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，结合中国资源，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。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，结合中国资源，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。
生产工艺
弹簧钢材有热轧材、冷拉钢材、冷轧钢带等。弹簧钢的冶炼是很重要的，必须保证有优良的冶金质量，不仅要保证准确的化学成分，而且要有高纯净度，硫、磷、氧、氮等含量要低，钢质均匀性、稳定性要好。弹簧钢的冶金质量应达到优质钢、高级优质钢的水平。弹簧钢的表面质量和尺寸精度对弹簧的性能和寿命有极大的影响。因为弹簧钢材交货状态的表面除去表面喷丸强化之外不再进行加工，因而也就是成品弹簧的工作表面，原有表面上的各种缺陷也留给了弹簧。所以弹簧钢材表面要求极高，对脱碳、裂纹、折叠、结疤、夹杂、分层等限制极严。各种表面缺陷会使弹簧早期破坏、缩短寿命。以圆截面的钢丝为例，成品弹簧的强度和刚度分别与钢丝直径的三次方和四次方成正比，钢丝直径的微小变化会导致弹簧性能的巨大波动，所以要严格控制钢材的外形和尺寸公差。这样，弹簧钢的加工变形（热轧、冷轧、冷拔等）就十分重要了，必须极认真地对待。热轧弹簧钢材有圆钢、方钢、扁钢等。钢材表面质量要求较高，可以热轧态交货或者经热处理后交货，以保证硬度不超过规定值，便于制簧。热轧材可以冷态制成螺旋弹簧，对于截面尺寸较大者需加热后制成弹簧。弹簧成型后再经淬火、中温回火，回火温度约为350～550℃，以获得较高屈强比和良好的综合力学性能。因热轧材截面尺寸较大，故应采用淬透性足够高的牌号，保证心部淬透。若心部出现非马氏体转变产物，如铁素体、贝氏体等，则回火后的性能降低，特别是疲劳性能。冷拉（轧）弹簧钢材包括钢丝、钢带。这类钢材的表面质量和尺寸精度要求格外严格。钢丝的生产工艺有油淬火和冷拉两种。油淬火钢丝是把钢丝冷拔到规定尺寸后再加热、油淬火和铅浴回火，故钢丝出厂时已具备所需力学性能，制成弹簧后只要回火，消除应力即可使用。优点是整批性能均匀，稳定，挺直性好，适于大批量生产，可制造各种重要弹簧，特别是阀门弹簧。牌号有65mn、50crva、60si2mn、55crsi等。合金弹簧钢丝也可以冷拉态交货，或经退火、正火、回火处理后交货，制成弹簧后再淬火、回火。其性能不如油淬火钢丝均匀、稳定，生产效率也低，成本高，多用于小批量弹簧生产。此外，近也研究了用高频感应加热处理高强度弹簧钢丝的工艺。冷拉钢丝在连续感应加热装置上进行淬火和回火，其内部组织均匀、细小，塑性和韧性以及弹减抗力、疲劳极限、断裂韧性等都明显优于常规处理的钢丝。这种钢丝在美国、日本都已有生产，制造汽车、摩托车的悬挂弹簧、发动机阀门弹簧，卡车、拖车等的紧急制动弹簧及各种高强度机械弹簧，使用效果令人满意。另外，感应加热处理在弹簧扁钢生产上也得到应用。还有一种钢丝生产工艺，即铅浴等温淬火。钢材奥氏体化后在铅浴中等温，生成细小珠光体组织，然后冷拉到规定尺寸。通过调整钢中碳含量和冷变形量控制钢丝的力学性能，制簧后不需热处理，只要消除加工应力即可使用。应用这种工艺生产的都是碳素钢钢丝，但也有少数合金钢（如65mn）钢丝。冷轧弹簧钢带一般也是冷轧或再经退火后供货，制成弹簧后再淬火回火处理，或仅回火以消除加工应力。
第ⅰ类——主体轴线立置于模膛成形，水平方向二维尺寸相近（圆形/回转体居多、方形或近似形状）的锻件。该类锻件模锻时通常会用到镦粗工步。根据成形难度差异细分为3组。
ⅰ-1组：以镦粗并略带压入方式成形的锻件，如轮毂和轮缘之间高度变化不大的齿轮。
ⅰ-2组：以挤压并略带镦粗方式及兼有挤压、压入和镦粗方式成形的锻件，如万向节叉、十字轴等。
ⅰ-3组：以复合挤压方式成形的锻件，如轮毂轴等。
第ⅱ类——主体轴线卧置于模膛成形，水平方向一维尺寸较长的直长轴类锻件。根据垂直主轴线的断面积的差别程度细分为3组。
