弹簧材料比较

弹簧材料比较选择弹簧材料时，应考虑其用途、使用条件(载荷性质、大小及循环特性、工作持续时间、工作温度等)以及加工、热处理和经济性等因素。为了保障弹簧能够可靠地工作，其材料除应满足具有较高的强度极限和屈服极限外，还必须具有较高的弹性极限、疲劳极限、冲击韧性、塑性和良好的热处理工艺性等。表20-2列出了几种主要弹簧材料及其使用性能。实践中应用最广泛的就是弹簧钢，其品种又有碳素弹簧钢、低锰弹簧钢、硅锰弹簧钢和铬钒钢等。图20-2给出了碳素弹簧钢丝的抗拉强度极限。弹簧材料选择必须充分考虑到弹簧的用途、重要程度与所受的载荷性质、大小、循环特性、工作温度、周围介质等使用条件，以及加工、热处理和经济性等因素，以便使选择结果与实际要求相吻合。钢是最常用的弹簧材料。当受力较小而又要求防腐蚀、防磁等特性时，可以采用有色金属。此外，还有用非金属材料制做的弹簧，如橡胶、塑料、软木及空气等。碳素弹簧钢(如65、70钢)：价格便宜、来源方便，但弹性极限低；低锰弹簧钢(如65Mn)：淬透性好、强度较高，淬火后易产生裂纹硅锰弹簧钢(如60Si2MnA)：弹性极限高，回火稳定性好，力学性能良好；铬钒钢(如50CrVA)：耐疲劳和抗冲击性能好，价格贵，用于要求高的场合。表20-2主要弹簧材料及其许用应力类别代号许用扭应力[τT]许用弯曲应力[σb]/MPa切变模量G/GPa弹性模量E/GPa推荐硬度范围HRC推荐使用温度°C特性及用途Ⅰ类弹簧Ⅱ类弹簧Ⅲ类弹簧Ⅰ类弹簧Ⅱ类弹簧钢丝碳素弹簧钢丝Ⅰ,Ⅱ,Ⅱa,Ⅲ0.3σb0.4σb0.5σb0.5σb0.625σb81.5～78.5204～202--40～120强度高，性能好，适于做小弹簧60Si2Mn60Si2MnA47162778578598178.519745～50-40～200弹性好，回火稳定，易脱碳，适于做受大载荷的弹簧65Si2MnWA60Si2CrVA560745931931116747～52-40～250强度好，耐高温，弹性好30W4Cr2VA44258873573592043～47-40～350高温强度好，淬透性好。50CrVA45～50-40～210高疲劳强度，淬透性和回火稳定性好不锈钢1Cr18Ni9Ti32443254054067771.5193--250～300耐腐蚀，耐高温，适于做小弹簧4Cr1344258873573592075.521548～53-40～300耐腐蚀，耐高温，适于做大弹簧Co40CrNiTiMo500666834834100076.5197=-40～500耐腐蚀，高强度，无磁，高弹性青铜丝Qsi-326535344244255040.293HB90～120-40～120耐腐蚀，防磁好QSn4-339.2Qbe235344255055073542.2129.537～40耐腐蚀，防磁，导电性及弹性好注：1.按受力循环次数N不同，弹簧分为三类：Ⅰ类N106；Ⅱ类N=103～105以及受冲击载荷的场合；Ⅲ类N103。2.碳素弹簧钢丝按机械性能不同分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅱa、Ⅲ四组，Ⅰ组强度最高，依次为Ⅱ、Ⅱa、Ⅲ组。3.弹簧的工作极限应力τlim：Ⅰ类≤1.67[τ]；Ⅱ类≤1.25[τ]；Ⅲ类≤1.12[τ]。4.轧制钢材的机械性能与钢丝相同。5.碳素钢丝的切变模量和弹性模量对0.5～4mm直径有效，4mm取下限。类别代号许用扭应力[τT]许用弯曲应力[σb]/MPa切变模量G/GPa弹性模量E/GPa推荐硬度范围HRC推荐使用温度°C特性及用途Ⅰ类弹簧Ⅱ类弹簧Ⅲ类弹簧Ⅰ类弹簧Ⅱ类弹簧钢丝碳素弹簧钢丝Ⅰ,Ⅱ,Ⅱa,Ⅲ0.3σb0.4σb0.5σb0.5σb0.625σb81.5～78.5204～202--40～120强度高，性能好，适于做小弹簧60Si2Mn60Si2MnA47162778578598178.519745～50-40～200弹性好，回火稳定，易脱碳，适于做受大载荷的弹簧65Si2MnWA60Si2CrVA560745931931116747～52-40～250强度好，耐高温，弹性好30W4Cr2VA44258873573592043～47-40～350高温强度好，淬透性好。