CN117004888B - 一种高强度Cr-V-Mo系中碳弹簧钢及其热处理工艺和应用 - Google Patents

Abstract

本申请涉及中碳弹簧钢的技术领域，具体公开了一种高强度Cr‑V‑Mo系中碳弹簧钢及其热处理工艺和应用。高强度Cr‑V‑Mo系中碳弹簧钢，其特征在于，包括以下质量百分比的元素组成：C:0.55‑0.57%，Si:1.47‑1.53%，Mn:0.65‑0.69%，P:≤0.010%，S:≤0.010%，Cr:0.71‑0.75%，Al:≤0.010%，Ti:0.060‑0.090%，V:0.02‑0.04%，Mo:0.40‑0.60%，Ca:≤0.002%，Ni:≤0.05%，Cu:≤0.05%，Sn:≤0.01%，As:≤0.01%，N:≤0.0040%，O:≤0.0010%，H:≤0.0001%，其余为Fe和其他不可控制的微量残余元素。本申请的中碳弹簧钢可用于汽车悬架，其具有强度和韧性高的优点。

Description

一种高强度Cr-V-Mo系中碳弹簧钢及其热处理工艺和应用

技术领域

本申请涉及中碳弹簧钢的技术领域，更具体地说，它涉及一种高强度Cr-V-Mo系中碳弹簧钢及其热处理工艺和应用。

背景技术

汽车轻量化发展观念已经是汽车行业主流发展方向之一，从节省资源、能源与环境保护的角度来看，今后对汽车零件的轻量化及高强度化的需求会越来越大。高性能悬架弹簧钢的研发是汽车材料开发中的重要命题，工业和信息化部发布的《重点新材料首批次应用示范指导目录(2021年版)》也将性能上要求抗拉强度超过2000MPa和疲劳寿命大于100万次的汽车悬架弹簧钢列入其中。目前悬架弹簧的设计应力最高达到1300MPa，这要求弹簧钢抗拉强度达到2100MPa以上、断面收缩率达到35％以上、总伸长率超过8％。韩国和日本的高强度弹簧钢的抗拉强度最高可以达到2100～2200MPa，并具有良好的塑性和韧性。目前应用较为广泛的高强度弹簧钢如美标的SAE9254、欧标的54SiCrV6、日本的UHS2000等，其强度能够达到2000MPa左右。

适宜的合金设计和热处理工艺是使弹簧钢获得优良组织性能的主要方法，通过两者的相互配合可以使钢材强韧性能达到最优。目前55SiCr是广泛应用于乘用车悬架簧的主要牌号，成分设计的方向主要是在55SiCr的成分基础上通过添加Nb、V、Ti、Mo等合金元素，使之得到更好的组织和性能。淬火-回火工艺是弹簧钢55SiCr采用的主流热处理工艺，其中淬火和回火参数是决定弹簧钢组织和性能的重要工艺参数，较低的回火温度会提升弹簧钢丝强度，但是会损失韧性，导致疲劳寿命降低，但是较高的回火温度会导致强度较低。

因此目前研究的重点是通过合理的成分设计和热处理工艺达到较好的强韧配合。

发明内容

为了提高中碳弹簧钢丝的强度和韧性，本申请提供一种高强度Cr-V-Mo系中碳弹簧钢及其热处理工艺和应用。

第一方面，本申请提供一种高强度Cr-V-Mo系中碳弹簧钢，采用如下的技术方案：一种高强度Cr-V-Mo系中碳弹簧钢，包括以下质量百分比的元素组成：

C:0.55-0.57％，Si:1.47-1.53％，Mn:0.65-0.69％，P:≤0.010％，S:≤0.010％，Cr:0.71-0.75％，Al:≤0.010％，Ti:0.060-0.090％，V:0.02-0.04％，Mo:0.40-0.60％，Ca:≤0.002％，Ni:≤0.05％，Cu:≤0.05％，Sn:≤0.01％，As:≤0.01％，N:≤0.0040％，O:≤0.0010％，H:≤0.0001％，其余为Fe和其他不可控制的微量残余元素。

