编制说明-汽车悬架系统弹簧用钢-第2部分圆钢和盘条-讨论稿2015-04-28

1、汽车悬架系统用弹簧钢第2部分：圆钢和盘条标准编制说明（讨论稿2015-04-28）一、任务简况1、任务来源根据国家标准化管理委员会国标委综合201390号文下达的国家标准制修订计划的通知要求，由江阴兴澄特种钢铁有限公司、冶金工业信息标准研究院等单位负责汽车悬挂弹簧用钢 第2部分 弹簧圆钢国家标准的制定工作（项目编号：20131812-T-605）。2、编制和协作单位江阴兴澄特种钢铁有限公司负责汽车悬架系统用弹簧钢第2部分：圆钢和盘条国家标准的编制工作。主要参加单位有：山东汽车弹簧厂有限公司、冶金工业信息标准研究院、湖北新冶钢有限公司。3、主要工作过程（包括立项、调研及论证、编制讨论、征求意见过

2、程简况）（1）2013年上半年进行了标准立项的准备和论证工作。2013年12月份国标委发布了项目计划。（2）2013年8月2013年底进行了起草标准的调研、问题分析和相关资料收集等准备工作。（3）2014年2月底国家标准（草案），进行公司内部征求意见和讨论。（4）2014年4月底完成国家标准（征求意见稿）。发出征求意见稿并进行意见的汇总和处理。（5）2014年9月份在江阴与行业主要客户召开国家标准工作组讨论会。（6）2014年10月22日23日在北京参加弹簧钢汽车悬挂弹簧用钢等三项国家标准讨论会。（7）2014年11月27日，针对10月份北京讨论会中中代表提出的问题召开兴澄特钢专家讨论会，并进

3、行相关数据搜集和验证工作。（8）4、主要起草人及其所承担的工作简要说明秉承实现“科学、合理、先进、实用”的国家标准编制原则。本标准主要起草人承担的标准研制工作为：（1）收集、对比相关国内外标准，确认为现行有效版本;(2) 对汽车悬架系统用弹簧钢实物质量（尺寸外形及其允许偏差、化学成分、低倍、非金属夹杂物、晶粒度、脱碳层、力学性能、交货硬度及淬透性）进行统计、对比和分析。（3）收集下游行业对于汽车悬架系统用弹簧钢关注的质量指标要求。（4）编写本标准各稿和标准编制说明、标准水平对比分析、意见汇总及处理、实物质量数据的统计及分析。（5）完成标准的报批资料的准备。（6）策划标准宣贯工作，落实标准宣贯方

4、式及人员，组织编写宣贯材料。二、标准化对象简要情况及制修订标准的原则1、标准化对象简要情况弹簧钢是国民经济建设的重要钢材品种之一，它广泛应用于汽车、铁路、机械、军工、轻工、仪表等各个领域。其中汽车工业是弹簧钢的最大用户，约消耗弹簧钢总量的60。中国汽车工业经过10余年的迅猛发展，2009年2013年产销量已连续4年蝉联全球第一。根据中国汽车工业协会统计，2012年汽车产销分别达到1927.18万辆和1930.64万辆，2013年汽车产销双双超过2000万辆。随着汽车工业的高速发展，必然会带动我国汽车用弹簧钢产业的大力发展，同时伴随着近年来汽车的轻量化和高性能化要求，迫切要求提高弹簧钢的强度，提

5、高弹簧的设计应力。 弹簧在汽车上无处不在，广义上可以包括汽车上所有的弹性零部件，大到空气弹簧系统，小至很小的弹性元件。无论是系统总成还是单个零件，其作用往往都非常重要。弹簧的性能与汽车的舒适性、安全性和功能性是密切相关的。同时，由于其结构相对比较简单，因此，自汽车发明伊始，弹簧就成为必不可少的零件被广泛应用，成为汽车零部件中的“传统项目”之一。汽车的核心部分是动力总成和底盘系统，而在这两个系统中的弹簧零件在所有的汽车弹簧中也最为重要，技术含量和附加值相对较高。汽车悬架系统是汽车底盘的关键部位，它关系着汽车行驶的安全性、乘坐的舒适性和车体对复杂路面的适应性，良好的汽车悬架系统弹簧是保障汽车运行性

