处理和塑性加工性能,特殊条件下工作的耐热性或耐蚀性要求等。 2.成分特点钢中碳与合金元素的含量及作用为: (1)中、高碳一般地,碳素弹簧钢wc=0.6％~0.9％,合金弹簧钢wc=0.45％~0.70％,经淬火加中温回火后得到回火托氏体组织,能较好地保证弹簧的性能要求。 (2)合金元素普通用途的合金弹簧钢一般是低合金钢。主加元素为si、mn、cr等,其主要作用是提高淬透性、固溶强化基体并提高回火稳定性;辅加元素为mo、w、v等强碳化物形成元素,主要作用有防止si引起的脱碳缺陷、mn引起的过热缺陷并提高回火稳定性及耐热性等。