通过采用上述技术方案，C是钢中最基本的元素，也是最经济的强化元素，通过固溶强化并配合碳化物形成元素的析出强化，提高钢的强度，但C含量越高，钢的硬度就越高，会对钢的塑、韧性带来不利影响，同时C含量高会降低钢的焊接性能，降低钢的耐大气腐蚀能力，并增加钢的冷脆性和时效敏感性。本申请C含量的范围确定为0.55～0.57％，属于中碳弹簧钢55SiCr范畴。

Si可以作为脱氧元素，也是基本的固溶强化元素、提高粹透性。硅能显著地提高钢的弹性极限、屈服极限和屈强比，很多弹簧钢以硅为主要合金元素，硅具有固溶强化作用，不形成碳化物，基本上以固溶态存在于钢中，在常用合金元素中硅的固溶强化作用最强。硅能改变回火时析出碳化物的数量、尺寸和形态，提高钢的回火稳定性。当合金元素和碳含量在一定范围内时，硅对弹性减退抗力的贡献是碳作用的居各种合金元素之首。在硅含量为0.30-2.30％的范围内，硅增强抗弹减性的作用随硅含量的增加而提高。但如果Si含量过高，将促进钢在轧制过程与热处理过程中的脱碳和石墨化倾向。本申请中Si含量的范围确定为1.47-1.53％，属于中碳弹簧钢55SiCr范畴，也是主要的脱氧元素。

Mn是钢的固溶强化元素，能显著提高钢的溶透性，且改善钢的热处理性能，强化钢的基体和细化珠光体，从而提高钢的强度和硬度，且锰合金又较价廉易取，是高强度级别钢设计中的优选元素。但钢中Mn含量过高，会产生较明显的回火脆性现象，且Mn促进晶粒长大，导致钢的过热敏感性和裂纹倾向性增强。本申请Mn含量范围确定为0.65-0.69％，属于中碳弹簧钢55SiCr范畴。

Cr是中等碳化物形成元素，在所有各种碳化物中，铬碳化物是最细小的一种，它可均匀地分布在钢体积中，所以具有高的强度、硬度、屈服点和高的耐磨性。Cr可使奥氏体分解速度减缓，降低溶火时的临界冷却速度，因而有助于马氏体形成和提高马氏体的稳定性，所以Cr钢均有优良的济透性，且淬火变形较小。Cr含量过高会提高钢的脆性转变温度，则会损害其热强性，促进钢的回火脆性。本申请将Cr含量的范围确定为0.71-0.75％，属于中碳弹簧钢55SiCr范畴。

Mo是碳化物形成元素，与Cr结合可以提高溶透性，细化晶粒。一定含量的Mo可以在钢中形成细小弥散的碳化物阻止位错运动，能够改善钢的抗弹减性。当Mo含量达到0.40-0.60％时，能够减缓高温时碳化物颗粒的溶解速度，即使加热到1100℃时保温10分钟后仍有部分碳化物颗粒不会溶解到奥氏体中，起到了阻止钉扎奥氏体晶界阻止晶粒长大的作用。对淬火-回火处理的合金钢，能够大大降低回火脆性，提高钢的韧性。Mo能够减缓回火过程中碳化物颗粒的聚集长大程度，从而改善强度和塑性。当Mo偏聚在晶界上时，它增加了晶界的结合能，能够抑制由P引起的晶界脆化。

V元素为强碳化物形成元素，它在钢中容易形成细小的V，形成弥散析出强化作用，当V溶解在奥氏体中时能够显著提高奥氏体的稳定性和钢材淬透性，保证盘条形成细片层索氏体组织。V的成分设计在本申请中主要起到提高强度的作用。

Ti元素与钢中碳、氮形成TiCN化合物，它在加热时有阻止奥氏体晶粒长大的作用，而且在盘条冷却时弥散析出，提高盘条的强度和塑性。当Ti含量足够形成TiC时，TiC作为氢陷阱可改善弹簧耐延迟断裂和耐点蚀性能。

