世界特殊钢生产技术及设备发展趋势（二）
2003-07-29 00:00 来源： 我的钢铁
近十年来，由于特殊钢用户加工技术的改变，要求提高材料利用率和成品率、改善产品的性能和提高使用寿命，这些都对特殊钢的质量提出了苛刻的要求。另外，国际特殊钢市场还存在着激烈的竞争，在提高特殊钢质量的同时还必须不断地降低生产成本，以增强特殊钢产品的竞争力。为此，目前特殊钢生产技术正向着改善钢的洁净度、提高钢坯内部组织均匀性和提高表面质量、提高轧材尺寸精度、提高效率和降低消耗方向发展，并已取得显著的成效。下面仅对特殊钢种中的弹簧钢生产技术及设备发展趋势进行描述。
弹簧钢
早期的弹簧钢主要是碳素钢。随着汽车等交通、运输和其它工业的发展，合金弹簧钢逐渐发展起来。
弹簧钢的技术发展主要表面在冶炼技术、热处理工艺和化学成分等方面。近年来广泛应用钢包精炼、真空脱气、连铸等技术，使钢中氧含量小于15ppm；减少影响疲劳性能的非金属夹杂物含量，改变夹杂物形态的粒度，提高弹簧的疲劳极限。
在钢种不变的情况下，弹簧的自重随设计应力的提高而不断下降。作为热成形悬挂弹簧钢，日本过去大量使用的SUP6（Si-Mn钢）在882MPa下使用已达极限应力值。从1978年起开始用含硅较多的SUP7（Si-Mn钢）来替代，设计应力提高到980MPa，使弹簧减重约20%。同时，轿车螺旋悬架用弹簧逐渐由热成形改为冷成形，所用钢丝由SUP6改用SUP7或SUP12（Si-Cr钢），钢丝的强度极限达到1764-1960MPa。为了提高弹性减退抗力，开发了以Si-Mn钢为基础、添加钒和铌，并采用碳氮化物沉淀硬化的新钢种，设计应力可达1078MPa。现在及将来的目标是开发设计应力为1176-1274MPa甚至更高的弹簧钢，并使之实用化。
美国经常使用的弹簧钢是9260、9254、6150、5160，尤以5160（H）和9260应用最广，其含碳量一般为0.45%-0.60%。许多年来5160是美国螺旋悬架用弹簧钢的主要钢种，当要求抗弹性减退性能较高时选用9260钢。目前9259弹簧钢是北美的主要螺旋悬架用弹簧钢。由于9254钢比9259钢的硅含量，可提供更好的抗弹性衰减性能。北美油回火钢丝工业多年来一直采用9254钢生产冷卷弹簧；日本同样采用9254钢生产热卷悬架弹簧。
任何一个螺旋悬架弹簧都要经历淬火和回火处理以得到马氏体组织，硬度一股为HRC48-51。弹簧表面经喷丸处理后形成压应力，此时表面的应力最大，从而内部缺陷成为断裂的根源。钢的疲劳强度随着抗拉强度的提高而增大，但是当钢的强度达到一定值时，疲劳强度与抗拉强度的直线关系取决于钢中是否在夹杂物。若存在夹杂物将降低钢的疲劳强度，因此控制钢中夹杂物的组成、形态和分布成为高强度弹簧钢研究开发的重点。
微合金超高强度弹簧钢的抗拉强度可达2000MPa，同时疲劳寿命和抗弹性衰减性能保持不变或更好。结果是在成本提高不多的条件下，获得了减重和节省空间的效果。微合金超高强度弹簧钢的目标是在正常的热卷/冷卷工艺下满足下列要求：（1）硬度为HRC52-55时具有良好的塑性；（2）较目前的钢种有相同或更好的抗疲劳性能；（3）较目前的钢种有相同或更好的抗弹性衰减性能。
研究开发微合金超高强度弹簧钢的办法有两个：一是现有的9259钢或9254钢中添加微量合金元素，如92V54钢；二是借鉴航空用超高强度钢的经验，将碳含量降低并添加钒和铌，如92V45钢。微合金超高强度弹簧钢与基础的9259钢相比，可减轻弹簧重量16%。