6、能的关键因素之一。我国到目前为止还没有汽车用弹簧钢的专用标准，急待通过标准的制定规范我国汽车用弹簧钢的市场，使钢铁材料的发展与我国汽车行业的发展同步。2013年两会期间也有代表建议应在机动车制造领域推广使用高性能弹簧钢，因此制定汽车专用弹簧钢标准迫在眉睫。通过制定汽车悬架系统用弹簧钢系列国家标准，进一步规范汽车悬架系统弹簧用钢的技术要求，提高市场准入门槛，对促进我国汽车工业的发展、降低能源消耗、增加环境保护都有着非常重大的意义。本部分为汽车悬架系统用弹簧钢的第2部分，适用于汽车悬架系统中螺旋弹簧、扭杆及稳定杆用弹簧圆钢和盘条的生产。汽车悬架系统示意图如下所示：1） 螺旋弹簧螺旋弹簧大多应用在独

7、立悬架上， 尤以前轮独立悬架采用广泛。有些轿车后轮非独立悬架也有采用螺旋弹簧作弹性元件的。由于螺旋弹簧只承受垂直载荷，它用做弹性元件的悬架要加设导向机构和减振器。它与钢板弹簧相比具有不需润滑，防污性强，占用纵向空间小，弹簧本身质量小的特点，因而现代轿车上广泛采用。2） 扭杆悬架系统的另一个趋势就是重新开始把扭杆用作弹簧。20 世纪40 年末以及50 年代初扭杆非常流行。随着螺旋弹簧以及McPherson 悬架的应用，扭杆的需求开始下降。然而，近年来SUV 和卡车的制造商开始把扭杆又作为螺旋弹簧和板簧的替代品。因为卡车和SUV 的重量需要更大的弹簧线径，反而增加了零件重量。而扭杆不仅能够提供更大

8、的离地高度和车底空间，而且能够以相对较低的重量提供恰当的弹性功能。3）稳定杆稳定杆主要功能是防止侧倾。中小型车多采用前稳定杆。中高级车以及运动型版本的轿车会采用前后双稳定杆，可以明显改善其行驶与操控性。目前在全球范围内，越来越多地车型推出运动型的版本，因此稳定杆的需求也在增加。2、编制原则(1)、积极采用国际标准和国外先进标准，引用和引导新工艺新技术的应用，引领行业的技术进步；(2)、充分考虑国家弹簧行业的发展战略和发展趋势，通过标准化推行国家的产业发展政策，体现行业的发展方向和行业的科技发展水平；（3）、以满足我国弹簧制造产业的需要和发展为前提，体现目前国内弹簧钢的实物质量水平，提高标准的市

9、场适应能力；（4）、综合考虑企业生产成本及国内外原料资源的供应情况，降低生产成本，节约能源、降低原料消耗，实现低碳经济的发展模式。三、采用国际标准和国外先进标准的程度及理由，以及与国际、国外同类标准水平对比情况本部分是一项修改采用欧洲标准BS EN 10089-2002，并根据用户对弹簧钢材料的实物质量要求制定的一项汽车悬架系统弹簧用钢专用材料标准。 弹簧钢的国际标准是：ISO 683-14：2004 热处理钢、合金钢和易切钢_第14部分淬火回火弹簧用热轧钢材；国外先进的弹簧钢的标准有：日本标准JIS G 4801-2011弹簧钢，欧洲标准BS EN 10089-2002 热轧淬火加回火弹簧钢

10、一般技术条件。国际标准ISO 683-14：2004标准中，规定了12个牌号的弹簧圆钢、弹簧扁钢、弹簧钢线材的技术要求，该标准适用于热成型+热处理或冷成型+热处理的弹簧的制作，某些钢种在淬火加回火条件下的韧性，特别适合于各种类似弹簧组件的制造。该标准规定了各牌号的成分要求及成品成分的允许偏差，圆钢、扁钢及线材的外形尺寸偏差、不同热处理状态下的表面硬度值、各牌号的普通淬透性带的要求和特殊淬透性带的要求、不同用途的不同的表面交货状态、热处理条件及特殊热处理条件，规定了钢材的脱碳要求、奥氏体晶粒度的要求、各项检验的试验方法的要求等。欧洲标准BS EN 10089-2002与国际标准ISO 683-1

