彈簧材料的發(fā)展
随(sui)着彈簧應用技(jì)術的發展，對彈(dan)簧材料提出了(le)多的🔱要求🐆。主要(yao)是在高應力下(xia)的提高疲勞壽(shòu)命和抗松弛性(xing)能🍉方面；其次是(shì)根💜據不同的用(yòng)途，要求具有耐(nài)蝕性、非磁性、導(dǎo)電性、性、耐熱💋性(xìng)等方🈲面。為此，彈(dan)簧材料除了新(xin)品種外，另從嚴(yan)格控制化學成(cheng)分，降低非金屬(shǔ)夾雜🔴，提高表面(mian)質量和尺寸精(jing)度等方面取得(dé)了有益的成效(xiào)。
（1）彈簧鋼生産工(gong)藝的發展 為了(le)提高彈簧鋼的(de)質量，工🆚業發達(dá)已普通采用爐(lú)外精煉技術、連(lián)鑄工藝、新型軋(zha)制和🌂在線自動(dòng)檢測🏃及控制設(shè)備等。
為了鋼的(de)化學成分，降低(di)氣體和各種非(fei)金屬加夾✌️物的(de)含量，采用大容(rong)量電爐或轉爐(lu)熔煉，采用爐外(wài)鋼包精煉，使氧(yǎng)含量（質量分數(shù)）降至（0.0021~0.0010）%，生産出超(chāo)純淨鋼，從而提(tí)高了彈簧的設(she)計和工作應力(li)。
連鑄生産工藝(yì)在彈簧鋼生産(chan)中已被廣泛采(cai)用。連鑄可👉通過(guò)🔴電磁攪拌、低溫(wēn)鑄造等技術減(jiǎn)小鋼的偏☔析，減(jian)小二次氧化，表(biao)面脫碳，使組織(zhī)和性能穩定、均(jun1)勻。
采用分列式(shì)全連續軋機，可(ke)提高尺寸精度(du)，表面質量🌈，同時(shí)也可使鋼材沿(yan)長度顯微組織(zhī)均勻。在軋制過(guò)程中為了産品(pǐn)的表面質量采(cai)用在線自動檢(jian)測和控制。為了(le)适合變截面彈(dan)簧扁鋼生🎯産而(er)了奧氏體軋制(zhì)成形新工藝，即(ji)先将鋼加熱到(dao)奧氏體區再急(jí)冷至亞穩奧氏(shì)體區進行塑性(xing)加工并淬火處(chu)理。這種工藝可(ke)使鋼在不降低(dī)塑性的同時提(tí)。此外還👨❤️👨有通過(guò)軋後在線熱處(chù)理和表面硬化(hua)處理來提高彈(dan)簧鋼的性能等(deng)。
（2）合金鋼的發展(zhǎn) 合金元素的主(zhǔ)要作用是提高(gāo)力學性能✔️，工藝(yì)性能及賦予某(mou)種性能。氣門彈(dàn)簧和懸架彈簧(huáng)已廣泛應用SiCr鋼(gāng)。Si是抗💞應力松弛(chi)的合金元素，在(zài)SiCr鋼中添加V、Mo形成(cheng)SiCrV和SiCrMo鋼，可🔞以提高(gāo)疲勞壽命和抗(kang)松弛性能。同時(shi)SiCr拉拔鋼絲，其在(zài)高溫下工作時(shi)的抗松弛🐪性能(néng)，比琴鋼💔絲和重(zhòng)要用途碳素彈(dàn)簧鋼絲要好。随(sui)着發動機高🌈速(su)🏃🏻小型化，抗顫振(zhèn)性能好、質量輕(qing)🌈、彈性模量小的(de)Ti合金了較為廣(guǎng)泛的應用，其強(qiáng)度可達2000 MPa。
（3）低碳奧(ao)氏體鋼的發展(zhan) 低碳奧氏體鋼(gang)38SiMnB是我國自主的(de)一種新型的彈(dàn)簧鋼，在此基礎(chu)上的38SiMnVBE具優越性(xing)，具有高強韌性(xìng)、高淬透性、高⛹🏻♀️應(ying)用性和比。在進(jìn)行 晶粒控制軋(zhá)制後，其抗拉強(qiang)度 =（2030~2140）MPa，屈服⭐強度 =（900~2010）MPa，伸(shen)📐長率 =（12~15）%，面縮率 =（48~55）%。為(wei)少片變截面闆(pǎn)彈簧提供了的(de)材料。
（4）不鏽鋼的(de)發展 我國是生(shēng)産不鏽鋼的大(dà)國，随着不鏽鋼(gang)的生🛀産♻️發展，自(zì)然也了不少品(pǐn)種，目前已達50多(duo)🤞種，，基本滿足了(le)🔱國内生産發展(zhan)的需要，對當前(qián)的一些新品種(zhǒng)作簡要說明。
1）奧(ao)氏體不鏽鋼體(tǐ)系的初步形成(cheng)。為了碳元素造(zao)成的不鏽❤️鋼晶(jīng)界腐蝕疲勞，出(chū)低碳奧氏體不(bú)鏽鋼0Cr18Ni9和00Cr17Ni2Mo2。為了📧提(ti)高🔆其性能可加(jia)Cu、Ti、Nb、Mn、Cr、Si和N等元素。