本申请通过添加V、Ti成分，实现了奥氏体晶粒的充分细化，同时通过Mo、V成分的合理添加，实现了低温回火时弹簧钢丝的高强度和高韧性的最佳匹配。

第二方面，本申请提供一种高强度Cr-V-Mo系中碳弹簧钢的热处理工艺，采用如下的技术方案：

一种高强度Cr-V-Mo系中碳弹簧钢的热处理工艺，包括以下步骤：

S1：一次热处理：奥氏体化并保温：将钢丝加热至1000-1020℃，保温8-10分钟；

淬火：将奥氏体化的钢丝浸入淬火油中完成淬火；

回火：将淬火后的钢丝重新加热至350-400℃，保温15-30分钟，然后进行水冷，将钢丝冷却至室温；

S2：二次热处理：重复上述步骤，先钢丝加热到940-960℃保温5-10分钟完成奥氏体化，将奥氏体化的钢丝浸入淬火油中完成淬火，将淬火后钢丝重新加热至400-440℃，保温15-30分钟，然后进行水冷，将钢丝冷却至室温。

通过采用上述技术方案，相较于传统的一次热处理工艺，本申请通过采用两次淬火-回火工艺热处理技术可以细化原始奥氏体组织和碳化物尺寸，奥氏体晶粒尺寸达到20-30um左右，从而提高钢材强度和韧性。生产的成品钢丝抗拉强度＞2100MPa，断面收缩率＞43％，同时断裂韧性大于140J/cm²、耐蚀率大于90％，具备高韧性和高腐蚀性的特点。卷簧后在1500MPa工作应力下测试疲劳寿命超过50万次。

优选的，所述一次热处理中，所述钢丝的加热温度为1010-1015℃，保温为9分钟。

通过采用上述技术方案，钢丝的加热温度为1010±10℃时，钢丝中大尺寸碳化物会部分溶解变成小尺寸的碳化物，部分小尺寸的碳化物颗粒不会完全溶解在奥氏体中，这些细小碳化物颗粒会保留在钢件基体上。这样这些碳化物颗粒就可以发挥两个作用：一是钉扎奥氏体晶界，防止奥氏体晶粒长大；二是作为奥氏体形核的核心，增加奥氏体形核的数量，从而细化奥氏体晶粒。另外，控制保温时间为8-10分钟，以免细小碳化物颗粒完全溶解消失，同时大尺寸碳化物颗粒溶解并细小化，这样可以提高淬火马氏体的转变温度，降低钢件内应力，减少残余奥氏体的含量。

优选的，所述一次热处理中，淬火后钢丝重新加热温度为370-385℃，保温为20-25分钟。

通过采用上述技术方案，在回火过程中，由于奥氏体晶粒细小，淬火后形成的马氏体晶粒也细小，隐晶马氏体的数量增加。隐晶马氏体具有高强度、高塑性和高韧性，因此可以提高回火马氏体的性能。在此过程中，Mo元素能够减缓回火过程中碳化物颗粒的聚集长大程度，因此即便回火温度较高，依然能够在钢基体中获得弥散分布的碳化物颗粒。

优选的，所述二次热处理中，钢丝奥氏体化先加热至950-955℃，经过淬火后，再次回火时将钢丝加热至430-435℃。

通过采用上述技术方案，二次热处理中的回火温度明显低于一次热处理中的回火温度，通常回火温度越低越有利于钢丝的强度提升，但同时会降低韧性，本申请的二次热处理工艺，在较低的回火温度下能够保证钢丝的组织结构和强度韧性等性能，保证碳化物的均匀分布，使晶粒更加细化，有助于提高中碳弹簧钢的强度和韧性。

优选的，所述S1中淬火时的淬火油温度为-20℃至-30℃，浸入淬火油内的时间为10S-20S。

通过采用上述技术方案，在淬火时采用油冷的方式，整体降温过程更为平缓，在本申请淬火油温度下进行降温，更有利于奥氏体转化成马氏体，有利于保证转化的完全性，进而得到组织结构更加均匀，强韧性好的中碳弹簧钢。

