常用弹簧钢的牌号、成分、热处理、性能及用途
钢号60 75 85 65Mn 60Si2Mn 50CrVA
主要成分, %
C
0.62~0.
70
0.72~0.
80
0.62~0.
70
0.62~0.70 0.57~0.65 0.46~0.54 Mn
0.50~0.
80
－
0.90~1.
20
0.90~1.20 0.60~0.90 0.50~0.80 Si
0.17~0.
37
－
0.17~0.
37
0.17~0.37 1.50~2.00 0.17~0.80 Cr ≤0.25 －≤0.25 ≤0.25 ≤0.30 0.80~1.10
热处理
淬
火,℃
840(油) 820(油) 830(油) 830(油) 870(油) 850 回
火,℃
480 －480 480 460 520
机械性能σb MPa 800 900 800 800 1200
σs MPa 1000 1100 1000 1000 1300
δ5 % 9 7 8 8 5 10
应用范围截面<12mm~15mm的小弹簧截面≤25mm的弹簧,例如车
箱板簧,机车板簧,缓冲卷
簧
截面≤30mm的
重要弹簧,例
如小型汽车、
载重车板簧，
扭杆簧，低于
350℃的耐热
弹簧
几种常用的弹簧钢简介 [我的钢铁] 2003年9月24日 11:48
1．70号钢
1.1综述：该钢有较高强度，但淬透性较低，适宜于制造截面较小的弹簧（φ≤15mm）。冷作硬化的钢丝，在冷状态下缠绕成形，只作低温回火，消除应力。该钢切削加工性尚好，淬火变形大。主要用于不经淬火的小型螺旋弹簧、弹簧片、弹性垫圈、止动圈等。
1.2相当于国外牌号：70（俄）、1070（美）、060A72（英）、XC70（法）。
1.3成分 C: 0.67-0.75% Mn:0.50-0.80% Si:0.17-0.37% S≤0.035% P≤0.035% Cr≤0.25% Ni≤0.25% Cu≤0.25%
1.4热处理制度：棒材：830℃ OC+480℃ AC
2．T9A
2.1综述：该钢为高级优质碳素工具钢和弹簧钢。淬火回火后具有较高的硬度和韧性，淬透性差，淬火变形大，塑性较低，常用于制造具有较高硬度、不受剧烈震动冲击的工具和弹簧。
2.2相当于国外牌号：C85W1（德）、Y9A（俄）、W1-0.9C（美）、Y190（法）。 2.3成分（WC%） C:0.85-0.94 Mn≤0.40 Si≤0.35 S≯0.020 P≯0.030
2.4热处理制度：760-780℃ WC+140-200℃ AC
2.5技术条件规定的性能：品种标准热处理制度δb/MPa δ5/℅ HBS 钢带 YB/T5058-1993 退火≤735 ≥10 —钢带 YB/T5058-1993 冷硬 735-1175 ——钢板 GB/T3278-1982 退火或高温回火——≤223 钢丝 GB/T5952-1982 760-780℃ WC —— H RC≥162 钢丝 GB/T5952-1982 退火——≤192
3．65Mn
3.1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。
3.2相当于国外牌号：65Γ（俄）、1065（美）、080A67\EN43E（英）。
3.3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 3.4热处理制度：830℃ OC+540℃ AC （回火、空冷）
3.5技术条件规定的性能品种标准热处理制度δb/MPa δ5/℅ HBS 棒材 GB/T1222-1984 退火或高温回火——≤285 棒材 GB/T1222-1984 830℃ 油淬+540回火——≤269 带材 YB/T5080-1993 退火(δ≤1.5mm) 735 15 —带材 YB/T5080-1993 冷硬 735-1175 ——板材 GB/T3279-1989 退火或高温回火 835 12 —
4．60Si2MnA
4．1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。
4．2相当于口外牌号:60C2A(俄)；9260(美)；SUP6(日)；250A58、250A61、En45A（英）。
4．3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。
4．4热处理制度：棒材870℃ OC+440 回火。
4．5技术条件规定性能：品种标准热处理制度δb/MPa δ0.2/MPa δ10/℅ 4/℅ HBS 棒材
GB/T1222~1984 870℃、OC、+440℃ 1570 1375 5 20 ～带材 YB/T5058~1993 冷硬 785~1175 ～～～～带材 YB/T5058~1993 退火≤885 ～ 10 ～～丝材(75mm) GB/T5218~1999 冷拉 1030 ～～～≤302 5．50CrVA
5．1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℃。
5．2相当于口外牌号50×Фa（俄）；6150（美）；SUP10（日）；735A50 En75（英）50CV（法）
5．3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。
5．4热处理制度860℃ OC+440～500℃ OC （回火、油冷）
5．5技术条件规定的技能品种标准热处理制度δb δ0.2 δ5 ψ HBS 棒材 GJB1951—1994 860℃ OC+440~500 OC 1270 1080 10 45 ≥363 棒材 GB/T1222—1984 860℃ OC+500℃ OC 1275 1130 10 40 ～丝材 GB/T3079—1993 860℃ OC+460~520℃ OC 1273 1080 10 45 ～丝材 YB/T5136—1993 退火
