彈簧材料的(de)發展
随(sui)着彈簧應用技術(shù)的發展，對彈簧材(cai)料提出了多的✍️要(yào)求。主要是在高應(ying)力下的提高疲勞(láo)壽命和抗松弛性(xìng)能方面；其次是根(gēn)據不同的用途，要(yào)求具有耐蝕性、非(fei)磁性💃🏻、導電性、性、耐(nài)熱性等方面。為此(cǐ)，彈簧💋材料除了新(xin)品種外，另從嚴格(gé)控制化學成分，降(jiang)低非金屬夾雜🚶，提(ti)高表面質量和尺(chǐ)寸精度等方面取(qǔ)得了有益的成效(xiào)。
（1）彈簧鋼生産工藝(yì)的發展 為了提高(gao)彈簧鋼的質量，工(gong)業發達🈲已普通采(cǎi)用爐外精煉技術(shù)、連鑄工藝、新型軋(zha)制和㊙️在線自動檢(jian)測及控制設備等(deng)。
為了鋼的化學成(cheng)分，降低氣體和各(gè)種非金屬加夾🔅物(wu)的含量，采用大容(róng)量電爐或轉爐熔(rong)煉，采用爐外鋼包(bāo)精煉，使氧☂️含量（質(zhi)量分數）降至（0.0021~0.0010）%，生産(chan)出超純淨鋼，從而(ér)提高了彈簧的設(shè)計和工作應力。
連(lian)鑄生産工藝在彈(dan)簧鋼生産中已被(bèi)廣泛采用。連♈鑄可(kě)📞通過電🈲磁攪拌、低(di)溫鑄造等技術減(jian)小鋼的偏析，減❗小(xiao)二次氧✏️化，表面脫(tuo)碳，使組織和性能(neng)穩定、均🧡勻。
采用分(fèn)列式全連續軋機(ji)，可提高尺寸精度(du)，表面質量，同時🤞也(ye)🌈可使鋼材沿長度(du)顯微組織均勻。在(zai)軋制過程中為了(le)産品的表面質量(liàng)采用在線自動檢(jian)測和控制。為了适(shì)合變截面彈簧扁(bian)鋼生✌️産而了奧氏(shì)體軋制成形新工(gōng)藝，即先将鋼加熱(re)到奧氏體區再㊙️急(jí)冷至亞穩奧氏體(ti)區進行塑性加工(gōng)并淬火處理。這種(zhong)工藝可💚使鋼在不(bu)降低塑性的同時(shí)提。此外還有通過(guo)軋後在線熱處理(lǐ)和表面硬🧑🏽🤝🧑🏻化處理(lǐ)來提高彈簧鋼的(de)性能等。
（2）合金鋼的(de)發展 合金元素的(de)主要作用是提高(gao)力學性能，工藝🏃性(xìng)能及賦予某種性(xìng)能。氣門彈簧和懸(xuan)架彈簧🤩已廣泛應(yīng)用SiCr鋼。Si是抗應力松(sōng)弛的合金元素，在(zài)SiCr鋼中添加V、Mo形成SiCrV和(hé)SiCrMo鋼，可以提高🌂疲勞(lao)壽命和抗松弛性(xing)能。同時❗SiCr拉拔鋼絲(sī)，其在高溫☀️下工作(zuò)時的抗松弛性能(néng)，比琴鋼🔞絲和重要(yao)用途碳素彈簧🌈鋼(gāng)絲要好。随⛹🏻♀️着發動(dòng)機高速🐅小型化，抗(kàng)顫振性能好、質量(liang)輕、彈性模量小的(de)🔞Ti合金了較為廣❤️泛(fan)的應用，其強度可(kě)達2000 MPa。