2）含氮(dàn)不鏽鋼的發展(zhǎn)。 在不鏽鋼中以(yǐ)氮代碳取得了(le)🏃🏻♂️成果。在❗奧氏體(tǐ)不鏽鋼中N和C有(yǒu)許多共同特性(xing)。N穩定🌐奧氏體的(de)👨❤️👨作用比Ni大，與C相(xiàng)當。N與Mn結合能取(qu)代比較貴的Ni。
在(zài)奧氏體中N也是(shi)的固溶元素之(zhī)一。N與Cr的親和力(li)要🧑🏽🤝🧑🏻比💋C與Cr的親⭐和(he)力小，奧氏體鋼(gāng)很少見到Cr2N的析(xi)出。因此N能在不(bú)降㊙️低耐蝕性能(néng)的基礎上，提高(gāo)不鏽鋼強度。
3） 鐵(tie)素體不鏽鋼的(de)發展。 鐵素體不(bu)鏽鋼具有良好(hǎo)的腐蝕性😍能和(he) 性能，其抗應力(lì)腐蝕性能優于(yú)奧氏體🍉不鏽😄鋼(gang)。價格比✨奧氏體(tǐ)不鏽鋼便宜。但(dàn)存在可焊性差(cha)、脆性傾向比較(jiao)大的缺點，生産(chǎn)和使用受到限(xiàn)制。通過降低鋼(gang)中的碳🐉和氮的(de)含量，添加Ti、Nb、Zr、Ta等穩(wen)定化元素，添加(jia)Cu、AI、V等焊縫金屬韌(ren)化✂️元素三種途(tú)徑，可以鐵素體(tǐ)鋼的可焊性和(he)脆性。
5）超馬(ma)氏體不鏽鋼的(de)發展。 傳統的馬(mǎ)氏體不鏽鋼2Cr13、3Cr13、4Cr13和(he)1Cr17Ni2缺乏足👄夠的延(yan)展性，在冷頂鍛(duan)變形過程中對(dui)應力敏感，冷加(jia)工成😘形比較困(kùn)難。加之鋼的可(ke)焊性比較差，使(shǐ)用範圍受到限(xiàn)制。為克服馬氏(shi)體鋼的上述不(bu)足，近來已找到(dào)一種途徑，就是(shì)❤️通過降低鋼的(de)C、Ti含量，增加Ni含量(liàng)，一🔞個新系列合(hé)金鋼——超馬氏體(ti)鋼。這類鋼抗拉(lā)，延展性好，焊接(jie)性能也，因此超(chāo)馬氏體鋼又稱(chēng)為軟馬氏㊙️體鋼(gāng)或可焊接馬氏(shi)體鋼。
（5）彈簧鋼絲(sī)的發展 彈簧鋼(gang)絲經過100的發展(zhan)，工藝技術經🚩曆(li)了由鉛淬火到(dào)油淬火，現又發(fā)展到感應加熱(re)淬火。再加上工(gong)藝技術裝備和(hé)完善，品種質量(liàng)不斷🐪新。近來✊的(de)閥門用彈簧鋼(gang)絲感應加熱淬(cuì)火和回火處理(lǐ)工藝，試驗證明(míng)，由于感應加熱(rè)時間短，淬火組(zǔ)🔅織細小，鋼絲表(biǎo)面幾乎沒🌏有脫(tuō)碳層，所以其塑(su)性、韌性、抗松弛(chí)性、斷裂韌性、延(yan)遲斷裂抗力、疲(pi)勞壽🌍命等都比(bǐ)油淬火回火鋼(gāng)絲有較大提高(gāo)。
（6）不(bú)鏽鋼絲的發展(zhan) 近年來不鏽彈(dàn)簧鋼絲生産發(fa)展較快。國📧内👄需(xū)求量增大的品(pin)種主要為1Cr18Ni9和0Cr17Ni7AI。
的(de)鋼絲生産工藝(yì)流程特點是盤(pan)條先剝皮處理(li)，去🈲除熱加工在(zài)表面造成的缺(que)陷，除次固溶處(chu)理後要🚶♀️進行酸(suān)洗外，整個冷🔱加(jia)工過程均保持(chi)光亮表面。
（7）形狀(zhuàng)記憶合金的 目(mù)前在彈簧方面(miàn)有應用前途的(de)單向形狀記💃🏻憶(yì)合金，以50Ti和50Ni性能(neng)。形狀記憶合金(jin)制成的彈簧，受(shou)溫度的作用可(ke)伸縮。主要用于(yú)恒溫、恒載🔆荷、恒(héng)變🈲形量的㊙️控制(zhì)系統中。由于是(shì)靠彈簧伸縮推(tui)動執行機構，所(suǒ)以彈簧的工作(zuo)應力變化較大(da)。
（8）陶瓷的應用 陶(táo)瓷的彈性模量(liàng)高，斷裂強度低(di)，适用于變形🏃🏻♂️不(bu)🔅大的地方。目前(qián)正在的有耐熱(rè)、、絕緣性好的陶(táo)瓷，應㊙️用的有超(chāo)塑性鋅合金（SPZ），在(zài)常溫下具有高(gao)的強度。另外，還(hái)有的氮化矽，能(neng)，可達1000℃。但陶瓷彈(dan)簧不💋适用于在(zai)沖擊載荷🐅下工(gōng)作。
（9）纖維增強塑(su)料在彈簧中應(ying)用 玻璃纖維增(zeng)強塑料（GFRP）闆簧在(zài)英、美和日本等(děng)國已廣泛應用(yong)，除用于橫置懸(xuán)架外，還可用于(yú)輕型車輛，如賽(sai)車的縱置懸架(jià)。目前又研制成(chéng)功了碳素纖維(wéi)增🔞強塑料（GFRP）懸架(jia)彈簧，比金屬闆(pan)簧要輕20%。