≤785 ～～～≤240 丝材 YB/T5136—1993 冷拉≤1030 ～～～≤306 丝材 YB/T5136—1993 860℃ OC+370~420℃ OC 1470~1765 ～～ 40 ～带材 YB/T5058—1993 退火≤880 ～≥10 ～～带材YB/T5058—1993 冷硬 785~1175 ～～～～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
攀枝花学院 学生课程设计（论文） 题目：65Si2MnW A弹簧钢的热处理工艺设计学生姓名： 学号： 所在院(系)：材料工程学院 专业： 20 XX级材料成型及控制工程班级：材料成型及控制工程一班 指导教师： X X 职称：讲师 2013年12月15日 攀枝花学院教务处制
攀枝花学院本科学生课程设计任务书 注：任务书由指导教师填写。
课程设计（论文）指导教师成绩评定表
摘要 本课设计了65Si2MnWA弹簧钢的热处理工艺设计。其主要的工艺过程包括锻造、预备热处理（去应力退火）、渗碳、油淬火+低温回火等过程。通过各种不同的工艺过程进行恰当的处理可以获得各种性能良好的材料并且满足各项性能的要求。65Si2MnWA弹簧钢是热轧弹簧钢中合金弹簧钢的一种，钢中含碳量增加能有效的提高冷变形强化或马氏体相变强化效果，获得较高的强度和弹性极限，这是碳素弹簧钢的主要优点。但是，碳素弹簧钢的淬透性小，抗应力松弛性能不够好、耐蚀性差和弹性模量温度系数较大，只能用于制造截面积较小、工作温度不高的弹簧。为了改善上述性能，在钢中加入Si、Mn、Cr、Ni、V、W、Nb及B等合金元素制成合金弹簧钢。 关键词：65Si2MnWA弹簧钢，去应力退火，淬火，低温回火
目录 摘要 (Ⅰ) 1、设计任务 (1) 1.1设计任务 (1) 1.2设计的技术要求 (1) 2、设计方案 (2) 2.1 65Si2MnWA弹簧钢设计的分析 (2) 2.1.1工作条件 (2) 2.1.2失效形式 (2) 2.1.3性能要求 (2) 2.2钢种材料 (3) 3、设计说明 (4) 3.1加工工艺流程 (4) 3.2具体热处理工艺 (4) 3.2.1预备热处理工艺 (5) 3.2.2机械加工 (5) 3.2.3渗碳工艺 (5) 3.2.4淬火+低温回火热处理工艺 (6) 4、质量检验项目 (7) 5、分析与讨论 (8) 6、结束语 (9) 7、热处理工艺卡片 (10) 参考文献 (11)
弹簧钢丝的标准及用途牌号 摘要我国弹簧纲丝标准是参照ISO和JIS制订的，本文以ISO和JIS为依据，分析了弹簧纲丝现行国家标准和行业标准的适用范围，各组别之间隐含的的差别，对弹簧钢丝的生产和使用都有参考价值。 关键词弹簧钢丝、标准、适用范围 弹簧是机械行业和日常生活中最常用的零件，弹簧主要作用是利用自身形变时所储存的能量来缓和机械或零部件的震动和冲击、控制机械或零部件的运动。 1、弹簧钢丝的使用特性和用途 弹簧在弹性范围内使用，卸载后应回复到原来位置，希望塑性变形越小越好，因此钢丝应具有高的弹性极限，屈服强度和抗拉强度。屈强比越高，弹性极限就越接近抗拉强度，因而越能提高强度利用率，制成的弹簧弹力越强。 弹簧依靠弹性变形吸收冲击能量，所以弹簧钢丝不一定要有很高的塑性，但起码要有能承受弹簧成型的塑性，以及足够的能承受冲击能量的韧性。 弹簧通常在交变应力作用下长期工作，因此要有很高的疲劳极限，以及良好的抗蠕变和抗松弛性能。 在特定环境中使用的弹簧，对钢丝还会有一些特殊要求，例如：在腐蚀介质中使用的弹簧，必须有良好的抗腐蚀性能。精密仪器中使用的弹簧，应具有长期稳定性和灵敏性，温度系数要低，品质因素要高，后效作用要小，弹性模量要恒定。在高温条件下工作的弹簧，要求在高温时仍能保持足够的弹性极限和良好的抗蠕变性能等。 此外，还应考虑弹簧钢丝的成形工艺和热处理工艺。冷拉弹簧钢丝和油淬火回火弹簧钢丝都以供货状态钢丝直接绕制弹簧，弹簧成形后经消除应力处理直接使用。冷拉弹簧钢丝的抗拉强度要略高于油淬火回火钢丝。大规格冷拉钢丝弹力太大，绕制弹簧很困难，所以冷拉弹簧钢丝使用规格一般小于8.0mm，油淬火回火钢丝使用规格一般小于13.0mm。实际上直径13.0mm弹簧多选用轻拉状态弹簧钢丝，冷拉绕制成形后再淬回火使用。直径15.0mm以上钢丝大多采用加热绕制工艺制簧。 弹簧根据运行状态可分为静态簧和动态簧。静态弹簧指服役期振动次数有限的弹簧，如安全阀弹簧，弹簧垫，秤盘弹簧，定载荷弹簧，机械弹簧，手表游丝等。动态弹簧指服役期振动次数达1×106次以上的弹簧，如发动机阀门弹簧，车辆悬挂簧，防震弹簧，联轴器弹簧，电梯缓冲弹簧等。静态弹簧选材时主要考虑抗拉强度和稳定性，动态弹簧选材时主要考虑疲劳，松弛及共振性能。 弹簧根据负荷状况可分为轻载荷、一般载荷和重载荷三种状态。轻载荷指承受静态应力，应力较低，变形量较小的弹簧，如安全装置用弹簧，吸收振动用弹簧等。设计使用寿命103～104次。 一般载荷指设计寿命105～106次，在振动频率300次/min条件下使用的普通弹簧。在许用应力范围内，寿命保证1×106次，载荷应力越低，寿命越长。 重载荷指长时间工作、振动频繁的弹簧。如阀门弹簧，空气锤、压力机、液压控制器弹簧，其载荷较高，常常在低于许用应力10%左右使用，使用寿命大于1×106次，通常为107次。 弹簧选材的原则是：首先满足功能要求，其次是强度要求，最后才考虑经济性。 碳素弹簧钢是弹簧钢中用途广泛，用量最大的钢类。钢中含0.60%～0.90%的碳和0.3%～1.20%的锰，不再添加其它合金元素，使用成本相对较低。碳素弹簧钢丝经适当的加工或热
