什么是d簧钢?

[拼音]：tanhuanggang

[外文]：spring steels

用以制造d簧或类似d簧性能零件的钢类。具有高的d性极限、疲劳极限(尤其是缺口疲劳极限)以及一定的冲击韧性和塑性，主要在冲击、震动等动载荷或长期周期性交变应力的条件下使用。所以在各种状态下工作的d簧都要有良好的表面质量和较高的抗疲劳性能。在工艺性能上，需经淬火、回火的d簧钢，应具有一定的淬透性，不易脱碳，过热敏感性低和塑性较高，在热状态下易于成形。制造小尺寸d簧用的钢丝要有均匀的硬度和一定的塑性。

d簧钢按生产方法，可分为热轧d簧钢和冷拉(轧)d簧钢。热轧d簧钢包括制造螺旋d簧、扭力杆用的圆钢或梯形钢和制造板簧的扁钢；冷拉(轧)d簧钢包括制造小规格螺旋d簧的冷拉钢丝和制造发条以及各种d簧片的冷轧钢带。合金d簧钢中通常含锰、硅、铬、钼、钨、钒和微量的硼，这些合金元素都可提高钢的淬透性。锰和硅固溶入铁素体中，可提高屈服强度。铬、钨、钒可以提高钢的d性极限、屈强比和耐热性。按所含合金元素，常用的d簧钢可分为以下几种：

价格低廉，用途广泛。如表面状态和热处理组织相同，疲劳极限并不低于合金d簧钢。缺点是淬透性和屈服强度较低；截面较大的d簧，油淬时不能淬透，水淬时容易开裂。如增加含碳量，虽能提高强度和d性极限，却会降低冲击韧性和塑性，尤其是降低低温韧性。中国的碳素d簧钢有65、70、75、85四个钢号。

如65Mn，锰含量为0.90～1.20％。增加锰含量可提高钢的淬透性和强度，减小脱碳倾向;缺点是有过热敏感性和回火脆性，且易产生淬火裂纹，所以只适于制造各种小尺寸扁d簧、圆d簧。

是主要的热轧合金d簧钢种，中国有55Si2Mn、60Si2Mn、60Si2MnA、70Si3MnA四个钢号。硅含量为1.50～2.80％，锰含量为0.60～0.90％。钢中加硅可显著提高d性极限和屈强比，提高回火稳定性；但易形成硅酸盐等夹杂物，增加脱碳敏感性。钢中碳和硅的含量均较高时，碳易于石墨化。这类钢广泛用于制作汽车、拖拉机、机车上的减震板簧和螺旋d簧，以及要求承受较高应力的d簧。

在国际上很通用，中国有 50CrMn 和50CrVA两个钢号。50CrMn由于含有1％左右的铬和锰，有较高的淬透性，脱碳倾向小;缺点是铬和锰均加重回火脆性的倾向，回火后需快冷，多用以制造截面较大的和较重要的板簧和螺旋d簧。50CrVA钢具有良好的淬透性；加钒能细化组织，不易过热，并可提高钢的强度、韧性，降低缺口敏感性。这种钢脱碳倾向小，低温冲击韧性好，在较高温度下工作时，性能也较稳定，主要用于制造气门d簧、安全阀d簧和在较高温度下工作的d簧。在50CrVA钢的基础上适当增加其他合金元素，能取得比上述两种d簧钢更好的力学性能和淬透性。

硅含量为1.40～1.80％、铬含量为0.90～1.20％、钒含量为0.10～0.20％的60Si2CrVA钢，具有高的淬透性和低的过热敏感性，在塑性指标相近时抗拉强度和屈服强度高于硅锰d簧钢，主要用于制作承受高应力的d簧。

65Si2MnWA钢的钨含量为0.80～1.20%，与 60Si2CrVA钢一样，可用于制作承受高载荷的和耐热(≤350℃)、耐冲击的d簧。合金含量较高的30W4Cr2VA钢是一种高强度耐热d簧钢，有高的淬透性，主要用于制造低于500℃条件下使用的控制阀簧。 上述几种钢的生产工艺较复杂，价格较高。

在高温条件下工作的d簧，可选用耐热钢和耐热合金；在腐蚀介质工作的d簧，应按介质的性质（氧化性，还原性）选用相应牌号的不锈钢。

中国还有55SiMnVBd簧钢，是在硅锰d簧钢的基础上增添少量或微量合金元素，以提高淬透性能，用来制造较大截面尺寸的汽车板d簧。中国典型牌号d簧钢的力学性能见附表。

一般d簧钢可用电炉、平炉或氧气转炉生产；质量较好或具有特殊性能的优质d簧钢，用电渣炉或真空炉炼制。d簧钢中碳、锰、硅等主要元素的规定含量范围较窄，冶炼时必须严格控制化学成分。硅含量较高时容易形成气泡等缺陷，钢锭锻轧后冷却不当时易产生白点。因此，冶炼用的原材料必须干燥，尽量除去气体及夹杂物，而且要避免钢水过热。

d簧钢在轧制加工中须特别注意脱碳和表面质量。钢材表面严重脱碳时，会显著降低钢的疲劳极限。对于高硅d簧钢如70Si3MnA，应注意避免石墨化。因此，在热加工时停轧温度不应过低(≥850℃)，避免在石墨化较易形成的温度范围(650～800℃)内停留时间过长。

d簧制成后经喷丸处理能使d簧表层产生残余压应力，以抵销表层上的部分工作应力，抑制表层裂缝的形成，这可显著提高d簧的疲劳极限。

参考书目

冶金工业部钢铁研究院、第一机械工业部机械科学研究院主编：《合金钢手册》下册，中国工业出版社，北京，1964。