11、4：2004技术条款基本相同，该标准也是用途比较广泛，该标准适用于热成型+热处理或冷成型+热处理的弹簧的制作，该标准包括19个牌号，其中包括一个牌号派生出的2个子牌号，对不同用途以及不同成型工艺弹簧钢的各项技术指标给出了规定。日本JIS G 4801-2011标准规定了硅锰、铬锰、铬钒、铬锰硼、铬硅、铬钼六个系列8个牌号的弹簧扁钢、弹簧圆钢和弹簧钢线材的技术要求，检测项目包括：晶粒度、宏观低倍组织、非金属夹杂物、淬透性、磁粉探伤、超声波探伤、机械性能以及显微组织，主要用于普通叠板弹簧、大型叠板弹簧、卷弹簧以及扭力杆弹簧的制造。我国的GB/T 1222弹簧钢标准规定了弹簧圆钢、弹簧扁钢和弹簧钢盘

12、条的通用技术要求，对影响弹簧钢疲劳性能的主要因素，包括硬度、非金属夹杂物、显微组织及表面缺陷等技术指标的要求，尚不能满足汽车悬架系统用弹簧钢的高质量要求。 四、技术条款编制说明1、标准名称根据国标委综合201390号文“关于下达2013年第二批国家标准制修订计划的通知”的要求，汽车悬挂弹簧用钢标准包括两个部分，标准名称分别如下：汽车悬挂弹簧用钢第1部分：弹簧扁钢汽车悬挂弹簧用钢第2部分：弹簧圆钢标准的第2部分由江阴兴澄特种钢铁有限公司负责制定，由于制定过程中扩大了适用产品范围，故而将标准第2部分名称变更为汽车悬架系统用弹簧钢第2部分：圆钢和盘条，适用于汽车悬架系统中螺旋弹簧、扭杆和稳定杆的生产

13、。2、范围本部分规定了汽车悬架系统中螺旋弹簧、扭杆及稳定杆用钢的订货内容、尺寸、外形、重量及允许偏差、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志及质量证明书等要求。本部分适用于生产直径不大于80mm的热轧圆钢和直径不大于40mm的热轧盘条。 根据汽车行业用户意见，本部分标准亦适用于汽车其它部位扭杆用钢的生产。3、符号及代码 本部分标准中代码采用GB/T 15575-2008钢产品标记代号中的规定。1） 压力加工方式：热轧。2） 热处理方式：参照EN 10089标准以及目前的实际应用情况，确定为“不处理”、“去应力退火”及“软化退火”。3） 表面粗糙度：根据目前国内供货的实际情况，确定为“无要求（

14、不处理）”、“1级”、“2级”及“3级”。4、尺寸、外形、重量参照GB/T 702、GB/T 3207和GB/T 14981标准，根据客户对于汽车悬架系统用弹簧圆钢和盘条的尺寸、外形及允许偏差要求以及兴澄特钢的实物质量水平制定。5、牌号及允许偏差6.1本部分钢牌号根据国家标准GB/T 221钢铁产品牌号表示方法命名；6.2本部分的9个钢牌号为近年来兴澄特钢公司开发用于汽车悬架系统中的弹簧材料，分别为：55SiCr、55SiCrV、50CrV、51CrMnV 、52CrMnMoV 、55CrMn 、60Si2Mn、60Si2Cr、60CrMn，本部分牌号与GB/T 1222-2007、BS EN