日本汽车用阀门弹簧钢丝有SWP-V、SWO-V、SWOCV及SWOSC-V等。随着发动机转速的增加及工作温度和升高，SWOSC-V钢的使用量不断增加。弹簧钢钢种的发展方向是开发设计应力为1176-1427MPa或更高的弹簧钢。另一个发展方面是降低碳含量、减小脱碳倾向，提高塑性成形性和抗弹性衰减性能。
（mysteel.com 资讯部编辑 请勿转载）
弹簧钢
早期的弹簧钢主要是碳素钢。随着汽车等交通、运输和其它工业的发展，合金弹簧钢逐渐发展起来。
弹簧钢的技术发展主要表面在冶炼技术、热处理工艺和化学成分等方面。近年来广泛应用钢包精炼、真空脱气、连铸等技术，使钢中氧含量小于15ppm；减少影响疲劳性能的非金属夹杂物含量，改变夹杂物形态的粒度，提高弹簧的疲劳极限。
在钢种不变的情况下，弹簧的自重随设计应力的提高而不断下降。作为热成形悬挂弹簧钢，日本过去大量使用的SUP6（Si-Mn钢）在882MPa下使用已达极限应力值。从1978年起开始用含硅较多的SUP7（Si-Mn钢）来替代，设计应力提高到980MPa，使弹簧减重约20%。同时，轿车螺旋悬架用弹簧逐渐由热成形改为冷成形，所用钢丝由SUP6改用SUP7或SUP12（Si-Cr钢），钢丝的强度极限达到1764-1960MPa。为了提高弹性减退抗力，开发了以Si-Mn钢为基础、添加钒和铌，并采用碳氮化物沉淀硬化的新钢种，设计应力可达1078MPa。现在及将来的目标是开发设计应力为1176-1274MPa甚至更高的弹簧钢，并使之实用化。
美国经常使用的弹簧钢是9260、9254、6150、5160，尤以5160（H）和9260应用最广，其含碳量一般为0.45%-0.60%。许多年来5160是美国螺旋悬架用弹簧钢的主要钢种，当要求抗弹性减退性能较高时选用9260钢。目前9259弹簧钢是北美的主要螺旋悬架用弹簧钢。由于9254钢比9259钢的硅含量，可提供更好的抗弹性衰减性能。北美油回火钢丝工业多年来一直采用9254钢生产冷卷弹簧；日本同样采用9254钢生产热卷悬架弹簧。
任何一个螺旋悬架弹簧都要经历淬火和回火处理以得到马氏体组织，硬度一股为HRC48-51。弹簧表面经喷丸处理后形成压应力，此时表面的应力最大，从而内部缺陷成为断裂的根源。钢的疲劳强度随着抗拉强度的提高而增大，但是当钢的强度达到一定值时，疲劳强度与抗拉强度的直线关系取决于钢中是否在夹杂物。若存在夹杂物将降低钢的疲劳强度，因此控制钢中夹杂物的组成、形态和分布成为高强度弹簧钢研究开发的重点。
微合金超高强度弹簧钢的抗拉强度可达2000MPa，同时疲劳寿命和抗弹性衰减性能保持不变或更好。结果是在成本提高不多的条件下，获得了减重和节省空间的效果。微合金超高强度弹簧钢的目标是在正常的热卷/冷卷工艺下满足下列要求：（1）硬度为HRC52-55时具有良好的塑性；（2）较目前的钢种有相同或更好的抗疲劳性能；（3）较目前的钢种有相同或更好的抗弹性衰减性能。
研究开发微合金超高强度弹簧钢的办法有两个：一是现有的9259钢或9254钢中添加微量合金元素，如92V54钢；二是借鉴航空用超高强度钢的经验，将碳含量降低并添加钒和铌，如92V45钢。微合金超高强度弹簧钢与基础的9259钢相比，可减轻弹簧重量16%。
日本汽车用阀门弹簧钢丝有SWP-V、SWO-V、SWOCV及SWOSC-V等。随着发动机转速的增加及工作温度和升高，SWOSC-V钢的使用量不断增加。弹簧钢钢种的发展方向是开发设计应力为1176-1427MPa或更高的弹簧钢。另一个发展方面是降低碳含量、减小脱碳倾向，提高塑性成形性和抗弹性衰减性能。
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