彈簧鋼廣泛用于飛機、鐵道車輛、汽車、拖拉機等運輸工具和工程機械等各

種設(shè)備中，是制造各種螺旋簧、扭簧、板簧及其類似作用的其它形狀彈簧的鋼種。

彈簧工作在周期的彎曲、扭轉(zhuǎn)等交變力條件下，經(jīng)受拉、壓、沖擊、扭、疲勞腐

蝕等多種作用，有時還要承受極高的短時突加載荷。除表面脫碳、表面缺陷外，

造成彈簧的疲勞斷裂破壞的主要因素是鋼中非金屬夾雜物。非金屬夾雜物對疲勞

性能的影響一方面取決于夾雜物的類型、數(shù)量、尺寸、形狀和分布；另一方面，

由于鋼基體組織和性質(zhì)制約，與基體結(jié)合力弱的尺寸大的脆性夾雜物和球狀不變

形夾雜物的危害最大。鋼的強度水平愈高，夾雜物對疲勞極限的有害影響也愈顯

著。因此，提高彈簧的疲勞壽命，關(guān)鍵要提高彈簧鋼的潔凈度，因此就要降低氧

含量，減少非金屬夾雜物的含量并改善夾雜物形態(tài)分布及尺寸。

（1）不銹鋼冶煉脫氧及夾雜物預(yù)測熱力學(xué)。通過熱力學(xué)計算預(yù)測了彈簧鋼

中 Al-O、Si-O、Mg-O、Ca-O 脫氧平衡曲線，以及多元符合脫氧情況下 Al-Si-O、

Al-Mg-O、Al-Mg-Ca-O 和 Al-Si-Ca-O 等夾雜物生成相圖。 通過熱力學(xué)計算預(yù)

測了渣鋼反應(yīng)過程中不同精煉渣成分對于鋼中[Al]s 和[O]含量的影響，研究表

明高堿度有利于氧含量的降低，低堿度有利于鋼中鋁含量的去除。通過建立了鋼

液凝固和冷卻過程彈簧鋼中夾雜物變化熱力學(xué)計算模型，可以預(yù)測鋼液凝固和冷

過過程中 MnS、TiN 和氧化物夾雜的變化和析出規(guī)律。（2）鐵合金潔凈度對彈簧鋼中夾雜物的影響。通過正常合金爐次和合金優(yōu)

化盧比全流程夾雜物演變規(guī)律的對比，可以看出，合金的選擇對于夾雜物的性質(zhì)

會有較大的影響。在 LF 合金調(diào)整后夾雜物成分相差較大，優(yōu)化合金可以有效的

控制夾雜物中 Al2O3 含量，而對于 MgO 含量影響不大，提升夾雜物塑性化比例。（3）彈簧鋼精煉渣成分改性夾雜物。目前脫氧工藝主要有兩種：一種是降

低鋼中總氧，獲得高的潔凈度，即采用強脫氧劑 Al 脫氧，將鋼中絕大部分溶解

氧轉(zhuǎn)化為 Al 2 O 3 ，然后通過爐渣吸收，吹氬或電磁攪拌以及利用真空處理等手段

促進夾雜物上浮，達到降低 T.O. 的目的。另一種脫氧路線是采用控制夾雜物種

類、形貌、大小、分布的方法，采用 Si 脫氧，嚴格控制鋼中 Al 含量，避免

Al 2 O 3 的析出，這種工藝生產(chǎn)的彈簧鋼雖然 T.O. 高于 Al 脫氧鋼，但是夾雜物

低熔點的、具有良好變形能力的 CaO-Al 2 O 3 -SiO 2 系夾雜物，疲勞極限優(yōu)于 Al 脫

氧彈簧鋼。