ⅱ-1组垂直主轴线的断面积差别不大（ 断面积与小断面积之比<1.6，可不用其他设备制坯）的锻件。
ⅱ-2组垂直主轴线的断面积差别较大（ 断面积与小断面积之比>1.6，前方需要其他设备制坯）的锻件，如连杆等。
ⅱ-3组端部（一端或两端）为叉形/枝丫形的锻件，除按以上两组确定是否需要制坯外，必须合理设计预锻工步，如套管叉等。
第ⅰ、ⅱ类锻件一般为平面分模或对称曲面分模，非对称曲面分模增加了锻件的复杂程度。
第ⅲ类——主体轴线曲折，卧置于模膛成形的锻件。根据主体轴线走向细分为3组。
ⅲ-1组主体轴线在铅垂面内弯曲（分模面为起伏平缓的曲面或带落差），但平面图为直长轴形（类似第ⅱ类），一般无须设计专门的弯曲工步即可成形的锻件。
ⅲ-2组主体轴线在水平面内弯曲（分模面一般为平面），必须安排弯曲工步才能成形的锻件。
ⅲ-3组主体轴线为空间弯曲（非对称曲面分模）的锻件。
还有兼备两类或三类结构特征，复杂程度更高的锻件，如多数汽车转向节锻件。 [4]
用途
①一般工业用锻件，是指机床制造业、农用机械、农具制造和轴承工业等民用工业。
②水轮发电机用锻件，像主轴和中间轴等。
③火电站用锻件，像转子、叶轮、护环主轴等。
④冶金机械，像冷轧辊、热轧辊和人字齿轮轴等。
⑤压力容器用锻件，像筒体、釜圈法兰和封头等。
⑥船用锻件，像曲轴、尾轴、舵杆、推力轴和中间轴等。
⑦锻压机械设备，像锤头、锤杆、水压机的立柱、缸体、轮轴压装机的支柱和缸体等。
⑧模块锻件，主要是热模锻锤用的锻模。
⑨汽车工业用锻件，像左、右转向节、前梁、车钩等，据统计在汽车中，锻压件占其质量的80%。
⑩机车用锻件，像车轴、车轮、板簧、机车的曲轴等，据统计，在机车中锻压件占其质量的60%。
标准
基本信息标准号standardno：gb/t 1222-2007中文标准名称standardtitlein chinese：弹簧钢英文标准名称：springsteels范围本标准规定了热轧、锻制、冷拉弹簧钢的订货内容、尺寸、外形、重量及允许偏差、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志和质量证明书等。本标准适用于直径或边长不大于100mm的弹簧钢圆钢和方钢（以下简称棒材）、厚度不大于40mm的弹簧钢扁钢、直径不大于25mm的弹簧钢盘条（不包括油淬－回火弹簧钢丝盘条（yb/t 5365））。经供需双方协商，也可供应直径或边长大于100mm的棒材、厚度大于40mm的扁钢和直径大于25mm的盘条。本标准规定的牌号及化学成分也适用于钢锭、钢坯及其制品。引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可适用这些文件的 版本。凡是不注日期的引用文件，其 版本适用于本标准。gb/t 222钢的成品化学成分允许偏差gb/t 223.3钢铁及合金化学分析方法二安替比林甲烷磷钼酸重量法测定磷量gb/t 223.5钢铁及合金化学分析方法还原型硅钼酸盐光度法测定酸溶硅含量gb/t 223.11钢铁及合金化学分析方法过硫酸铵氧化容量法测定铬量gb/t 223.13钢铁及合金化学分析方法硫酸亚铁铵滴定法测定钒含量研究进展
传统弹簧钢的强度水平难以满足现代工业发展的要求，众所周知，弹簧钢力学性能在材料质量保证的前提下取决于热处理工艺，而热处理工艺也应根据所用材料来决定，弹簧钢高强度化的一个重要途径是充分发挥合金元素的作用，达到 合金化效果。
热处理弹簧钢要求较高的强度和疲劳极限，一般在淬火+中温回火的状态下使用，以获得较高的弹性极限。热处理工艺技术对弹簧内在质量有着至关重要的影响。因此，如何进一步提高弹簧疲劳寿命，需进一步研究，尤其是化学表面改性热处理、喷丸强化等都对弹簧疲劳寿命产生重要影响。为进一步强化气门弹簧的表面强度、增加压应力、提高疲劳寿命，气门弹簧成形后，要进一步经过渗氮、低温液体碳氮共渗或硫氮共渗处理，然后经喷丸强化。例如，日本将f4mm的si－cr油淬钢丝经450℃×4.5h低温体碳氮共渗与经400℃×15min中温回火进行对比，其疲劳极限可提高240mpa。氮的渗入，不仅消除了脱碳的不良影响，而且还提高了残余压应力，同时经渗氮和低温液体碳氮共渗的气门弹簧高温强度提高，150℃时的变形量为0.2%（规定值为0.5%），250℃的变形量为0.56%，提高了气门弹簧的热稳定性和抗松弛稳定性，但渗氮和液体碳氮共渗时间应严格控制，否则会形成网状硫化物和网状氮化物，反而会降低其疲劳强度。气门弹簧提高强度的方法还可以选择喷丸，经生产实践表面气门弹簧喷丸可用两种丸粒，一种直径为0.8mm，其显微硬度为720hv0.2，另一种直径0.25mm，其显微硬度为800hv0.2，三次喷丸可达到较好的强化效果，又可使表面质量得到改善。