15、 10089-2002及ISO 683-14牌号的对照表如下： 序号本部分GB/T 1222-2007BS EN 10089ISO 683-14155SiCr55SiCrA54SiCr655SiCr6-3255SiCrV54SiCrV655SiCrV6-3350CrV50CrVA451CrMnV51CrV451CrV4552CrMnMoV52CrMoV452CrMoV4655CrMn55CrMnA55Cr355Cr3760Si2Mn60Si2MnA860Si2Cr60Si2CrA960CrMn60CrMnA60Cr360Cr36.3 本部分中55SiCr、55SiCrV、51CrMnV 、52

16、CrMnMoV及55CrMn牌号主要修改采用BS EN 10089-2002中牌号，按照GB/T 221命名，相对于BS EN 10089-2002中相应牌号新增了残余元素Ni、H、N及O含量要求。本部分中50CrV、60Si2Mn、60Si2Cr及60CrMn牌号化学成分主要采用GB/T 1222中相应牌号的化学成分，并根据下游行业对产品的质量要求对P、S含量进行了加严。本部分标准中O0.0020%。注1：随着近年来汽车用弹簧钢的产品质量要求提升，对于钢水的纯净度（有害元素P、S以及H、N及O等气体）要求进一步提高。注2：氧含量是钢的纯净度的重要衡量指标，随着钢液中总氧的升高，夹杂物的平均直

17、径和数量由增大趋势，因此控制氧含量对于夹杂物的控制有很大意义。6.4 成品成分允许偏差采用GB/T 222的要求。7、交货状态本部分标准中，交货状态以压力加工方式、热处理方式及表面加工方式进行组合的方式来表达。例如：热轧软化退火，表面粗糙度1级（代码：WHR+SA+FC）8、低倍本部分标准的一般疏松、中心疏松及锭型偏析的合格级别根据用户质量要求及钢厂的实物质量水平制定。低倍组织合格级别如下表所示：低倍组织类型级别，不大于一般疏松2.0中心疏松2.0锭型偏析2.0 9、非金属夹杂本部分标准中非金属夹杂物的合格级别，根据用户的质量要求及钢厂的实物质量水平制定。钢材的所有试样检验结果应符合下表规定。

18、具体组别应在合同中注明，合同中未注明时按2组规定执行。非金属夹杂物类型1组2组合格级别 ， 不大于细系粗系细系粗系A2.01.02.01.0B1.51.02.01.0C1.01.01.51.0D1.01.01.51.0DS1.52.0注1：夹杂物的数量与尺寸对材料的疲劳性能具有显著的影响，夹杂物数量越多、尺寸越大，对材料的疲劳性能影响越大。研究表明1，当夹杂尺寸小于几微米时，夹杂处萌生疲劳裂纹源的几率较小，但当其尺寸大于10微米后，疲劳裂纹源则容易在夹杂物处萌生，而且随着应力水平的增加，夹杂尺寸对疲劳寿命的影响更严重。1 赵海民高性能弹簧钢60Si2CrVA和38Si7高周和超高周疲劳破坏行为

19、的研究D钢铁研究总院，2008：3547，10、晶粒度本部分根据客户质量要求规定晶粒度为必检项目，钢材的奥氏体晶粒度为6级或更细。试验方法符合GB/T 6394的规定。注：EN 10089-2002中该项目为选项检验项目，仅在客户提出要求时才进行检验，试验方法为EURONORM 103，级别为6级或更细，试验次数及条件应在询价和订货时协商确定（7.3和8.2.3）。11、显微组织组织根据客户质量要求，盘条的显微组织应为珠光体加铁素体，不应有马氏体或贝氏体等对使用有害的异常组织。12、脱碳层1）55SiCr和55SiCrV热轧圆钢表面单边总脱碳层深度由供需双方协商确定，51CrMnV 、52Cr

20、MnMoV及55CrMn热轧圆钢表面单边总脱碳层深度参照BS EN 10089-2002要求制定，其它牌号热轧圆钢表面单边总脱碳层深度根据客户质量要求和兴澄实物质量水平制定。2）55SiCr和55SiCrV盘条单边总脱碳层深度根据用户质量要求和兴澄实物质量水平制定。3）盘条的表面全脱碳层要求根据客户质量要求和兴澄实物质量水平制定，55SiCr、55SiCrV、60Si2Mn及60Si2Cr钢盘条表面允许有图1所示的局部零星铁素体全脱碳层，总弧长对应的圆心角不大于15°，深度不大于0.03mm；其它牌号钢盘条表面不应有局部铁素体全脱碳层。13、力学性能（拉伸、硬度）1） 本部分中55S

