[发明专利]一种耐疲劳弹簧钢

说明书

本发明公布了一种耐疲劳弹簧钢，其成分组成以质量％计含有，C：0.5‑0.68％；N：0.001‑0.003％；Si：1‑1.4％；Mn：0.4‑0.7％；Ni：2.0‑3.5％；Cr：3‑5％；Cu：0.05‑0.1％；Ti：0.01‑0.05％；W：0.1‑0.8％；Nb：0.01‑0.03％；P：小于等于0.035质量％；S：小于等于0.025质量％；其余为Fe和不可避免的杂质元素，且0.01≤(Nb+0.5W)/30*(N+C)≤0.2。本发明在C、N、Si、Mn、Cr、Nb、Mn、Ni、Cu、Ti、W、P、S的相互作用下，采取特定的工艺获得了一种疲劳性能优异，强韧性好，抗弹减性能优良的耐疲劳弹簧钢，可满足汽车轻量化和机械行业高强度长寿命使用要求，有利于行业技术水平的提升，具有良好的经济价值。

技术领域

本发明涉及弹簧钢及其制造方法，特别涉及一种耐疲劳弹簧钢及其制造方法。

背景技术

弹簧钢是汽车等很多机械行业用途广泛的重要机械零件。弹簧在弹性范围内使用，卸载后应回复到原来位置，希望塑性变形越小越好，因此钢丝应具有较高的弹性极限，屈服强度和抗拉强度。弹簧依靠弹性变形吸收冲击能量，所以弹簧钢丝不一定要有很高的塑性，但基本要有能承受弹簧成型的塑性，以及足够的能承受冲击能量的韧性。弹簧通常在交变应力作用下长期工作，疲劳断裂就成了弹簧最主要的破坏形式。

随着汽车及机械行业技术进步，轻量化技术是汽车未来的发展趋势，弹簧作为汽车的安全部件之一，为了减轻自身重量，不断要求提高弹簧的设计应力，那么，对弹簧零件强度及疲劳寿命就提出了更高要求。开发出高强度、良好塑性、耐疲劳的弹簧制造用材料成为了各钢铁企业关注的重点。

现有技术中，中国专利CN100455691C公开的弹簧钢合金成分为：C：0.4-0.6％，Si：1.7-2.5％，Mn：0.1-0.4％，Cr：0.5-2.0％，N：0-0.006％，Al：0.021-0.07％。该合金主要采用高碳设计，提高Si、Mn、Al元素含量来提升强度，但是，过高的Si含量将会导致材料塑性变差，同时增大脱碳控制难度，影响弹簧疲劳寿命增；添加高含量的合金Al也会增加冶炼过程中控制杂质的难度，并且硬脆的氧化铝极易导致弹簧疲劳寿命降低。

基于上述情况，本发明提出了一种耐疲劳弹簧钢及其制造方法，可有效解决以上问题。

发明内容

本发明目的是针对现有技术存在的缺陷提供一种耐疲劳弹簧钢及其制造方法。本发明通过合理的控制弹簧钢中各成分范围，结合合适的生产工艺生产得到高强度、耐疲劳的弹簧钢。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

一种耐疲劳弹簧钢，其成分组成以质量％计含有，

C：0.5-0.68％；

N：0.001-0.003％；

Si：1-1.4％；

Mn：0.4-0.7％；

Ni：2.0-3.5％；

Cr：3-5％；

Cu：0.05-0.1％；

Ti：0.01-0.05％；

W：0.1-0.8％；

Nb：0.01-0.03％；

P：小于等于0.035质量％；

S：小于等于0.025质量％；

其余为Fe和不可避免的杂质元素，且0.01≤(Nb+0.5W)/30*(N+C)≤0.2。

本发明的耐疲劳弹簧钢的组成成分中：