由于其具有红硬性高、耐磨性好、强度高等特性，也用于制造性能要求高的模具、轧辊、高温轴承和高温弹簧等。高速工具钢经热处理后的使用硬度可达hrc63以上，在600℃左右的工作温度下仍能保持高的硬度，而且其韧性、耐磨性和耐热性均较好。退火状态的高速工具钢的主要合金元素有多、钼、铬、钒，还有一些高速工具钢中加入了钴、铝等元素。这类钢属于高碳高合金莱氏体钢，其主要的组织特征之一是含有大量的碳化物。铸态高速工具钢中的碳化物是共晶碳化物，经热压力加工后破碎成颗粒状分布在钢中，称为一次碳化物；从奥氏体和马氏体基体中析出的碳化物称为二次碳化物。这些碳化物对高速工具钢的性能影响很大，特别是二次碳化物，其对钢的奥氏本晶粒度和二次硬化等性能有很大影响。碳化物的数量、类型与钢的化学成分有关，而碳化物的颗粒度和分布则与钢的变形量有关。钨、钼是高速工具钢的主要合金元素，对钢的二次硬化和其他性能起重要作用。铬对钢的淬透性、抗氧化性和耐磨性起重要作用，对二次硬化也有一定的作用。钒对钢的二次硬化和耐磨性起重要作用，但降低可磨削性能。高速工具钢的淬火温度很高，接近熔点，其目的是使合金碳化物更多的溶入基体中，使钢具有更好的二次硬化能力。高速工具钢淬火后硬度升高，此为 次硬化，但淬火温度越高，则回火后的强度和韧性越低。淬火后在350℃以下低温回火硬度下降在350℃以上温度回火硬度逐渐提高，至520~580℃范围内回火（化学成分不同，回火温度不同）出现第二次硬度高峰，并超过淬火硬度，此为二次硬化。这是高速工具钢的重要特性。高速工具钢除了具有高的硬度、耐磨性、红硬性等使用性能外，还具有一定的热塑性、可磨削性等工艺性能。多系高速工具钢主要合金元素是钨，不含钼或含少量钼。其主要特性是过热敏感性小，脱碳敏感性小、热处理和热加工温度范围较宽，但碳化物颗粒粗大，分布均匀性差，影响钢的韧性和塑性。钨钼系高速工具钢的主要合金元素是钨和钼。其主要特性是碳化物的颗粒度和分布均优于钨系高速工具钢，脱碳敏感性和过热敏感性低于钼系高速工具钢，使用性能和工艺性能均较好。钼系高速工具钢的主要合金元素是钼，不含钨或含少量钨。其主要特性是碳化物颗粒细，分布均匀、韧性好，但脱碳敏感性和过热敏感性大、热加工和热处理范围窄。含钴高速工具钢是在通用高速工具钢的基础上加入一定量的钴，可显著提高钢的硬度、耐磨性和韧性。粉末高速工具钢是用粉末冶金方法产生的。首先用雾化法制取低氧高速工具钢预合金粉末，然后用冷、热静压机将粉末压实成全致密的钢坯，再经锻、轧成材。粉末高速工具钢的碳化物细小、分布均匀，韧性、可磨削性和尺寸稳定性等均很好，可生产用铸锭法个可能产生更高合金元素含量的超硬高速工具钢。粉末高速工具钢可分为3类， 类是含钴高速工具钢，其特点是具有接近硬质合金的硬度，而且还具有良好的可锻性、可加工性、可磨性和强韧性。第二类是无钴高钨、钼、钒超硬高速工具钢。第三类是超级耐磨高速工具钢。其硬度不太高，但耐磨性极好，主要用于要求高耐磨并承受冲击负荷的工作条件。工具钢的热处理编辑工具钢的使用寿命与其热处理的质量密切相关，工具钢的热处理特点是预先热处理多为球化退火，以 获得均匀并且粒度适中的球化组织，终热 处理则是淬火加低温回火（高速钢为淬火加 560℃回火三次），以获得在回火马氏体基体 上分布着均匀细小碳化物的高硬度组织，保 证工具的耐磨性。热锻模钢的热处理则有所 不同，其预先热处理为一段退火，终热处 理为淬火加中温回火或高温回火，以获得良 好的综合机械性能。
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