弹簧钢

专门用于制造弹性元件的钢
image
弹簧钢（spring steel[1]）是专门用于制造各种弹簧或要求弹性变形能力、减缓振动和冲击作用、较高疲劳强度零件的专用结构钢，如汽阀弹簧、仪表弹簧、高压油泵柱塞簧等，代表钢号有65、65Mn、60Si2Mn、60Si2CrV、60CrMn等。[3]弹簧钢广泛用于飞机、铁道车辆、汽车、拖拉机等运输工具和工程机械等各种设备，是制造各种螺旋簧、扭簧、板簧及其类似作用的其他形状弹簧的钢种。[2]
弹簧（spring）的主要作用是储存能量，起消振、缓冲的作用。因此，弹簧钢必须具有高的弹性极限与屈服强度，高的疲劳极限及足够的冲击韧度和塑性。[4]按照化学成分来分，弹簧钢主要有碳素弹簧钢和合金弹簧钢两大类，碳素弹簧钢碳的质量分数为0.6%-1.05%；合金弹簧钢的碳质量分数为0.4%~0.74%；弹簧钢加入的合金元素主要有Si（硅）、Mn（锰）、Cr（铬）、V（钒）、W（钨）等。按照供货状态来分，弹簧钢又分为热轧弹簧钢和冷拉弹簧钢。其成形工艺主要分为冷成形和热成形两种。[3]

历史沿革

世界发展史

高强度弹簧钢在国外的研究起步较早，牌号比较齐全，力学性能、淬[cuì]透性和抗疲劳性能等基本上可以满足目前的生产和使用要求。早在20世纪80年代，日本爱知制钢即已研制出SUP7弹簧钢，神户制钢在SUP7的基础上研发了SRS60高强度弹簧钢， 设计应力为1100MPa，抗拉强度可达1960MPa。1991年，神户制钢再次研发出中低碳高硅超高强度弹簧钢UHS1900和UHS2000，设计应力分别为1200和1300MPa。日本大同特殊钢也成功研制了设计应力为1300MPa的ND250S弹簧钢，随后又成功研制了ND120S，相比于SUP7，质量减少20％。美国Rock Well和Inland公司利用Nb-V微合金化，改进了SAE9254和SAE9259弹簧钢，该钢种的抗拉强度可达1960MPa。韩国浦项钢铁公司在SAE9254的基础上，通过调节硅含量至2.5％，并加入了0.2％V和2.0％Ni，成功研制出一种抗弹性减退及抗疲劳性能良好的高强度弹簧钢。[5]