由于懸掛彈簧的質(zhì)量與設(shè)計(jì)應(yīng)力的平方成正比,減輕彈簧質(zhì)量最有效的方法便是提高彈簧的設(shè)計(jì)應(yīng)力。在彈簧性能不變的前提下,隨著設(shè)計(jì)應(yīng)力的提高,彈簧線徑和有效卷數(shù)減少,彈簧可減重40%～50%。因此,伴隨著汽車輕量化和鐵路列車的高速重載化,彈簧的設(shè)計(jì)不斷提高。如轎車懸掛彈簧的設(shè)計(jì)應(yīng)力,在20世紀(jì)70年代為900MPa,80年代提高到1000～1100MPa,目前國外轎車螺旋懸掛彈簧已開始普遍采用設(shè)計(jì)應(yīng)力為1200MPa級(jí)的新一代超高強(qiáng)度彈簧鋼。這種彈簧鋼將是今后轎車用彈簧鋼的主流。日本和韓國分別在1991年和1996年還先后成功地開發(fā)出設(shè)計(jì)應(yīng)力名列世界第一的1300MPa級(jí)的UHS2000、ND250S(RK360)等新型彈簧鋼,但由于成本較高,目前這些新型彈簧鋼僅局限在高級(jí)轎車上應(yīng)用。

      為了提高彈簧的設(shè)計(jì)應(yīng)力,需提高彈簧鋼的硬度(強(qiáng)度),如為了獲得1200MPa級(jí)的設(shè)計(jì)應(yīng)力,要求彈簧鋼的硬度達(dá)到HRC53。但是對(duì)于現(xiàn)有的彈簧鋼如高Si-Mn系的SUP7,在這么高的硬度水平下疲勞強(qiáng)度和彈減抗力會(huì)急劇下降。目前彈簧鋼的發(fā)展趨勢(shì)是向經(jīng)濟(jì)性和高性能化方向發(fā)展。國外現(xiàn)有彈簧鋼鋼號(hào)比較齊全,力學(xué)性能、淬透性和疲勞性能等基本上可以滿足目前的生產(chǎn)和使用要求。目前,一方面是充分發(fā)揮現(xiàn)有彈簧鋼的潛力,如改進(jìn)生產(chǎn)工藝、采用新技術(shù)、對(duì)成分進(jìn)行某些調(diào)整等,進(jìn)一步提高其性能,擴(kuò)大應(yīng)用范圍,如針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)用高性能氣門而提出的超純凈彈簧鋼;另一方面是進(jìn)行新鋼種的研究開發(fā),由于影響提高彈簧設(shè)計(jì)應(yīng)力的兩個(gè)最主要因素是抗疲勞和抗彈性減退,因而這兩個(gè)因素成為當(dāng)今彈簧鋼鋼種研究開發(fā)的主題,如近來開發(fā)出UHS1900、UHS2000、ND120S等耐腐蝕疲勞的高強(qiáng)度彈簧鋼和SRS60、ND250S等彈減抗力優(yōu)良的高強(qiáng)度彈簧鋼.值得注意的是,高強(qiáng)度彈簧鋼新鋼種的開發(fā),必須在提高鋼的力學(xué)性能和應(yīng)用性能的同時(shí)兼顧其經(jīng)濟(jì)性,才能被廣大用戶所接受。

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資料來源：東莞市弘超模具科技有限公司結(jié)構(gòu)鋼事業(yè)部