具有优异疲劳和抗下垂的超高强度阀门弹簧钢

汽车用阀门弹簧钢经受高的重复载荷，并须有长时间的可靠性。为了改善油耗和减小引擎尺寸，须将阀门弹簧设计成用于更高应力的，因而需要弹簧钢具有更高的疲劳强度。日本神户钢铁公司棒线产品开发部近年开发了一种与传统高强度钢（KHV10N）相比具有更高疲劳强度及抗下垂性的超高强度钢。

所开发的新钢种优化了合金成分，提高了Cr和V的含量，便于渗氮，从而提高了渗氮后的表面硬度和残余应力，提高了疲劳强度。提高钒含量及优化热处理产生超细晶改善了抗下垂性和高强度区域的韧性。增加Si、Cr和V的含量提高了抗软化性，使弹簧在消应力退火和弹簧成型后的高温渗氮期间保持弹性强度。一种能控制夹杂物成分的新方法减少了不利的、会引起疲劳断裂的非金属夹杂物，使弹簧的可靠性得到了提高。

将此新钢种做成的弹簧与传统的KHV10N的相比其疲劳强度提高了约10％，残余剪切应变（下垂量）减少到约2/3，弹簧的重量减少了13％。由于重量、尺寸下降，阀组的性能提高，弹簧的高度下降了8％，这样，此钢可以在减少油耗的同时使引擎能在更高的速度下运转。