50CrVA45～50-40～210高疲劳强度，淬透性和回火稳定性好不锈钢1Cr18Ni9Ti32443254054067771.5193--250～300耐腐蚀，耐高温，适于做小弹簧4Cr1344258873573592075.521548～53-40～300耐腐蚀，耐高温，适于做大弹簧Co40CrNiTiMo500666834834100076.5197=-40～500耐腐蚀，高强度，无磁，高弹性青铜丝Qsi-326535344244255040.293HB90～120-40～120耐腐蚀，防磁好QSn4-339.2Qbe235344255055073542.2129.537～40耐腐蚀，防磁，导电性及弹性好表20-2主要弹簧材料及其许用应力注：1.按受力循环次数N不同，弹簧分为三类：Ⅰ类N106；Ⅱ类N=103～105以及受冲击载荷的场合；Ⅲ类N103。2.碳素弹簧钢丝按机械性能不同分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅱa、Ⅲ四组，Ⅰ组强度最高，依次为Ⅱ、Ⅱa、Ⅲ组。3.弹簧的工作极限应力τlim：Ⅰ类≤1.67[τ]；Ⅱ类≤1.25[τ]；Ⅲ类≤1.12[τ]。4.轧制钢材的机械性能与钢丝相同。5.碳素钢丝的切变模量和弹性模量对0.5～4mm直径有效，4mm取下限。弹簧常用材料（摘自GB/T1239.6-92）标准号标准名称牌号直径规格(mm)剪切模量G（MPa）推荐硬度HRC推荐使用温度℃性能GB4357碳素弹簧钢丝25～8040Mn～70MnB级：0.08～13.0C级：0.08～13.0D级：0.08～6.079000--40～130强度高，性能好。B级、C级和D级分别用于低、中和高应力弹簧。GB4358琴钢丝60～80T8MnA～T9A60Mn～70MnG1组：0.08～6.0G2组：0.08～6.0F组：2.0～5.079000--40～130强度高，韧性好。用于重要的小弹簧，G2组较G1组强度高，F组主要用于阀弹簧。GB4359阀门用油淬火回火碳素弹簧钢丝65Mn702.0～6.079000--40～150强度高，性能好。用于内燃机阀门弹簧或类似用途弹簧。GB4360油淬火回火碳素弹簧钢丝55、60、60Mn、65、65Mn、70、A类、B类2.0～12.079000--40～150强度高，性能好。适用于普通机械用弹簧。B类比A类强度高。70Mn、75、80GB4361油淬火回火硅锰弹簧钢丝60Si2MnAA类、B类、C类2.0～14.079000--40～200强度高，弹性好。易脱碳，用于叫高负荷的弹簧。A类和B类用于一般用途的弹簧，B类和C类用于汽车悬挂弹簧。GB4362阀门用油淬火回火铬硅弹簧钢丝55CrSi1.6～8.079000--40～250有较强的疲劳强度，用于较高工作温度的高应力内燃机阀门弹簧或其他类似弹簧。GB2271阀门用油淬火回火铬钒弹簧钢丝50CrVA1.0～10.079000--40～210有较强的疲劳强度，用于较高工作温度的高应力内燃机阀门弹簧或其他类似弹簧。GB5218硅锰弹簧钢丝60Si2MnA65Si2MnWA1.0～12.07900045～50-40～200强度高，较好的弹性、易脱碳。用于普通机械的较大弹簧。70SI2MnAGB5219铬钒弹簧钢丝50CrVA0.8～12.07900045～50-40～210高温时强度性能稳定，用于较高温度下的弹簧，如内燃机阀门弹簧等。GB5220阀门用铬钒弹簧钢丝50CrVA0.5～12.07900045～50-40～210高温时强度性能稳定，用于较高温度下的弹簧，如内燃机阀门弹簧等。GB5221铬硅弹簧钢丝55CrSiA0.8～6.07900045～50-40～250高温时强度性能稳定，用于较高温度下的高应力弹簧。