优选的，所述S1中回火时的水冷温度为10-30℃。

通过采用上述技术方案，水冷的降温方式相较于油冷的方式具有快速冷却的特点，在回火时进行快速冷却，有利于中碳弹簧钢的强度提升。

第三方面，本申请提供一种热处理工艺制备获得的中碳弹簧钢的应用，采用如下的技术方案：

一种由上述热处理工艺制备获得的中碳弹簧钢的应用，应用于制备汽车悬架。

通过采用上述技术方案，采用上述热处理工艺制备获得的中碳弹簧钢应用于汽车悬架用弹簧钢具有强度高、韧性好的优点。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、由于本申请通过添加V、Ti成分，实现了奥氏体晶粒的充分细化，同时通过Mo、V成分的合理添加，实现了低温回火时钢丝的高强度和高韧性的最佳匹配。

2、本申请采用两次淬火-回火热处理工艺，使得钢丝达到了一般一次淬火-回火热处理过程无法实现的高强度和高韧性，且热处理过程简单易行，不需要复杂的设备和操作。

附图说明

图1为本申请弹簧钢丝的CCT曲线，奥氏体化温度1010℃。

图2为本申请弹簧钢丝的末端淬火实验数据，奥氏体化温度950℃。

图3为本申请弹簧钢丝的回火屈氏体组织。

具体实施方式

原料来源：

本申请实施例所有原料均可通过市售获得，以下原料来源公开仅仅是为了公开充分，不应对保护范围起到限制作用。

淬火油为U8132快速光亮溶火油，使用温度40-80℃。

实施例

实施例1.1-1.4

一种高强度Cr-V-Mo系中碳弹簧钢，包括以下质量百分比的元素组成：

C:0.55-0.57％，Si:1.47-1.53％，Mn:0.65-0.69％，P:≤0.010％，S:≤0.010％，Cr:0.71-0.75％，Al:≤0.010％，Ti:0.060-0.090％，V:0.02-0.04％，Mo:0.40-0.60％，Ca:≤0.002％，Ni:≤0.05％，Cu:≤0.05％，Sn:≤0.01％，As:≤0.01％，N:≤0.0040％，O:≤0.0010％，H:≤0.0001％，其余为Fe和其他不可控制的微量残余元素。

实施例1.1-1.4的弹簧钢的元素组成见表1.

表1实施例1.1-1.4的弹簧钢的元素组成

其余为Fe和其他不可控制的微量残余元素。

一种弹簧钢的炼钢和轧钢工艺，包括配置冶炼原料依次进铁水预处理–转炉冶炼–LF精炼–RH精炼–连铸–(开坯)–钢坯清理、探伤、修磨–钢坯加热–高压水除鳞–高速线材轧制–控轧控冷–线材检查–包装–入库。其中：

铁水预处理：铁水S含量应≤0.005％。铁水温度＞1300℃，铁水硅＞0.30％；如铁水温度和成分不符合要求，提前调整废钢加入量。

转炉冶炼：采用顶底复吹工艺，转炉终点温度＞1620℃，转炉终点成分C：0.05-0.15％，P≤0.010％，S≤0.010％，转炉终点O含量350-450PPM，补吹不超过1次。转炉吹炼过程全程化渣，合理使用压球等含铁物料，不得出现返干现象。转炉出钢过程中依次加入增碳剂-硅铁-其他合金(Ti铁、Mn铁、Mo铁、V铁等)-预熔渣。出钢时间3-5分钟，确保出钢钢流圆滑，不得出现散流现象。

LF精炼：要求送电次数≤3次/炉；在精炼加热过程中加入硅铁进行脱氧，顶渣呈白色、浅绿色或透明颜色视为脱氧完成；根据转炉下渣量加入石灰和石英进行碱度调节，顶渣碱度1.0-1.4。要求精炼加入白灰总量≥700kg/炉，小批量多次加入，并适量配加萤石，保证熔化良好，软吹过程钢液不准裸露；保证环保情况下确保钢包口微正压操作；保证软吹时间≥40分钟，并以渣面波动不裸露钢液为准。

