碳弹簧钢价格低廉 ,用途 广泛 。
如果 表面 状态 与热处理 组织 相同 ,疲劳极限 不低于 合金 弹簧钢。
缺点 是淬火 和屈服强度低;对于 截面 较大 的弹簧 ,油淬时不能 淬火 ,水淬时容易 开裂 。
如果 碳含量 增加 ,虽然 可以 提高 强度 和弹性 极限 ,但会降低 冲击韧性 和塑性 ,尤其是低温 韧性 。
中国 碳弹簧钢有65 、70 、75 、85 四个 钢号 。
单纯 含锰 弹簧钢如65Mn,锰含量 在0. 90 ~1.20 %之间 。
增加 锰含量 可以 提高 钢的淬透性 和强度 ,降低 脱碳 倾向 ;缺点 是过热 敏感 ,回火 脆性 好,容易 出现 淬火 裂纹 ,所以 只适合 制造 各种 小型 扁弹簧 和圆弹簧 。
硅锰 弹簧钢是热轧 合金 弹簧钢的主要 种类 ,在中国有 55 Si2 Mn ,60 Si2 Mn A,60 Si2 Mn A,70 Si3 Mn A四种 钢号 。
硅含量 在1.50 ~2.80 %之间 ,锰含量 在0. 60 ~0. 90 %之间 。
在钢中加入 硅可以 显著 提高 弹性 极限 和屈强比 ,提高 回火 稳定性 ,但是 容易 形成 硅酸盐 等夹杂 物,从而 提高 脱碳 的敏感性 。
当钢中碳和硅含量 较高时,碳容易 被石墨化。
这种 钢广泛应用 于汽车 、拖拉机 、机车 上的减震 板簧 和螺旋弹簧 ,以及 要求 承受 较高应力 的弹簧 。
含铬 弹簧钢在国际 上非常 普遍 ,中国有 50 Cr Mn 和50 CrVA两种 钢号 。
由于 50 Cr Mn 含有 和锰,50 Cr Mn 具有 较高的淬透性 ,脱碳 倾向 较小;缺点 是铬和锰都有 回火 脆性 的倾向 ,回火 后需要 快速 冷却 ,多用于 制造 截面 较大 、重要 的板簧 和螺旋弹簧 。
五十 CrVA钢具有 良好 的淬透性 ,加钒可以 细化 组织 ,不易 过热 ,可以 提高 钢的强度 和韧性 ,减少 缺口 的敏感性 。
该钢脱碳 倾向 小,低温 冲击韧性 好,在较高温度 下工作 时,其性能 也比较稳定 ,主要 用于 制造 气门 弹簧 、安全阀 弹簧 和在 较高温度 下工作 的弹簧 。
在50 CrVA钢的基础 上,适当 添加 其它 合金 元素 ,可获得 较好 的机械性能 和淬透性 能。