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      隨著彈簧應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，對(duì)彈簧材料提出了更高的要求。主要是為了改善高應(yīng)力下的疲勞壽命和抗松弛性能。其次，根據(jù)不同的用途，要求耐腐蝕性，非磁性，導(dǎo)電性，耐磨性，耐熱性等方面。為此，除開發(fā)新型彈簧材料外，除嚴(yán)格控制化學(xué)成分外，減少非金屬夾雜物，提高表面質(zhì)量和尺寸精度等方面均取得了有益的效果。

    （1）彈簧鋼生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展

    為了提高彈簧鋼的質(zhì)量，在工業(yè)發(fā)達(dá)國家普遍采用了爐外精煉技術(shù)，連鑄工藝，新型軋制和在線自動(dòng)測(cè)控設(shè)備。

    為了確保鋼的化學(xué)成分并減少氣體和各種非金屬夾具的含量，可通過在大容量電爐或轉(zhuǎn)爐中冶煉并在爐中精煉，將氧氣含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）降低至（0.0021?0.0010）％。鋼包在爐子外面。

    連鑄工藝已廣泛用于彈簧鋼生產(chǎn)中。連續(xù)鑄造可通過電磁攪拌，低溫鑄造等技術(shù)減少鋼的偏析，減少二次氧化，改善表面脫碳，使組織和性能穩(wěn)定均勻。

    行進(jìn)全連續(xù)軋機(jī)的使用可以提高尺寸精度和表面質(zhì)量，同時(shí)可以使鋼的組織沿長(zhǎng)度方向均勻。為了保證產(chǎn)品在軋制過程中的表面質(zhì)量，在線自動(dòng)檢測(cè)和控制。為了適應(yīng)變截面彈簧扁鋼的生產(chǎn)，開發(fā)了一種新的奧氏體軋制成型工藝，即將鋼加熱到奧氏體區(qū)，然后冷卻到亞穩(wěn)態(tài)奧氏體區(qū)，以進(jìn)行塑性加工和淬火。該過程允許在不降低其塑性的情況下對(duì)鋼進(jìn)行加固。另外，通過在線熱處理和軋制后的表面硬化來改善彈簧鋼的性能。

    （2）合金鋼的發(fā)展

    合金元素的主要功能是改善機(jī)械性能，改善工藝性能并賦予某些特殊性能。氣門彈簧和懸架彈簧已廣泛用于SiCr鋼。Si是緩解應(yīng)力的最佳合金元素。將V和Mo添加到SiCr鋼中以形成SiCrV和SiCrMo鋼可以改善疲勞壽命和抗松弛性。同時(shí)，SiCr拉拔鋼絲，其在高溫下的抗松弛性能，優(yōu)于鋼琴鋼絲和碳彈簧鋼絲的重要用途。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的快速小型化，具有良好的抗振顫性能，重量輕，彈性模量小的鈦合金已被廣泛使用，其強(qiáng)度可達(dá)到2000MPa。

    （3）低碳奧氏體鋼的發(fā)展

    低碳奧氏體鋼38SiMnB是在中國自主開發(fā)的新型高性能彈簧鋼。在此基礎(chǔ)上開發(fā)的38SiMnVBE具有更多的優(yōu)勢(shì)，具有高強(qiáng)度和韌性，高淬透性，高應(yīng)用性和高性能比。經(jīng)過控制的超細(xì)晶粒軋制后，其抗拉強(qiáng)度=（2030?2140）MPa，屈服強(qiáng)度=（900?2010）MPa，伸長(zhǎng)率=（12?15）％，表面收縮率=（48?55）％。它以較小的截面和可變的截面為板簧提供了高性能的材料。

    （4）不銹鋼的發(fā)展

    我國是生產(chǎn)不銹鋼的大國，隨著不銹鋼的生產(chǎn)發(fā)展，自然也發(fā)展了很多品種，目前已經(jīng)達(dá)到了50種，基本滿足了國內(nèi)生產(chǎn)發(fā)展的需要，對(duì)一些新的作簡(jiǎn)要說明。目前正在發(fā)展的品種。

    1）初步形成奧氏體不銹鋼體系。開發(fā)了低碳奧氏體不銹鋼0Cr18Ni9和00Cr17Ni2Mo2，以消除碳元素引起的不銹鋼晶界腐蝕疲勞。為了提高其特殊性能，可以添加Cu，Ti，Nb，Mn，Cr，Si和N元素。

    2）開發(fā)含氮不銹鋼。在不銹鋼中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了用氮代替碳的方法。在奧氏體不銹鋼中，N和C具有許多共同的特征。N在穩(wěn)定奧氏體中的作用要大于Ni，并且與C相當(dāng)。N與Mn的結(jié)合可以代替更昂貴的Ni。

    N也是奧氏體中最有效的固溶強(qiáng)化元素之一。N和Cr之間的親和力Cr比C和Cr小，在奧氏體鋼中很少見到Cr2N的析出。因此，N可以在不降低耐腐蝕性的情況下提高不銹鋼的強(qiáng)度。

    3）開發(fā)超級(jí)鐵素體不銹鋼。鐵素體不銹鋼具有良好的耐腐蝕性和抗氧化性，其抗應(yīng)力腐蝕性能優(yōu)于奧氏體不銹鋼。它比奧氏體不銹鋼便宜。然而，可焊性差和脆性趨勢(shì)大的缺陷限制了生產(chǎn)和使用。通過減少鋼中的碳和氮含量，添加穩(wěn)定元素（如Ti，Nb，Zr和Ta）以及添加焊接金屬的增韌元素（如Cu，Al和V），可以改善鐵素體鋼的焊接性和脆性。