常用国内外钢材牌号对照表 中国 美国 日本 德国 英国 法国 前苏联 国际标准化组织 GB AST JIS DIN 、DINEN BS 、BSEN NF 、NFEN ΓOCT ISO 630 品 名 牌号 牌号 牌号 牌号 牌号 牌号 牌号 Q195 Cr.B Cr.C SS330 SPHC SPHD S185 040 A10 S185 S185 CT1K П CTlC П CTl ПC Q215A Cr.C Cr.58 SS 330 SPHC 040 A12 CT2K П—2 CT2C П—2 CT2ПC —2 Q235A Cr.D SS400 SM400A 080A15 CT3K П—2 CT3C П—2 CT3ПC —2 E235B Q235B Cr.D SS400 SM400A S235JR S235JRGl S235JRG2 S235JR S235JRGl S235JRG2 S235JR S235JRGl S235JRG2 CT3K П—3 CT3C П—3 CT3ПC —3 E235B Q255A SS400 SM400A CT4K П—2 CT4C П—2 CT4ПC —2 普 通 碳 素 结 构 钢 Q275 SS490 CT5C П—2 CT5ПC —2 E275A
中国 美国 日本 德国 英国 法国 前苏联 国际标准化组织 GB AST JIS DIN 、DINEN BS 、BSEN NF 、NFEN ΓOCT IS0 630 品 名 牌号 牌号 牌号 牌号 牌号 牌号 牌号 08F 1008 1010 SPHD SPHE 040A10 80K П 10 1010 S10C S12C CKl0 040A12 XCl0 10 C101 15 1015 S15C S17C CKl5 Fe360B 08M15 XCl2 Fe306B 15 C15E4 20 1020 S20C S22C C22 IC22 C22 20 25 1025 S25C S28C C25 IC25 C25 25 C25E4 40 1040 S40C S43C C40 IC40 080M40 C40 40 C40E4 45 1045 S45C S48C C45 IC45 080A47 C45 45 C45E4 50 1050 S50C S53C C50 IC50 080M50 C50 50 C50E4 优 质 碳 素 结 构 钢 15Mn 1019 080A15 15r
S i M n弹簧钢的热处理工 艺 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
50Si2Mn弹簧钢的热处理工艺 目录 1 选材论证 弹簧刚定义 弹簧钢分类 截面硬度分部曲线 2 材料选择 给定条件 技术要求 材料的选择 材料合金元素的分析 3 设计说明书 工艺流程 原材料检验 预备热处理 淬火加中温回火 去应力退火 交验 工装图 4 技术文件 真空炉设备的简介及操作规程
工艺守则 金相组织检验规程 常用炉型的选择 5 参考文献 摘要 通用合金弹簧钢是用途最广、最重要的弹簧材料.分析了标准合金弹簧钢的合金化特点及常用合金系列.标准合金弹簧钢使用的合金元素不够广泛,合金系列比较简单,未能充分利用多元合金化的效应.分析和研究了弹簧钢合金化的最新发展趋势.其特点是在更广泛和深入地研究合金元素作用、合金系列及合金化理论的基础上,扩大了合金元素的使用范围,特别是使用了很多以前未曾用过的微量合金元素,发展了大量多元(甚至七元或更多)合金系列,充分利用合金元素的复合合金化效果,明显改善了弹簧钢的性能 关键词：弹簧合金钢热处理 1选材论证 1.1弹簧钢定义： 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、弹性极限、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
北京奇朔科贸有限公司 部分金属材料热处理及表面处理工艺规范 第一版 编写：赵贵波 审核： 批准： 北京奇朔科贸有限公司 二零一二年六月
目录 1.0 热处理的工艺分类及代号---------------------------------------------------------------------3 1.1 基础分类-----------------------------------------------------------------------------------------------3 1.2 附加分类-----------------------------------------------------------------------------------------------3 1.3 热处理工艺代号--------------------------------------------------------------------------------------4 1.4 图样中标注热处理技术条件用符号--------------------------------------------------------------7 2.0 金属材料的热处理方法和应用目的-------------------------------------------------------8 2.1 钢的淬火-----------------------------------------------------------------------------------------------8 2.2 热处理的过程方法和应用目的--------------------------------------------------------------------9 3.0 部分金属材料的热处理规范-----------------------------------------------------------------17 3.1 渗碳钢的热处理工艺--------------------------------------------------------------------17 3.2 渗氮钢的热处理工艺--------------------------------------------------------------------------------20 3.3 