博一建材讯：变刚度悬架弹簧具有轻量化、变刚度和大行程的技术特点，可大幅提高越野汽车的全地形通过性和平顺性，是国际上先进的高机动中型越野车的关键技术和零部件。弹簧材料是变刚度悬架螺旋弹簧的核心技术，是解决弹簧高可靠性（高疲劳性能）和低弹性衰减的关键。
我国的螺旋弹簧材料主要为60Si2MnA、60Si2CrVAT、50CrVA和45CrNiMoV，其中60Si2MnA和60Si2CrVAT弹簧钢存在高脱碳倾向，50CrVA弹簧钢的强度较低，45CrNiMoV弹簧钢的成本较高，这些问题直接影响螺旋弹簧的疲劳性能、弹性衰减和应用。国外用于越野车变刚度悬架螺旋弹簧的材料有51CrV4和52CrMoV4，51CrV4弹簧钢的工艺性不足，最大抗拉强度为1650MPa；52CrMoV4弹簧钢的工艺性优于51CrV4弹簧钢，但强度与其相当且成本较高。
针对变刚度悬架螺旋弹簧材料存在的问题，研制出了新型螺旋弹簧材料—50CrMnSiVNb弹簧钢。利用该材料试制的越野车变刚度悬架螺旋弹簧通过了道路强化试验和可靠性试验，且对比试验结果表明，新材料变刚度悬架螺旋弹簧的技术性能优于国外同类产品。
50CrMnSiVNb弹簧钢的化学成分设计见下表1，采用了中碳、铬与锰复合合金化、中硅、钒与铌复合微合金化。其中，中碳可使材料具有高强度和高塑性的基体；铬与锰复合合金化可使材料具有中等淬透性，可采用油淬火工艺保证弹簧的淬火质量；中硅可提高材料强度、抗弹性衰减及回火温度，降低材料的沿晶断裂倾向；钒与铌复合微合金化具有细化晶粒、提高强度和淬透性、降低脱碳倾向、降低沿晶断裂倾向和材料成本及保护自然资源等作用。
表1 50CrMnSiVNb弹簧钢的化学成分设计，%
C
Si
Mn
Cr
V
Nb
P
S
0.48-0.53
0.85-1.10
0.80-1.10
0.90-1.10
0.02-0.05
0.02-0.04
≤0.025
≤0.015
在该材料的冶金工艺上，采用了电炉冶炼、炉外精炼、真空脱气处理、模铸、材料剥皮与磨光等，因此获得的材料具有高纯洁度、细晶粒和高表面质量，保证了弹簧的高可靠性技术要求，有利于提高材料性能和降低材料成本。各种弹簧钢的力学性能和价格对比结果见下表2。
表2 各种弹簧钢的力学性能和价格对比结果
弹簧材料
抗拉强度(MPa)
断面收缩率
(%)
材料价格
(万元/t)
技术标准
50CrVA
≥1300
≥40
0.95
GB1222
45CrNiMoV
(扭力弹簧材料）
1650
≥40
3.00
YB476-64
51CrV4）
（越野车悬架弹簧材料）
1350-1650
≥30
1.20
法国标准EN10089
50CrMnSiVNb
（越野车悬架弹簧材料）
1700-1900
≥40
1.05
东北特钢集团
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