RH精炼：要求真空度≥100Pa，处理时间不低于20分钟，纯脱气时间不低于5分钟，软吹时间不低于15分钟，RH离站氧含量≤12ppm。

连铸：所述连铸采用结晶器、末端电磁搅拌、低过热度浇注，过热度控制在15-25℃(液相线1495℃)，拉速为1.25-1.45m/min，结晶器水量1100-1400m3/h，二冷比水量0.30-0.60L/kg。控制连铸坯C偏析指数不超过1.12。其中过热度控制采用中间包等离子加热设备，过热度控制在15-25℃。电磁搅拌工艺要求使用高强度模式(电磁搅拌电流：450A，电磁搅拌频率：1.5Hz)。

采用大包保护浇注+整体式中包浸入式水口，采用“塞棒棒位+钢水液面”自动控制，采用大包下渣自动检测。

开坯：若采用二火材，需要进行开坯，加热温度1180-1210℃，加热时间180-240分钟。

钢坯精整：钢坯清理，探伤，全修磨1.5mm。

钢坯加热：加热温度1040-1010℃，加热时间90-110分钟，还原性气氛控制。开轧温度960-1000℃。除磷水压＞20bar。

控轧控冷：进精轧温度830～860℃，进减定径温度860-900℃，吐丝温度控制在840～880℃。进入斯太尔摩冷却线，调节风冷线保温罩开启数量、风机开度和辊道速度，控制吐丝后盘条相变前段冷却速率控制在15-20℃/s，相变温度在580-620℃，相变后返红温度在630-650℃，相变返红后冷却速度控制在0.5-1℃。为减少脱碳，在吐丝机后设置雾化冷却装置，减少600-900℃温度区间内的停留时间。

线材检查-包装-入库：采用离线防护装置，避免线材表面擦划伤。

一种高强度Cr-V-Mo系中碳弹簧钢的热处理工艺，包括以下步骤：

S1：一次热处理：奥氏体化并保温：将弹簧钢丝加热至1010℃，保温9分钟；

淬火：将奥氏体化的钢丝浸入淬火油中完成淬火，淬火时的淬火油温度为-20℃，浸入淬火油内的时间为15S；

回火：将淬火后的钢丝重新加热至380℃，保温20分钟，然后进行水冷，水冷温度为20℃，将钢丝冷却至室温；

S2：二次热处理：重复上述步骤，先钢丝加热到950℃保温8分钟完成奥氏体化，将奥氏体化的钢丝浸入淬火油中完成淬火，将淬火后钢丝重新加热至425℃，保温25分钟，然后进行水冷，将钢丝冷却至室温。

实施例2.1-2.9

一种高强度Cr-V-Mo系中碳弹簧钢的热处理工艺，与实施例1.1的不同之处在于，热处理工艺参数不同。

实施例2.1-2.9的热处理工艺参数如表2所示。

表2实施例2.1-2.9的热处理工艺参数

对比例

对比例1

一种高强度Cr-V-Mo系中碳弹簧钢，与实施例1.1的不同之处在于，V的用量为0.01％。

对比例2

一种高强度Cr-V-Mo系中碳弹簧钢，与实施例1.1的不同之处在于，V的用量为0.06％。

对比例3

一种高强度Cr-V-Mo系中碳弹簧钢，与实施例1.1的不同之处在于，Mo的用量为0.2％。

对比例4

一种高强度Cr-V-Mo系中碳弹簧钢，与实施例1.1的不同之处在于，Mo的用量为0.8％。

对比例5

一种高强度Cr-V-Mo系中碳弹簧钢，与实施例1.1的不同之处在于，Ti的用量为0.04％。

对比例6

一种高强度Cr-V-Mo系中碳弹簧钢，与实施例1.1的不同之处在于，Ti的用量为0.11％。

性能检测试验

取本申请实施例1.1的弹簧钢丝进行测试，观察其CCT曲线、末端淬透性试验和回火屈氏体组织，见图1-3。

图1为CCT曲线，是用于制定淬火-回火处理工艺的基础，本实施例所测得的CCT曲线与成分设计相关，为热处理工艺设计提供了支撑，通过分析CCT曲线，确定了最适合的冷却速率和转变温度，从而优化热处理工艺，获得所需的组织结构和性能。