调质钢的热处理工艺-------------------------------------------------------------------------------21 3.4 -弹簧钢的热处理工艺------------------------------------------------------------------------------23 3.5 轴承钢的热处理工艺-------------------------------------------------------------------------------25 3.6 合金工具钢的热处理工艺------------------------------------------------------------------------- 26 3.7 碳素工具钢的热处理工艺--------------------------------------------------------------------------29
弹簧钢热处理工艺方法有哪些？ 答：弹簧有热成型弹簧和冷成型弹簧，在成型之后都需要热处理。 (1)热成型弹簧热处理工艺方法①退火与正火处理：球化退火和软化退火处理，硬度在225HBS。退火工艺见表6-4。表6-4 弹簧钢退火工艺序号钢号临界温度/℃退火正火Ac1/Ar1Ac3/Ar3Ms温度/℃ 冷却介质硬度要求/HB温度/℃ 冷却介质硬度要求/HB 165727 /769752/730 答：弹簧有热成型弹簧和冷成型弹簧，在成型之后都需要热处理。 (1)热成型弹簧热处理工艺方法 ①退火与正火处理：球化退火和软化退火处理，硬度在≤225HBS。退火工艺见表6-4。 表6-4 弹簧钢退火工艺
②淬火、回火处理：淬火处理的加热温度见表6-5，一般在Ac3（或Acm）+( 30～50)℃。在盐浴炉中的加热系数a=0.5 min/mm，空气炉中的加热系数按1.2～2min/mm。空气炉加热时应防止氧化脱碳，装炉时可以在弹簧内径内穿入杆状吊具，且水平淬火，防止螺旋式工件变形。淬火介质选择时注意合金钢使用油淬火介质，大截面可以使用水油淬火。 回火处理时尽量选用带风机的回火炉，增加回火的均匀性，大多数弹簧的硬度在45～50HRC，片簧在40～45HRC。回火温度一般在400～500℃，回火保温时间按经验公式：保温时间T(min)=30+3d（适用于弹簧丝径d=12mm以下），T(min)=30+3d（适用于弹簧丝径d=12mm以上）。 回火之后一般采用水冷或油冷的快速冷却方式，防止回火脆性。
表6-5 弹簧钢淬火、回火工艺规范 ③贝氏体等温处理：根据Ms点确定贝氏体等温温度，淬火介质选用硝盐，经过等温处理的弹簧疲劳寿命高。(2)冷成型弹簧热处理工艺方法。对于冷轧钢带、钢板、冷拉钢丝成型的弹簧，需要进行去应力处理，压扭簧的处理温度在240～280℃；拉簧的处理温度在200～300℃，保温时间约30min处理，处理之后的冷却均采用水冷。
合金弹簧钢的热处理
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合金弹簧钢的热处理 我要打印 IE收藏放入公文包 文章来源：斯普弹簧信息网添加人：ｌina 添加时间：2007-9－14 14:3４:18 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
材 料淬火温度 ／℃ 冷却 剂 硬度 HRC 回火温度 ／℃ 硬度 HRC 抗拉强度 σb／MPa 屈服点 σs／MP a 断面收缩 率 ψ(％) 伸长率 δ(％) 55Si2Mn 60Si2Mn 60Si2Mn A 70Si3Mn A 860～880 850～870 850～870 850～870 油 油 油 油 ＞58 ＞60 ＞60 ＞62 440 440 440 430 47 48 48 52 1340 1680 1680 1810 1180 1470 1470 1620 ＞40 44 44 20 10 11 11 5 表2 不同回火温度下的硬度值 温度／℃ 材料200 250 300 350 400 450 500 550
弹簧是应用很广泛的各种机械和仪表中重要零件，其外形可分成板簧和螺旋弹簧两大类。弹簧的主要功能是消震及储能。弹簧工作时产生很大的弹性变形、吸收冲击能量、缓和冲击，例如汽车等车辆上的缓冲弹簧；弹簧还可以通过释放所吸收的能量，使其它零件完成某种动作，例如发动机上的气阀弹簧、仪表弹簧等。 1、弹簧钢的特点 弹簧钢首先，必须应具备高的弹性极限和高的屈强比，以避免弹簧在高载荷下产生永久变形；其次，应具备高的疲劳极限和高的抗拉强度，以免弹簧在长期震动和交变载荷应力的作用下产生疲劳破坏；再次，有一定冲击韧度和足够的塑性；同时还要求有良好的淬透性和低的脱碳敏感性，使弹性极限大幅度降低；以及良好的表面质量，在冷热状态下容易加工成形和良好的热处理工艺性。 弹簧钢一般均在弹性极限范围内服役，承受载荷时不允许产生塑性变形，因此要求弹簧钢经淬火、中温回火后具有尽可能高的弹性极限和屈强比值（≥0.90）。 为了获得弹簧所要求的性能，弹簧钢采用较高的含碳量，碳素弹簧钢通常在0.60%～0.85%范围。如65、70钢等的淬透性较差，其截面尺寸超过12mm时在油中就不能淬透，若用水淬火就容易开裂。对于截面尺寸较大、承受较重负荷的弹簧都是用合金钢制造。 合金弹簧钢的合碳量一般在0.50%～0.70%之间，所含合金元素有Si、Mn、Cr、V等，它们的主要作用是提高钢的淬透性和回火稳定性，强化铁素体和细化晶粒，从而有效地改善弹簧钢的力学性能。Si和Mn主要提高淬透性，同时也提高屈强比，且以Si的作用最突出，但它在热处理时促进表面脱碳，Mn则使钢易过热，造成晶粒粗大。重要用途的弹簧钢必须加入Cr、V、W等元素，Si--Cr弹簧钢表面不易脱碳；Cr--V弹簧钢不易过热，晶粒细，不易长大粗化，耐冲击性能好，高温强度也高，其中Cr、V、W还有利于提高弹簧钢的高温强度。 