    4）發(fā)展超級(jí)奧氏體鋼。超級(jí)奧氏體鋼是指其Cr，Mo和N的含量明顯高于常規(guī)不銹鋼的奧氏體鋼。最著名的一種是含6％Mo（245SMo）的鋼。這種鋼在海水，空氣，裂縫和低速腐蝕的條件下具有很好的抗局部腐蝕性能，具有良好的抗點(diǎn)蝕性（PI40）和良好的抗應(yīng)力腐蝕性能。它是鎳基合金和鈦合金的替代材料。

    5）開發(fā)超馬氏體不銹鋼。傳統(tǒng)的馬氏體不銹鋼2Cr13、3Cr13、4Cr13和1Cr17Ni2缺乏足夠的延展性，并且對(duì)冷頭鍛造變形過程中的應(yīng)力非常敏感，這使得冷成形困難。另外，鋼的焊接性較差，使用范圍受到限制。為了克服馬氏體鋼的上述缺點(diǎn)，最近發(fā)現(xiàn)了一種有效的方法，即通過降低鋼中的C和Ti含量并增加Ni含量來開發(fā)新的合金鋼系列-超級(jí)馬氏體鋼。這種鋼具有較高的抗拉強(qiáng)度，良好的延展性和改善的焊接性能。因此，超級(jí)馬氏體鋼也稱為軟馬氏體鋼或可焊接馬氏體鋼。

    （5）彈簧鋼絲的開發(fā)

    彈簧鋼絲經(jīng)過一百多年的發(fā)展，其工藝技術(shù)由鉛淬火到油淬火，現(xiàn)在發(fā)展到感應(yīng)加熱淬火。除了工藝技術(shù)和設(shè)備的創(chuàng)新和改進(jìn)外，品種和質(zhì)量也在不斷更新。隨著氣門彈簧鋼絲感應(yīng)加熱淬火和回火工藝的最新發(fā)展，實(shí)驗(yàn)證明，由于感應(yīng)加熱時(shí)間短，淬火組織小，鋼絲表面幾乎沒有脫碳層，因此其可塑性和韌性，抗流掛性，斷裂性韌性，耐延遲斷裂性能和疲勞壽命均高于油淬火回火鋼絲所具有的更大。

    另一類效果良好的超細(xì)晶粒變形處理鋼絲已在該領(lǐng)域中得到了應(yīng)用。它不僅可以提高鋼絲的機(jī)械性能，而且可以提高鋼絲的表面質(zhì)量。材料的表面質(zhì)量對(duì)疲勞性能有很大影響。為了確保表面質(zhì)量，對(duì)特殊要求的材料進(jìn)行了表皮處理，并去除了0.1mm的表面層。渦流用于檢測(cè)深度為0.5mm的缺陷。對(duì)于在拉絲過程中產(chǎn)生的不平坦表面，可通過電解研磨將表面粗糙度降低至=（6.5-3.4）m。

    （6）不銹鋼絲的開發(fā)

    近年來，不銹鋼彈簧鋼絲的生產(chǎn)在國外發(fā)展迅速。國內(nèi)需求增加主要是針對(duì)1Cr18Ni9和0Cr17Ni7AI品種。

    先進(jìn)的鋼絲生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)是首先進(jìn)行剝皮處理，以去除表面熱加工所引起的缺陷。除第一次固溶處理后的酸洗外，在整個(gè)冷加工過程中均保持光亮的表面。

    隨著技術(shù)的發(fā)展，非刺繡鋼絲的生產(chǎn)工藝進(jìn)一步簡(jiǎn)化，簡(jiǎn)化了部分原始金屬制品行業(yè)的質(zhì)量控制，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)盤條質(zhì)量的要求。粗拉機(jī)之后，用清潔球擦拭并用水清洗，除去表面涂層和殘留的潤(rùn)滑膜。在進(jìn)行光亮熱處理之前，配有電解酸洗，堿中和，水洗和干燥設(shè)備，徹底清除鋼絲表面的油脂，提高表面質(zhì)量。

    （7）形狀記憶合金的發(fā)展

    目前，在彈簧中有前途應(yīng)用的單向形狀記憶合金在50Ti和50Ni方面具有最佳性能。由形狀記憶合金制成的彈簧，可以通過溫度拉伸。主要應(yīng)用于恒定溫度，恒定負(fù)載和恒定變形的控制系統(tǒng)。因?yàn)槭怯蓮椈缮炜s的推桿，所以彈簧的工作應(yīng)力變化很大。

    （8）陶瓷的應(yīng)用

    陶瓷具有較高的彈性模量和較低的斷裂強(qiáng)度，因此適用于變形較小的地方。當(dāng)前正在開發(fā)的是耐熱，耐磨，良好絕緣的陶瓷，應(yīng)用超塑性鋅合金（SPZ），在室溫下具有很高的強(qiáng)度。此外，還有高強(qiáng)度氮化硅，可以承受高達(dá)1000℃的高溫。但是陶瓷彈簧不適合在沖擊載荷下工作。

    （9）彈簧中使用了纖維增強(qiáng)塑料

    玻璃纖維增強(qiáng)塑料（GFRP）彈簧已在英國，美國和日本廣泛使用。它不僅用于水平懸架，還用于特殊的輕型車輛，例如賽車的垂直懸架。目前，已經(jīng)開發(fā)出碳纖維增強(qiáng)塑料（GFRP）懸架彈簧，其重量比金屬彈簧輕20％。