YB(T)11弹簧用不锈钢丝A组：1Cr18Ni9、0Cr19Ni10、0Cr17NI12Mo2B组：1Cr18Ni9、全部0.8～12.071000-200～300耐腐蚀、耐高、低温，用于腐蚀或高、低温条件下工作的小弹簧。0Cr18Ni10C组：0Cr17Ni8AlGB3121硅青铜线QSi3-10.1～6.041000HB90～100-40～120有较高的耐腐蚀和防磁性能。用于机械和仪表等用弹性元件。GB3124锡青铜线QSn4-3QSN6.5-0.1QSn6.5-0.4QSn7-0.20.1～6.040000HB90～100-250～120有较高的耐磨损、耐腐蚀和防磁性能。用于机械和仪表等用弹性元件。GB3134铍青铜线QBe20.03～6.04400037～40-200～120有较高的耐磨损、耐腐蚀、防磁和导电性能。用于机械和仪表等用精密弹性元件。GB1222热扎弹簧钢65Mn5～807800045～50-40～120弹性好。用于普通机械用弹簧。55Si2Mn55Si2Mn860Si2Mn60Si2MnA5～807800045～50-40～200较高的疲劳强度，弹性好，广泛用于各种机械、交通工具等用弹簧。55CrMnA60CrMnA5～807800047～52-40～250弹性好，抗高温，用于承受较重负荷的较大弹簧。50CrVA5～807800045～50-40～210高的疲劳强度，抗高温。用于较高工作温度下的较大弹簧。我认为65Mn比较好,不知道你们用弹簧钢做什么产品,请看65Mn,60Si2Mn,50CrVA弹簧钢的区别65Mn1综述：该钢为常用弹簧钢。它强度高、淬透性好、脱碳倾向小、价格低、切削加工性好。但有过热敏感性，易产生淬火裂纹，并有回火脆性。用途广泛，用于制造各种截面较小的扁、圆弹簧、板簧和弹簧片。2相当于国外牌号：65Γ（俄）、1065（美）、080A67\EN43E（英）。3成分（WC%）C:0.62-0.75Mn0.90-1.20Si:0.17-0.37S≤0.030P≤0.035Cr≤0.25Ni≤0.254热处理制度：830℃OC+540℃AC（回火、空冷）5技术条件规定的性能60Si2MnA1综述它是用途十分广泛的一种合金弹簧钢。该钢淬透性好。淬火回火后具有较高的强度和弹性极限。较高的屈强比（б0.2/бb）和抗松弛能力及回火稳定性。如需用等温淬火其综合性能更好。尤其疲劳寿命显著提高,但该钢脱碳倾向大,冷变形塑性低。切削加工比较重。主要用于250℃以下工作的厚度小于10mm。直径＜25mm的各种板簧、螺旋弹簧、安全阀弹簧、减振弹簧、仪表弹簧等。2相当于国外牌号:60C2A(俄)；9260(美)；SUP6(日)；250A58、250A61、En45A（英）。3化学成份（Wt℅）C0.56～0.64；Mn0.60～0.90；Si1.50～2.00；S≤0.040；P≤0.040；Cr≤0.35；Ni≤0.35。4热处理：棒材870℃OC+440回火。5技术条件规定性能：50CrVA1综述该钢是高级优质弹簧钢。具有高的比例极限和强度，高的疲劳度和良好的塑性及韧性，良好的回火稳定性，当加热到300℃弹性仍可保持。该钢切削加工性尚好。但冷作塑性较差。焊接性差。适用于制造重要的承受大应力的各种弹簧，使用温度不超过400℃。2相当于国外牌号50×Фa（俄）；6150（美）；SUP10（日）；735A50En75（英）50CV（法）3化学成份（Wt℅）C0.45～0.54；Mn0.50～0.80；Si0.17～0.37；S≤0.030；P≤0.030；Cr≤0.80～1.10；Ni≤0.35；V0.10～0.20。4热处理制度860℃OC+440～500℃OC（回火、油冷）5技术条件规定的技能说明：δb强度极限Mpaδ5长度为5d试样。拉起后的延伸率（%）δp比例极限Mpaδ10长度为10d试样。拉起后的延伸率（%）δ0.22%残余伸长屈服长度Mpaψ断面收缩率(%)OC油冷H