弹簧钢的牌号请见《888弹性地带》第85期“弹簧钢的技术发展与生产使用”一文。 2、弹簧制造过程的特征 弹簧热处理后质量的判别主要是弹簧的寿命，从性能的角度考虑时需要调整弹性参数与韧性参数的平衡；性能与弹簧钢的淬透性有密切关系。 目前弹簧制造方法采用钢材和工艺路线的不同可分为三类。 其一采用冷轧钢带和冷拔钢丝、冷卷成型，经淬火回火或低温回火； 其二采用热轧不退火钢材，热成形后，进行淬火回火，一般板簧及大型卷簧的制造都采用此方法； 其三采用热轧退火钢材，冷卷成型，除应力整型后，再加热淬火和回火热处理，一般钢丝直径在6-12mm的中型卷簧。 弹簧钢的热处理可分冷拔钢丝的热处理和热轧弹簧钢的热处理。 冷拔钢丝的热处理是先对材料进行淬火+中温回火，获得回火托氏体组织，成形后进行低于150℃去除应力回火。 热轧弹簧钢的热处理是热成形后的弹簧，可在830～890℃加热后油淬火、400～480℃回火，获得回火托氏体组织。如果弹簧钢丝直径太大（＞15mm）、板材太厚（＞8mm），会出现淬不透现象，结果弹性极限下降，疲劳强度降低。 弹簧在服役时承受的弯曲应力、旋转应力在表面，故它的表面状态非常重要。热处理时的氧化脱碳是预防的重点，加热时要严格控制炉内气氛，尽量缩短加热时间。弹簧经热处理后，一般要进行喷丸处理，使表面强化并在表面产生残余压应力，以提高疲劳强度。 强力喷丸技术是将高速弹丸喷射到弹簧表面，使表面层在弹丸的冲击作用下发生塑性变形，由此产生强化及表面压应力，使弹簧的抗疲劳性能及耐应力腐蚀能力均得到改善的方法。强力喷丸在弧高值为0.15-0.60mmA时，可以改善表面粗糙度值＞4μm的表面质量，延长了
弹簧的热处理弹簧钢的特点—弹簧主要在动载荷下工作,即在冲击、振动的条件下,或在交变应力作用下工作, 利用弹性变形来吸收冲击能量,起缓冲作用。 由于弹簧经常承受振动和长期在享变应力作用下工作,主要是疲劳破坏,故弹簧钢必须具有高的弹性极限和高疲劳极限。此外,还应有足够的韧性和塑性,以防止在冲击力作用下突然脆断。 在工艺性论方面,弹簧钢应具有较好的淬透性和低的过热、脱碳敏感性。降低弹簧表面粗糙度能提高疲劳寿命。 为了获得所需的性能,弹簧钢必须具有较高的含碳量。碳素弹簧钢的含碳量在0.6-0.9％之间,由于
碳素弹簧钢的淬透性差,故只用于制造截面尺寸不超过10-15mm 的弹簧。对于截面尺寸较大的弹簧,必须采用合金弹簧钢。合金弹簧钢碳含量在0.45-0.75 ％之间,加入的合金元素有Mn ,Si ,W ,V ,Mo 等。它们的主要作用是提高淬
透性和回火稳定性,强化铁素体和细化晶粒,有效地改善弹簧钢的力学性能,其中Cr ,W ,Mo 还能 提高钢的高温强度。 在热状态下成型的弹簧（直径或厚度一般在10mm 以上） 在冷状态下成型的弹簧（直径或厚度一般在10mm 以下） 热成型弹簧的热处理工艺--用这种方法成型弹簧多数是将热成型和热处理结合在一起进行的,而螺旋弹簧则大多数是在热成型后再进行热处理。这种弹簧钢的热处理方式是淬火+中温回火,热处理后组织为回火托氏体。这种组织的弹性极限和屈服极限高,并有一定的韧性。 冷成型弹簧的热处理工艺--对于用冷轧钢板、钢带或冷拉钢丝制成的弹簧,由于冷塑性变形使材料强化,己达到弹簧所要求的性能。故弹
簧成型后只需在250C 左右范围内,保温30min 左右的去应力处理,以消除冷成型弹簧的门应力, 并使弹簧定型即可。 耐热弹簧钢的热处理--内燃机的气阀弹簧是在较高温度下工作,有的还存在腐蚀性气氛,因此必须选用特殊的弹簧钢和合适的热处理规范。 弹簧淬火时常见的缺陷及防止措施 (1)脱碳(降低使用寿命)--1、采用盐浴炉或拄制气氛加热炉加热。2、采用快速加热工艺。 (2)淬火后硬度不足,非马氏体数量较多,心部出现铁素体(产全残余变形,降低使用寿命)--1、选用淬透性较好的材料。2、改善淬火冷却剂的冷却能力。3、弹簧进入冷却剂的温度应控制在Ar3 以上。4、适当提高淬火加热温度。 (3)过热(脆性增加)--1、严格控制成型及淬
几种常用弹簧钢简介 newmaker 1．70 号钢 1.1 综述：该钢有较高强度，但淬透性较低，适宜于制造截面较小的弹簧（φ≤15mm ）。冷作硬化的钢丝，在冷状态下缠绕成形，只作低温回火，消除应力。该钢切削加工性尚好，淬火变形大。主要用于不经淬火的小型螺旋弹簧、弹簧片、弹性垫圈、止动圈等。 1.2 相当于国外牌号：70（俄）、1070（美）、060A72（英）、XC70（法）。 1.3成分 C: 0.67-0.75% Mn:0.50-0.80% Si:0.17-0.37% S≤0.035% P≤0.035% Cr≤0.25% Ni≤0.25% Cu≤0.25% 1.4 热处理制度：棒材：830℃ OC+480℃ AC 2．T9A 2.1 综述：该钢为高级优质碳素工具钢和弹簧钢。淬火回火后具有较高的硬度和韧性，淬透性差，淬火变形大，塑性较低，常用于制造具有较高硬度、不受剧烈震动冲击的工具和弹簧。 2.2 相当于国外牌号：C85W1（德）、Y9A （俄）、W1-0.9C （美）、Y190（法）。 2.3 成分（WC%） C:0.85-0.94 Mn≤0.40 Si≤0.35 S ≯0.020 P ≯0.030 2.4热处理制度：760-780℃ WC+140-200℃ AC 2.5技术条件规定的性能：
3．65Mn 3.1 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。 3.2 相当于国外牌号：65Γ（俄）、1065（美）、080A67\EN43E（英）。 3.3 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 3.4 热处理制度：830℃OC+540℃AC （回火、空冷） 3.5 技术条件规定的性能 4．60Si2MnA 4．1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。 4．2 相当于口外牌号:60C2A(俄)；9260(美)；SUP6(日)；250A58、250A61、En45A（英）。 4．3 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。