（3）低碳奧氏體鋼(gang)的發展 低碳奧氏(shì)體鋼38SiMnB是我國自主(zhǔ)☎️的一✨種新♈型💋的彈(dàn)簧鋼，在此基礎上(shang)的38SiMnVBE具優越性，具有(yǒu)高強韌性、高淬透(tou)性、高應用性和比(bi)。在進行 晶粒控制(zhi)軋制後，其抗拉強(qiáng)度 =（2030~2140）MPa，屈服強度 =（900~2010）MPa，伸長(zhǎng)率 =（12~15）%，面縮率🌈 =（48~55）%。為少片(piàn)變截面闆彈🌍簧提(ti)供了的材料。
（4）不鏽(xiu)鋼的發展 我國是(shi)生産不鏽鋼的大(da)國，随着不😘鏽鋼💁的(de)♌生産發展，自然也(yě)了不少品種，目前(qian)已達50多種，，基本滿(man)足了🐉國内生産‼️發(fā)展的需要，對當前(qian)的一些新品⭐種作(zuo)簡要說明。
1）奧氏體(tǐ)不鏽鋼體系的初(chū)步形成。為了碳元(yuan)素造成的不鏽🍉鋼(gāng)晶界腐蝕疲勞，出(chu)低碳奧氏體不鏽(xiu)鋼0Cr18Ni9和00Cr17Ni2Mo2。為了㊙️提高其(qí)性能可加Cu、Ti、Nb、Mn、Cr、Si和✂️N等元(yuan)素。
3） 鐵素體不(bu)鏽鋼的發展。 鐵素(su)體不鏽鋼具有良(liáng)好的腐👉蝕性能和(hé) 性能，其抗應力腐(fǔ)蝕性能優于奧氏(shi)體不鏽鋼。價格比(bǐ)奧氏☀️體不鏽鋼便(biàn)宜。但存在可焊性(xing)差、脆性傾向比📞較(jiào)大的缺點，生産和(he)使用受到限制。通(tong)過降低鋼中的碳(tan)和氮的含量，添加(jiā)Ti、Nb、Zr、Ta等穩定化元♉素，添(tiān)加Cu、AI、V等焊縫金屬韌(rèn)化元素三種途徑(jìng)，可以鐵素🐉體鋼的(de)可焊性和脆性。
4）奧(ao)氏體鋼的發展。 奧(ao)氏體鋼指Cr、Mo、N含量顯(xiǎn)着高于常規👄不♍鏽(xiù)鋼的奧🈲氏體鋼。其(qi)中比較着名的是(shi)含6% Mo的鋼（245S Mo）。這類鋼具(ju)有非常好的耐局(ju)部腐蝕性能，在海(hai)水、充氣、存在縫🌈隙(xi)、低速沖刷條件下(xià)，有良好的抗點蝕(shi)性能（PI 40）和較好的抗(kang)應力腐蝕性能，是(shi)Ni基合金和钛合金(jin)的代用材料。
5）超馬(mǎ)氏體不鏽鋼的發(fā)展。 傳統的馬氏體(tǐ)不鏽鋼2Cr13、3Cr13、4Cr13和1Cr17Ni2缺乏足(zú)夠的延展性，在冷(lěng)頂鍛變形過程中(zhong)對應力敏感，冷加(jia)工成形比較困🙇🏻難(nán)。加之鋼的可焊性(xìng)比較差，使用範圍(wéi)受到限制。為克服(fú)✊馬氏體鋼的上述(shu)不足，近來已找到(dao)一種途徑，就是通(tōng)過降低鋼的C、Ti含量(liàng)♊，增加Ni含量，一個新(xin)系列合金鋼——超馬(mǎ)氏體鋼。這類鋼抗(kang)拉，延展性好，焊接(jie)性能也，因此超馬(ma)氏體鋼又稱為軟(ruǎn)馬氏體鋼或可焊(han)接馬氏體鋼。
（5）彈簧(huáng)鋼絲的發展 彈簧(huang)鋼絲經過100的發展(zhan)，工藝技術🌍經曆💘了(le)🌈由鉛淬火到油淬(cui)火，現又發展到感(gǎn)應加熱🈲淬火。再加(jiā)🏃♂️上工🈲藝技術裝備(bei)和完善，品種質量(liàng)不斷🚩新。近來的閥(fá)門用彈簧鋼絲感(gǎn)應加熱淬火和回(hui)火處理工藝，試驗(yàn)證明，由于感應加(jia)熱時間短，淬火組(zu)📧織細小，鋼絲表面(mian)幾乎沒有脫碳層(ceng)，所以其塑性、韌性(xìng)、抗松弛性🔆、斷裂韌(ren)性、延遲斷裂抗力(li)、疲勞壽命等都比(bi)油淬火回火鋼絲(si)有較大提高。