21、iCr、55SiCrV、51CrMnV 、52CrMnMoV及55CrMn的力学性能要求参照EN 10089-2002中附录D要求制定，本部分中50CrV、60Si2Mn、60Si2Cr及60CrMn力学性能参照GB/T 1222制定。2） BS EN 10089-2002中的力学性能检验淬火和回火热处理温度允许偏差均为±10，结合我国目前热处理炉控制精度，本部分规定检测试样热处理温度允许偏差为：淬火±10，回火±20。3） 本部分中，1组材料热轧材的最大布氏硬度值根据客户质量要求以及实物质量统计数据制定，2组材料热轧材的最大布氏硬度值根据GB/T 1222-20

22、07制定，去应力退火和软化退火参照EN 10089-2002制定，具体如下：组号牌号布氏硬度HBW，不大于热轧去应力退火软化退火151CrMnV52CrMnMoV 60Si2Cr340280248250CrV 55CrMn 60Si2Mn55SiCr 55SiCrV 60CrMn32112、末端淬透性本部分的末端淬透性要求为协商项，经供需双方协商并在合同中注明，钢材可按末端淬火试验方法确定末端淬透性，结果参见附录B。经协商，钢材亦可按照GB/T 5216-2014中规定的DI值计算方法确定末端淬透性，合格级别由供需双方协商确定。13、表面质量1） 热轧圆钢的表面质缺陷深度参照GBT 28300

23、-2012中D级别制定。2） 盘条表面缺陷深度或高度根据客户质量要求及实物质量水平确定为不大于0.10mm。3） 银亮钢的粗糙度指标根据钢铁行业的整体技术水平、用户对实物质量的要求制定。14、特殊要求 根据用户的不同质量要求，将低倍、盘条表面氧化铁皮、内部质量和有毒有害物质作为本部分的特殊要求。15、检验方法 检验规则根据钢铁行业的通用要求编制。15、复验和判断规则根据钢铁行业的通用技术要求编制。16、包装、标识和质量证明书根据钢铁行业的通用技术要求况编制。17、附录1）附录A为本部分牌号与国外标准牌号对照表，为资料性附录。2）附录B为末端淬透性，为资料性附录，表B.1中数据等同采用EN 10

24、089-2002中数据。3）根据2014年10月22日北京讨论会上专家意见，新增附录C（资料性附录）：盘条表面氧化铁皮检验方法。具体去除氧化铁皮的方法主要有两类：化学法（盐酸酸洗与硫酸剥壳或机械剥壳配合）和机械法（机械剥壳、喷砂剥壳），由于在实际检验过程中可能是一种方法或者两种方法的组合，故而该附录中不对具体的去除氧化铁皮方法进行规定。具体盘条表面氧化铁皮检验方法如下：取一盘至数盘盘条试样称其重量，去除表面氧化铁皮再称其重量，前后重量差为试样的氧化铁皮重量。每吨盘条的氧化铁皮重量计算公式为：2015-04-30五、预期的经济效果中国汽车工业经过10余年的迅猛发展，2009年2013年产销量已连续4年蝉联全球第一。根据中国汽车工业协会统计，2012年汽车产销分别达到1927.18万辆和1930.64万辆，2013年汽车产销双双超过2000万辆。汽车工业是弹簧钢的最大用户，约消耗弹簧钢总量的60，随着汽车工业的高速发展，必将会对汽车悬架系统用弹簧钢的发展起到更好的带动作用，预期经济效益良好。江阴兴澄特钢2013年汽车悬架系统用弹簧圆钢销售额约为3.13亿元。六、与国家和行业有关的现行的方针、政策、法律、法规和强制性标准的关系本标准与国家相关技术标准和法规保持一致，没有冲突。七、重大分歧意见的处