[常用牌号]： 常用合金弹簧钢的牌号、化学成分、热处理、力学性能及用途。 常用的合金弹簧钢有60Si2Mn、50CrVA、30W4Cr2VA等。 60Si2Mn钢是应用最广泛的合金弹簧钢，其生产量约为合金弹簧钢产量的80％。它的强度、淬透性、耐回火性都比碳素弹簧钢高，工作温度达250℃，缺点是脱碳倾向较大，适于制造厚度小于10mm的板簧和截面尺寸小于25mm的螺旋弹簧，在重型机械、铁道车辆、汽车、拖拉机上都有广泛的应用。 30W4Cr2VA是高强度的耐热弹簧，用于500℃以下工作的 [弹簧成型方法]： 对直径或板簧厚度大于10 mm的大弹簧，可在比正常淬火温度高出50～80℃的温度热成形，对直径或板簧厚度小于8～10mm的小弹簧，常用冷拔弹簧钢丝冷卷成形。 为保证弹簧具有高的强度和足够的韧性，通常50CrVA钢的力学性能与60Si2Mn钢相近，但淬透性更高，钢中Cr和V能提高弹性极限、强度、韧性和耐回火性，常用于制作承受重载荷、工作温度较高及截面尺寸较大的弹簧。锅炉主安全阀弹簧、汽轮机汽封弹簧等。 常采用淬火+中温回火。对热成形弹簧，可采用热成形余热淬火，对热冷成形的弹簧，有时可省去淬火、中温回火工艺，成形后只需进行200～300℃进行去应力退火即可。弹簧钢热处理后通常进行喷丸处理，其目的是在弹簧表面产生残余压应力，以提高弹簧的疲劳强度。 [性能]： 硬度为40～48HRC，有较高的弹性极限和疲劳强度，以及一定的塑性和韧性弹簧是起缓冲、减振和储能等作用。弹簧一般是在交变应力下工作，常见的破坏形式是疲劳破坏，因此，必须具有高的屈服点和屈强比（σs/ σb）、弹性极限、抗疲劳性能，以保证弹簧有足够的弹性变形能力并能承受较大的载荷。同时，弹簧钢还要求具有一定的塑性与韧性，一定的淬透性，不易脱碳及不易过热。一些特殊弹簧还要求有耐热性、耐蚀性或在长时间内有稳定的弹性。 中碳钢和高碳钢都可作弹簧使用，但因其淬透性和强度较低，只能用来制造截面较小、受力较小的弹簧。合金弹簧钢则可制造截面较大、屈服极限较高的重要弹簧。[化学成分]： 合金弹簧钢为中、高碳成分，一般wC=0.5％～0.7％，以满足高弹性、高强度的性能要求。加入的合金元素主要是Si、Mn、Cr，作用是强化铁素体、提高淬透性和耐回火性。但加入过多的Si会造成钢在加热时表面容易脱碳，加入过多的Mn容易使晶粒长大。加入少量的V和Mo可细化晶粒，从而进一步提高强度并改善韧性。此外，它们还有进一步提高淬透性和耐回火性的作用。 55Si2Mn特性：强度大、弹性极限好，屈服比值高，热处理后韧性较好，焊接性差，冷变形塑性低，切削性尚好，淬透性较65、65Mn钢高，临界淬透直径：油中约为25~57mm；水中约为44~88mm；此钢宜油淬、水淬时有形成裂纹倾向，无回火脆性倾向，且具有抗回火稳定和抗松弛稳定性；钢中夹杂物较高，轧制较困难，表面易出疵病，脱碳倾向大；适宜在淬火并中温回火状态下使用。用途：适用于制造铁道车辆、汽车、拖拉机等承受中等载荷的扁形弹簧、直径<25mm的螺旋形弹簧、缓冲弹簧以及汽缸安全阀门等高应力下工作的重要弹簧。 55Si2MnB特性：性能与55Si2Mn钢相近，但淬透性更高，在油中临界淬透直径约为90~180mm，疲劳强度也显著提高。用途：适用于制造中、小型截面的钢板弹簧，如汽车上的前后副钢板弹簧。
常用钢铁牌号对照表 钢铁材料的名称、用途、特性和工艺方法命名符号（GB/T221-1979）
①按照GB／T 717—1982《炼钢用生铁》的规定，统一采用汉语拼音字母“L”，(“L”为“炼”字汉语拼音第一个字母)为命名符号。 ②根据GB700--88修改。 ③根据GB699--88修改。 ④根据GBl298--86修改。 表1-9生铁牌号的表示方法 表1-10铁合金牌号的表示方法
表1-11铸铁牌号的表示方法 产品名称牌号举例 QT40017 表示方法说明 灰铸铁 球墨铸铁 黑心可锻铸铁白心可锻铸铁珠光体可锻铸铁耐磨铸铁 抗磨白口铸铁抗磨球墨铸铁 冷硬铸铁 耐蚀铸铁 耐蚀球墨铸铁耐热铸铁 耐热球墨铸铁 HTl00 QT400--17 KTH300—06 KTB350---04 KTZ450—06 MTCulPTi—150 KmTBMn5M02Cu KmTQMn6 LTCrMoRE STSil5M04Cu STQAl5Si5 RTCr2 RTQAl6 伸长率（%） 抗拉强度（MPa） 球墨铸铁代号 ST Si15Mo4Cu ————铜元素符号 —————钼的名义百分含量 —————钼元素符号 —————硅的名义百分含量 —————硅元素符号 —————耐蚀铸铁代号 MT Cu1P Ti —150 ———抗拉强度（MPa） ———钛元素符号 ———磷元素符号 ———铜的名义百分含量 ———铜元素符号 ———耐磨铸铁代号 注：表中成分含量皆指质量分数 表1-12铸钢牌号的表示方法 表1-13钢产品号的表示方法
注：1.平均合金含量∠1.5%者，在牌号中只标出元素符号，不注其含量。 2.平均合金含量为1.5%~2.49%、2.50%~ 3.49%、…、22.5%~23.49%、…时相应的注为2、3、…、23、…。 3.成份含量皆指质量指数。
概述 本课程设计了65Mn刹车弹簧热处理工艺设计。主要包括淬火、低温回火等过程。在不同阶段，根据需求不同选择恰当方式进行处理，可获得不同的性能要求。65Mn，锰提高淬透性，φ12mm的钢材油中可以淬透，表面脱碳倾向比硅钢小，经热处理后的综合力学性能优于碳钢，但有过热敏感性和回火脆性。热处理及冷拔硬化后，强度较高，具有一定的韧性和塑性；在相同表面状态和完全淬透情况下，疲劳极限与合金弹簧相当。 关键词：65Mn，淬火，低温回火 目录 概述 (1) 1.1课程设计的目的 (3)