另一(yī)種研究取得成效(xiao)的 晶粒形變熱處(chu)理鋼絲已能實⛹🏻♀️地(dì)應用， 晶粒形變熱(re)處理是組織 化與(yu)形變熱處理相結(jié)合的一種複合強(qiáng)韌化工藝。它既可(ke)提高鋼絲的力學(xué)性能，同時又能鋼(gāng)絲的表面質量。材(cai)料✌️表面質量🌈對疲(pí)勞性能影響很大(dà)。為了表面質量，對(dui)有要求的材料采(cai)用剝皮工藝，将表(biao)層去掉0.1mm。對0.5mm的缺陷(xiàn)采用渦流探📐傷。對(dui)拔絲過程表面産(chan)生的凹🥰凸不平，可(kě)用電解研磨，使表(biǎo)面粗糙度降到 =（6.5~3.4） m。
（6）不(bu)鏽鋼絲的發展 近(jin)年來不鏽彈簧鋼(gang)絲生産發展較快(kuai)。國内需🔞求量增大(da)的品種主要為1Cr18Ni9和(he)0Cr17Ni7AI。
的鋼絲生産工藝(yi)流程特點是盤條(tiáo)先剝皮處理，去除(chú)熱加工在表面造(zào)成的缺陷，除次固(gu)溶處理後要進行(hang)🔴酸洗外，整個冷加(jiā)工過程均保持光(guāng)亮表面。
随着工藝(yì)的發展，不繡鋼絲(si)生産流程進一步(bu)簡化，将部分原⭐屬(shu)金屬制品行業質(zhi)量控制簡化，轉換(huàn)為對盤條質量的(de)💛要求🔞。在粗拉絲機(jī)後，應用清潔球擦(ca)拭和水㊙️中清洗⭕，去(qù)除表面塗層和殘(can)餘潤滑膜。在光亮(liàng)熱處理✌️前配備電(diàn)解酸洗、堿🙇🏻中和、水(shuǐ)沖洗和烘幹裝置(zhì)， 去除鋼絲表面油(yóu)污，表面質量。
（7）形狀(zhuang)記憶合金的 目前(qian)在彈簧方面有應(ying)用前途的單向形(xíng)狀記🙇🏻憶合金，以50Ti和(he)50Ni性能。形狀記憶合(he)金制成🆚的彈簧，受(shou)溫度🔴的作⭕用可伸(shēn)縮。主要用于恒溫(wēn)、恒載荷、恒變😍形量(liang)的💋控制系🔆統中。由(you)于是靠♋彈簧伸縮(suo)推動執行機構，所(suǒ)以彈簧的工作應(yīng)力變化較大。
（8）陶瓷(ci)的應用 陶瓷的彈(dàn)性模量高，斷裂強(qiang)度低，适用于變形(xíng)不大的地方。目前(qian)正在的有耐熱、、絕(jue)緣性好的陶📱瓷，應(yīng)用的有超塑性鋅(xin)合金（SPZ），在常溫下具(ju)有高的強度。另外(wài)，還有的氮化矽，能(neng)，可達1000℃。但🐪陶瓷彈簧(huang)不适用于在沖擊(jī)載荷下工作。
（9）纖維(wei)增強塑料在彈簧(huang)中應用 玻璃纖維(wéi)增強塑料（GFRP）闆簧在(zai)英、美和日本等國(guo)已廣泛應用，除用(yòng)于橫置懸架外，還(hái)可用于輕型車輛(liàng)，如賽車的縱置懸(xuán)架。目前又研制成(chéng)功了碳素纖維增(zēng)強塑料（GFRP）懸架彈簧(huáng)，比金屬闆簧要輕(qīng)20%。
