弹簧钢及金相分析（一）

      弹簧是一种十分重要的机械零件，它利用材料的弹性和结构特点，在工作时产生变形，把机械功或动能转变为变形能（位能），或把变形能（位能）转变为机械能或动能。由于这些特性，它适用于制造与其相应的各类功能构件：缓冲或减振构件，如车辆中的缓冲弹簧等；机械的储能构件：如钟表、仪表和自动控制机构上的原动弹簧；运动控制构件，如离合器、气门等；力的测量件，如弹簧秤和动力计上的弹簧；其他如螺母放松构件（弹性垫圈）等。
      弹簧的常用材料可分为金属材料和非金属材料两种，其中金属材料又包括弹簧用结构钢、弹簧用不锈钢、弹簧用铜合金、镍及镍合金等等，其中结构钢类弹簧钢应用最广泛，成为弹簧用钢的基础，一般称为弹簧钢。
      弹簧钢根据其化学成分及使用条件，可分为碳素弹簧钢、合金弹簧钢和不锈弹簧钢等，其中合金弹簧钢可按合金元素细分，其中部分钢种及用途见表1。

表1 部分弹簧钢分类及特性

类别	钢号	推荐硬度/HRC	特性和用途
碳素弹簧钢	60、70、80、85、65Mn、70Mn、T9A、T8MnA	46~36	强度较高，加工性能好。适用于冷成形工艺，但淬透性差，适用于制作线径较小的各种用于的弹簧
硅锰钢	55Si2Mn、55Si2MnB、55Si2MnVB、60Si2Mn、60Si2MnA	45~50	弹性极限、屈强比、淬透性和抗回火稳定性均较高，过热敏感性小，但脱碳倾向较大。尤其硅与碳含量较高时，碳易于石墨化，使钢变脆。主要用于汽车、拖拉机、机车上的板簧和螺旋弹簧以及气缸安全阀弹簧
	65Si2MnWA	47~52	较60Si2CrA有更好的淬透性，高的硬度和强度，耐高温。主要用于强度要求更大的弹簧及其他大截面用弹簧
硅铬钢	55CrSiA、60Si2CrA、60Si2CrCA	47~52	与硅锰钢相比，当塑性相近时，具有较高的抗拉强度和屈服强度，尤其60Si2CrVA有更高的弹性极限和较高的高温强度。主要用于汽轮机汽封弹簧、调节弹簧及大型螺旋弹簧和板簧
铬钒钢	50CrVA	45~50	良好的工艺性能、力学性能，好的淬透性和回火稳定性，较高的静强度和疲劳强度，良好的塑性和韧性。主要用于气门弹簧、喷油嘴弹簧、安全阀簧、轿车缓冲弹簧及大截面受应力较高的螺旋弹簧和扭杆弹簧
铬锰钢	55CrMnA、60CrMnA	45~50	具有较高的强度、塑性和韧性，淬透性好、耐腐蚀性好。适用于制造承受载荷较高，截面尺寸较大的板簧、螺旋弹簧、扭簧等
	60CrMnBA、60CrMnMoA		较60CrMnA具有更好的淬透性
耐热钢	30W4Cr2VA、45CrMoV	43~47	高温时具有较高的强度，淬透性好，由于锅炉安全阀弹簧、蝶形阀弹簧
高速钢	W18Cr4V	47~52	具有高的热硬性、高温强度和耐磨性。主要用于制造工作温度高于500℃的弹簧
不锈弹簧钢丝	06Cr19Ni9	—	耐腐蚀、耐高低温，有良好的工艺性能，只能通过加工硬化方法提高强度。适用于制造小截面材料弹簧，如仪表中心圈、挡圈和胀圈
	30Cr13、40Cr13	—	强度高，在大气、蒸汽、水和弱酸中具有较好的耐腐蚀性，但不宜用于强腐蚀介质中，耐高温，适用于做较大尺寸的弹簧，成形后进行淬火、回火
	07Cr17Ni7Al	47~50	耐腐蚀性与奥氏体不锈钢相近，有很高的强度、硬度、耐高温、加工性能好。适用于制造形状复杂、表面状态要求高的弹簧

      国际上各个主要工业国家都对专用弹簧钢制定了相应的弹簧材料标准。我国专用弹簧钢标准是GB/T 1222-2007《弹簧钢》，共有15个钢种，其中有碳素弹簧钢、锰钢、硅锰钢、铬锰钢、硅铬、铬钒钢、含硼钢和钨铬钒钢等。