1.2热处理工艺课程设计的任务 (3) 1.3课程设计题目 (3) 第二部分课程设计的内容及部分 2.1设计要求 (3) 2.2 65Mn刹车弹簧热处理设计的分析 (4) 2.2.1工作条件 (4) 2.2.2失效形式 (4) 2.2.3性能要求 (4) 2.3 65Mn材料 (4) 3、设计说明 (5) 3.1加工工艺流程 (5) 3.2具体热处理工艺 (5) 3.2.1锻造工艺 (6) 3.2.2 预备热处理工艺 (7) 3.2.3机械加工 (8) 3.2.4淬火+低温回火热处理工艺 (8) 4、分析与讨论 (10) 5、结束语 (12) 参考文献 (13)
第一部分概述 1.1课程设计的目的 热处理工艺课程设计是高等学校金属材料工程专业一次专业课设计练习，是热处理原理与工艺课程的最后一个教学环节。其目的是： （1）培养学生综合运用所学热处理课程的知识去解决工程问题的能力，并使其所学知识得到巩固和发展。 （2)学习热处理工艺设计的一般方法，热处理设备的选用等。 （3）进行热处理设计的基本技能训练，如计算、工艺图绘制和学习使用设计资料、手册、标准和规范 1.2热处理工艺课程设计的任务 根据技术要求，选定相应的热处理方法，制定热处理工艺参数，画出热处理工艺曲线图，分析各热处理工序中材料的组织和性能，选择热处理设备。 1.3课程设计题目 65Mn刹车弹簧钢热处理工艺 二部分课程设计的内容及步骤 2.1设计要求 65Mn低合金圆钢必须应具备高的弹性极限和高的屈强比，以避免弹簧钢在高载荷下产生永久变形；同时还要求有良好的淬透性和低的脱碳敏感性，使弹性极限大幅度降低；以及良好的表面质量，在冷热状态下容易加工成形和良好的热处理工艺性。在热状态下成型的弹簧热成型弹簧钢的热处理工艺。用这种方法成型弹簧钢多数是将热成型和热处理结合在一起进行的,而螺旋弹簧钢则大多数是在热成型后再进行热处理。这种弹簧钢的热处理方式是淬火+中温回火,热处理后组织为回火托氏体。这种组织的弹性极限和屈服极限高,并有一定的韧性。
辽宁科技大学特殊钢轧制技术 材加12- A1 付晨 2015/10/29
弹簧钢 前言 中国热轧弹簧钢正式生产始于20世纪50年代初期。1952年颁布的《重9—52》是中国第一个部级弹簧钢标准，它是以原苏联标准为蓝本，所有钢号、生产工艺、技术条件等都取自于原苏联标准。随着汽车工业的诞生和发展，约在50年代中期中国自产的60Si2Mn扁钢制造的弹簧开始用于解放牌汽车。此后弹簧钢的产量、生产技术、质量都不断提高。 一．弹簧钢发展现状 60年代后相继开发出一些以硅-锰系为基础的新弹簧钢，如 55SiMnVB、55Si2MnB、55SiMnMoVNb等。这些牌号的推出标志中国弹簧钢已经开始自行研究的阶段。 80年代之前中国弹簧钢一直以硅锰系为主，但随着工业生产，特别是汽车工业的迅速发展，以及国际交往的不断扩大，迫切需要改变这种情况。为此在80年代以后对弹簧钢的各种标准，包括钢号做了调整。这些调整有利于中国弹簧钢的发展，也更靠近国际标准和实况。 弹簧钢丝的发展相对晚一些。大约五、六十年代开始生产冷拉碳素钢丝和合金弹簧钢丝，70年代初开始研制油淬火回火弹簧钢丝，以后又制定了吸取国外弹簧钢丝标准的优点并结合中国具体情况的弹簧钢丝标准体系。 经过几十年努力，中国弹簧钢的生产技术水平、钢材的质量和性能等都有很大提高，已经基本可以满足国内大多数部门的需要。 二．弹簧钢的合金元素 最常用的合金元素有硅、锰、铬、钒、钼、镍、钨、硼等。 (1)硅。硅是普通弹簧钢中使用最多和用量最大的合金元素(含量多在1%以上，甚至可达3%)。其主要作用是提高强度、屈强比、弹性和回火稳定性。最近发现硅还是最有效提高弹性减退抗力的元素，当含量约为1.5%左右时效果最明显。所以最新研制的一些弹减抗力优良的弹簧钢都含有较多的硅。但硅易使钢在热处理时脱碳和石墨化，故一般需加入少量碳化物形成元素。 (2)锰。锰可强烈提高钢的淬透性，改善钢的热处理性能，含量一般在1%左右。与硅配合使用的硅-锰系列弹簧钢是普通弹簧钢的重要组成部分。 (3)铬。铬含量约1%左右，铬除能提高淬透性外还可减小热处理时的脱碳敏感性、石墨化倾向及晶粒长大。在特殊弹簧钢中铬是最常用元素之一，可提高不锈、耐蚀、高温抗氧化(不起皮)等性能。 (4)钒。钒在普通弹簧钢中含量很少，一般不超过0.20%，主要起细化晶粒、沉淀强化作用，提高强度、屈强比，特别是比例极限和弹性极限，并可降低脱碳敏感性。钒也能提高弹性减退抗力。通常钒与其他合金元素如铬、硅、锰等配合使用。 (5)钼。钼在普通弹簧钢中含量不超过0.40%，作用是提高淬透性、热强性，防止回火脆性，改善回火稳定性。也用于特殊弹簧钢，可提高耐热性、耐酸耐蚀性能等。 (6)硼。硼提高淬透性的能力极强，而且可改善弹性减退抗力，但所需数量极少(不超过0.0040%)，所以可节省大量合金元素，并降低钢的价格。 (7)镍。镍的价格高，普通弹簧钢很少使用，但却是特殊弹簧钢的常用合金元素。 性能弹簧的工作环境和受力条件往往十分恶劣和严苛，如经常承受各种形式的应力(拉、压、弯、扭、冲击、疲劳等)作用，故弹簧钢应当有良好的强度、塑性、韧性以及疲劳性能和弹性减退抗力，以保证弹簧可靠的工作性能和长的使用寿命。现有标准弹簧钢已经形成系列，其力学性能可以满足制作设计应力900、1000、1100MPa弹簧的要求。
50CrVA钢调速弹簧的 热处理工艺设计 1 热处理工艺课程设计的意义 热处理工艺课程设计是高等工业学校金属材料工程专业一次专业课设计练习，是热处理原理与工艺课程的最后一个教学环节。其目的是： （1）培养学生综合运用所学的热处理课程的知识去解决工程问题的能力，并使其所学知识得到巩固和发展。 （2）学习热处理工艺设计的一般方法、热处理设备选用和装夹具设计等。（3）进行热处理设计的基本技能训练，如计算、工艺图绘制和学习使用设计资料、手册、标准和规范。 2热处理课程设计的任务 ①普通热处理工艺设计 ②特殊热处理工艺设计 ③制定热处理工艺参数 ④选择热处理设备 ⑤设计热处理工艺所需的挂具、装具或夹具 ⑥分析热处理工序中材料的组织和性能 ⑦填写工艺卡片 350CrVA调速弹簧的技术要求及选材 3.1 技术要求 50CrVA钢喷油泵调速弹簧技术要求如下： 硬度：HRC46～51 3.2 零件图 喷油泵调速弹簧的零件如图3.1所示。