图2为末端淬火实验数据，从图中可以看出，本实验成分和热处理后的弹簧钢丝淬透性能出色，完全达到使用要求。

图3是回火屈氏体组织，这是弹簧钢丝的正常组织，在100X光镜下观察的组织，表明本实施例弹簧钢的组织是均匀的，回火屈氏体组织比较细小均匀，达到了热处理的目的。

将实施例1.1-1.4和实施例2.1-2.9和对比例1-6的中碳弹簧钢丝进行性能检测，测试结果如表3。

检测项目以及检测标准参照弹簧钢GB/T1222-2016进行检测；

中碳弹簧钢丝抗拉强度参照GB/T 228.1-2021中规定的方法进行测试；

中碳弹簧钢丝的硬度参照GB/T 231.1-2018中规定的方法进行测试；

中碳弹簧钢丝的断裂韧性参照GB/T 38769-2020中规定的方法进行测试；

表3弹簧钢丝的性能测试结果

对实施例1.1-1.4、实施例2.1-2.9和对比例1-6的中碳弹簧钢丝在相同的测试应力下进行疲劳寿命进行测试，疲劳寿命测试参照GB/T6398-2017中规定的方法进行测试，测试结果如表4.

表4中碳弹簧钢丝的寿命测试结果

序号	测试应力，MPa	疲劳寿命，(万次)
			实施例1.1	1500	50
实施例1.2	1500	50
			实施例1.3	1500	50
实施例1.4	1500	50
			实施例2.1	1500	50
实施例2.2	1500	50
			实施例2.3	1500	50
实施例2.4	1500	50
			实施例2.5	1500	48.5
实施例2.6	1500	49
			实施例2.7	1500	48.3
实施例2.8	1500	48.6
			实施例2.9	1500	48.5
对比例1	1500	47.6
			对比例2	1500	47.8
对比例3	1500	47.5
			对比例4	1500	47.7
对比例5	1500	47.6
			对比例6	1500	47.7

注：疲劳测试达到50万次视为达到疲劳寿命使用标准，不再继续测试。

结合实施例1.1-1.4和对比例1-6并结合表3和表4可以看出，实施例1.1-1.4的钢丝强韧性以及使用寿命均优于对比例1-6，说明在本申请较低的回火温度环境下，通过添加本申请添加量的钒、钼、钛三种合金元素提高了钢材强度的同时，避免了回火温度降低后钢丝的韧性损失，分析原因是：一般情况下，回火温度越低钢丝的强度越高，但韧性会较差，为了保证弹簧钢的使用性能，一般会选择较高的回火温度来保证其韧性，而本申请能够在低温回火下保证其韧性和强度，尤其是二次回火时温度仅为400-440摄氏度，是提高钢丝强韧性的重要温度段，采用两次淬火-回火工艺进一步保证了碳化物的均匀分布，晶粒更加细化，进而有助于提高韧性和强度。

结合实施例2.1-2.4和实施例2.5-2.6并结合表3和表4可以看出，采用本申请的奥氏体化温度能够使钢丝具有更好的强韧性，这是因为在这个温度下，钢丝中大尺寸碳化物会部分溶解变成小尺寸的碳化物，部分小尺寸的碳化物颗粒不会完全溶解在奥氏体中，这些细小碳化物颗粒会保留在钢件基体上。这样这些碳化物颗粒就可以发挥两个作用：一是钉扎奥氏体晶界，防止奥氏体晶粒长大；二是作为奥氏体形核的核心，增加奥氏体形核的数量，从而细化奥氏体晶粒，从而提高钢丝的强韧性和疲劳性能。

