弹簧钢 ASTMA228 mmk

{东莞市特顺金属材料有限公司}弹簧钢主要是应有好的弹性，又由于它是在动载荷环境条件下工作的，所以对制造弹簧的材质*主要的应有高的屈服强度；在承受重载荷时不引起塑性变形；应有高的疲劳强度，在载荷反复作用下具有长的使用寿命；并有足够的韧性和塑性，以防在冲击力作用下突然脆断。在碳素钢中碳含量在0.60～0.90%之间的优质钢是制造弹簧的钢种，但碳素弹簧钢的渗透性差，只宜制作小截面的弹簧，大截面的弹簧需要用合金钢制作。在合金钢中由于合金元素的强化作用，可制造弹簧的材质其含碳量可降低到0.5～0.7%。硅，锰，铬，钒是弹簧钢中*常用的合金元素。一般淬火后进行中温回火可获得高的弹性。

60Si2Mn(A)是目前我国用量*大，用途*广的一个弹簧钢钢种，产量占全部弹簧钢产量的2/3。对弹簧疲劳裂纹分析认为，产生疲劳裂纹的主要原因在于钢中氧化物夹杂，且D类夹杂物对疲劳寿命的危害大于B类夹杂物。因此，国外钢厂和汽车厂对弹簧钢中的氧化物夹杂提出了更高的要求，如瑞典SKF标准要求钢中氧含量低于1510-6，D类夹杂物低于B类夹杂物。本文针对西宁特殊钢厂和江苏淮阴钢厂(超)高功率电弧炉初炼+LF精炼+合金钢大方坯或小方坯连铸生产弹簧钢的实际情况，分别在60t和80tLF中进行了钡合金脱氧和夹杂物变性试验研究。

分析汽车悬挂簧和阀门弹簧等的失效原因发现，引起疲劳破坏的主要因素为非金属夹杂物，尤其是Al2O3和TiN夹杂物对弹簧疲劳寿命的危害*大。为生产高质量的弹簧钢，以往通常采用电炉-电渣重熔或真空电弧重熔等特种冶炼方法。随着炉外精炼技术的发展，采用炉外精炼工艺可显著减少钢中的夹杂物，如日本采用RH真空脱气实现超低氧钢(ULO)或超纯钢(UCS)的生产。检验证实氧含量低于1510-6的低氧钢(LO)可满足200MPa高应力弹簧的使用要求。用超低氧加超低氮化钛工艺生产的ULO+ULTiN钢的疲劳极限与真空电弧重熔钢相同，此钢可用于制造高强度阀门弹簧。生产ULO钢的关键是先用部分硅铁或铝预脱氧，然后用高碱度还原渣及RH真空碳脱氧使钢中氧含量低于1510-6。由于RH脱气过程中的温降迫使钢水高温出钢，为减轻初炼炉的负担，通常采用LF-RH流程。

弹簧钢中夹杂物组成主要为：D类夹杂物(点状氧化物)，基本都为粗系夹杂物，粒径一般为15～40μm，有较少部分粒径为50～80μm的大型夹杂物；B类夹杂物(铝酸盐，钙铝酸盐)，粒径为15～30μm，较少部分大型夹杂物粒径与D类相似；A类夹杂物(硫化物)，粒径为5～30μm。夹杂物控制的含义是，采用合适的脱氧工艺减少夹杂的产生(前文所述)。采用精炼工艺对A类，脱氧产物－D类和B类脆性夹杂物(钢在轧制变形产生裂纹，减小疲劳强度和耐磨耐腐性能)进行变性处理转化为塑性夹杂物，或控制脱氧产物为塑性夹杂物。脱氧，精炼及连铸工艺不同，钢中各类夹杂物的形态，大小和数量不同。而对不同级别的弹簧钢种，对夹杂物的成分，数量和粒度有不同的要求。国内某厂对60si2mnA钢进行了工业生产试验，工艺路线为LD—Lf—VD—CC，精炼过程夹杂物的数量逐渐减少，尺寸逐渐减小，形状逐渐转变为球形或类球形。Lf完成夹杂物从A12O3到复合夹杂的转变。

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