图3.1 喷油泵调速弹簧 3.3 材料的选择 3.3.1零件用途 喷油泵调速弹簧，利用弹簧的受力形变和恢复来调节气门的开合，从而调节喷油泵的喷油速度与喷油量。 3.3.2工作条件 （1）喷油泵调速弹簧工作时，要承受高应力。 （2）喷油泵调速弹簧要承受高频率往复运动。 （3）喷油泵调速弹簧要在较高的温度下工作。 3.3.3性能要求 弹簧的性能要求为如下几个方面：
力学性能：由于弹簧是在弹性范围内工作，不允许有永久变形。要求弹簧材料有良好的微塑性变形能力，即弹性极限、屈服极限和屈强比要高。 理化性能方面：喷油泵调速弹簧的工况很复杂，要在较高的温度下长期工作，因此要求弹簧材料有良好的耐热性，即有高的蠕变极限、蠕变速率较小和较低的应力松弛率。 工艺性能方面：尺寸较小的弹簧热处理时变形大、难以校正和保证弹簧产品质量，宜选用已强化的弹簧材料，冷成型后不经淬火、回火，只须进行低温退火。这样更能保证大批量小弹簧的产品质量和成本低廉。 3.3.4材料选择 选用50CrVA钢热轧弹簧钢丝卷制。由于50CrVA钢中含有铬能够提高淬透性并且可降低锰引起过热的敏感性，铬熔于铁素体中使弹性极限提高。钒可以细化组织，减少过热敏感性，提高钢的强度和冲击韧性。可用作特别重要的承受高应力的各种尺寸的螺旋弹簧，也可也用作在300°C以下工作的重要弹簧，如各种阀门弹簧，喷油嘴弹簧。 3.3.550CrVA钢化学成分及合金元素作用 表3.1 50CrVA钢的化学成分[1]（GB/T3077-1990）ω/% C Si Mn Cr V Ni P S 0.44～0.54 0.17～0.37 0.50～0.80 0.80～1.10 0.10～0.20 ≤0.35 ≤0.035 ≤0.030 50CrVA钢的化学成分示于表3.1 化学元素作用： ① C ：保证形成碳化物所需要的碳和保证淬火马氏体能够获得的硬度 ② Cr：提高钢的淬透性并有二次硬化作用，是刚在高温时仍具高强度和高硬度，增加钢的耐磨性，增高钢的淬火温度。 ③ Si：能提高钢的淬透性和抗回火性，对钢的综合机械性能，还能增高淬火温度，阻碍碳元素溶于钢中。 ④ Mn：能增加钢的强度和硬度，有脱氧及脱硫的功效（形成MnS），防止热脆，故Mn能改善钢的锻造性和韧性，可增进刚的硬化深度，降低钢的下临界点，增加奥氏体冷却时的过冷度，细化珠光体组织以改善机械性能。 ⑤ V：可以细化组织，减少过热敏感性，提高钢的强度和冲击韧性。
50Si2Mn弹簧钢的热处理工艺 目录 1 选材论证 1.1弹簧刚定义 1.2弹簧钢分类 1.3截面硬度分部曲线 2 材料选择 2.1给定条件 2.2技术要求 2.3材料的选择 2.4材料合金元素的分析 3 设计说明书 3.1工艺流程 3.2原材料检验 3.3预备热处理 3.4淬火加中温回火 4.5去应力退火 4.6交验 4.7工装图 4 技术文件 4.1真空炉设备的简介及操作规程 4.2工艺守则 4.3金相组织检验规程 4.4 常用炉型的选择 5 参考文献
摘要 通用合金弹簧钢是用途最广、最重要的弹簧材料.分析了标准合金弹簧钢的合金化特点及常用合金系列.标准合金弹簧钢使用的合金元素不够广泛,合金系列比较简单,未能充分利用多元合金化的效应.分析和研究了弹簧钢合金化的最新发展趋势.其特点是在更广泛和深入地研究合金元素作用、合金系列及合金化理论的基础上,扩大了合金元素的使用范围,特别是使用了很多以前未曾用过的微量合金元素,发展了大量多元(甚至七元或更多) 合金系列,充分利用合金元素的复合合金化效果,明显改善了弹簧钢的性能关键词：弹簧合金钢热处理 1选材论证 1.1弹簧钢定义： 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、弹性极限、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 1.2弹簧钢分类
弹簧钢热处理工艺研究 65Mn 弹簧钢作为制动弹簧的研究，了解其对热处理加工工艺的要求。要使弹簧钢符合作为制动弹簧的要求，要对65Mn作相关的处理以提高其力学性能。 研究表明： 当此类弹簧钢进行相关热处理可以增加其屈服强度以及屈服强度比，提高其寿命，达到作为制动弹簧的要求。 关键词： 65Mn；等温淬火；回火；制动弹簧；喷丸；应用 一. 对65Mn弹簧钢的了解 1. 65Mn 力学性能：如下图 δ s/MPa δb/Mpa δ(%) ψ(%) HRC ≥980 ≥785 ≥9 ≥35 21-24 2. 65Mn化学成分：如下图
元素 C Mn Si S P 含量/％ 的临界点 临界点 A1 A3 Ms ℃ 720 740 270 二. 弹簧钢作为制动弹簧的质量要求： 1. 材料 弹簧材料应为Ⅰ、Ⅱ组碳素弹簧钢丝绕制而成。 2. 硬度 经淬火、回火处理的冷卷弹簧，其硬度值在44-52HRC范围内选取。特殊情况下，其硬度值可扩大选取范围到55HRC。 3. 外观质量要求 弹簧表面应经发黑处理，钢丝表面应光滑，不允许有裂纹、氧化皮、锈蚀等缺陷：弯钩转弯处不得有伤痕；冷卷弹簧不允许有深度超出材料直径公差之半的个别压痕、凹坑和刮伤。
4. 有工作极限负荷要求的拉伸弹簧在工作极限负荷下不允许有永久变形。 三. 怎样做才能达到要求： 1. 材料的选取：碳素弹簧钢65Mn满足其要求 2. 热处理工艺：首先65Mn的等温转变曲线于下图所示： 2-1：对65Mn的淬火处理： 2-1-1：温度的选择：由于65Mn弹簧钢的含碳量为%， 属于亚析钢。对于淬火加热温度的选取，由于A3临界温度为740℃，而亚共析钢的淬火加热温度为t=A3+30~70℃,当选择840℃时，会使钢的氧化脱碳严重奥氏体晶体粗化，淬火后马氏体晶粒粗化，从而降低了钢的硬度，脆性增加。而当选择820℃以下是还有少部分铁素体没有熔化。所以经过综合考虑选择830℃最为合适。 2-1-2：淬火冷却介质的选择：盐浴炉中加热4~5分钟