结合实施例2.2和实施例2.7并结合表3和表4可以看出，本申请通过控制奥氏体化的保温时间，在钢件温度均匀后不超过10分钟，以免细小碳化物颗粒完全溶解消失，同时大尺寸碳化物颗粒溶解并细小化。这样可以提高淬火马氏体的转变温度，降低钢件内应力，减少残余奥氏体的含量，进而保证了钢丝的强韧性的提高。

结合实施例2.2和实施例2.8-2.9并结合表3和表4可以看出，本申请采用低温回火的两次热处理工艺对钢丝进行热处理，能够保证钢丝的强度和韧性；一次热处理工艺为二次热处理工艺做合金组织的准备，所以一次热处理工艺中的回火温度略高于二次热处理工艺中的回火温度，但当回火温度过高时(如实施例2.8)，钢丝的强度会下降，这是因为回火时碳化物发生聚集长大，难以保证碳化物颗粒大小的均匀性，造成强度降低；当回火温度较低时(如实施例2.9)，虽然钢丝的强度较高，但韧性大幅度下降，难以同时保证钢丝的强韧性。

结合实施例2.2和对比例1-2并结合表3-4可以看出，本申请通过控制钒元素的添加量为0.02-0.04％，能够对钢丝的强度起到提升的效果。

结合实施例2.2和对比例3-4并结合表3-4可以看出，本申请通过控制钼元素的添加量为0.4-0.6％，能够提高回火的稳定性，避免碳化物的聚集长大，从而保证碳化物的颗粒均匀性。

结合实施例2.2和对比例5-6并结合表3-4可以看出，由于低温回火的条件还容易出现延迟断裂的问题，因此本申请加入钛元素，并且控制钛的添加量为0.06-0.09％，保证低温回火时钢丝仍具有良好的强度。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (5)

1.一种高强度Cr-V-Mo系中碳弹簧钢的热处理工艺，其特征在于：包括以下步骤：

S1：一次热处理：奥氏体化并保温：将钢丝加热至1010-1015℃，保温9分钟；

淬火：将奥氏体化的钢丝浸入淬火油中完成淬火，淬火时的淬火油温度为-20℃至-30℃，浸入淬火油内的时间为10S-20S；

回火：将淬火后的钢丝重新加热至350-400℃，保温15-30分钟，然后进行水冷，将钢丝冷却至室温；

S2：二次热处理：重复上述步骤，先钢丝加热到940-960℃保温5-10分钟完成奥氏体化，将奥氏体化的钢丝浸入淬火油中完成淬火，将淬火后钢丝重新加热至400-440℃，保温15-30分钟，然后进行水冷，将钢丝冷却至室温；

所述S1中，钢丝包括以下质量百分比的元素组成：

C:0.55-0.57%，Si:1.47-1.53%，Mn:0.65-0.69%，P:≤0.010%，S:≤0.010%，Cr:0.71-0.75%，Al:≤0.010%，Ti:0.060-0.090%，V:0.02-0.04%，Mo:0.40-0.60%，Ca:≤0.002%，Ni:≤0.05%，Cu:≤0.05%，Sn:≤0.01%，As:≤0.01%，N:≤0.0040%，O:≤0.0010%，H:≤0.0001%，其余为Fe和其他不可控制的微量残余元素。

2.根据权利要求1所述的一种高强度Cr-V-Mo系中碳弹簧钢的热处理工艺，其特征在于，所述一次热处理中，淬火后钢丝重新加热温度为370-385℃，保温为20-25分钟。

3.根据权利要求1所述的一种高强度Cr-V-Mo系中碳弹簧钢的热处理工艺，其特征在于，所述二次热处理中，钢丝奥氏体化先加热至950-955℃，经过淬火后，再次回火时将钢丝加热至430-435℃。

4.根据权利要求1所述的一种高强度Cr-V-Mo系中碳弹簧钢的热处理工艺，其特征在于，所述S1中回火时的水冷温度为10-30℃。

5.一种由权利要求1-4任意一项所述的热处理工艺制备获得的中碳弹簧钢的应用，其特征在于，应用于制备汽车悬架。