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JIS G4801 錳鉻彈簧鋼

SUP9 彈簧鋼:成分、熱處理與 5155/55Cr3 對照

SUP9 是日本 JIS G 4801 彈簧鋼鋼材中的錳鉻系彈簧鋼,C 0.52–0.60%、Mn 0.65–0.95%、Cr 0.65–0.95%,近似美規 AISI/SAE 5155、歐規 55Cr3。經淬火回火後抗拉強度 ≥ 1230 MPa、硬度 HBW 363–429,主要用於汽車板片彈簧與穩定桿。

鋼種概述

SUP9 是在約 0.55% 碳的基礎上加入鉻與錳的彈簧鋼。鉻提高淬透性,讓較厚的板片在油淬時也能硬透;淬火後經 460–510°C 回火,取得高彈性極限與足夠韌性,這是板片彈簧反覆承受彎曲負荷所需要的組合。

與矽錳系的 SUP6、SUP7 相比,SUP9 脫碳傾向較低、韌性較好;需要更厚板片或更高淬透性時,可升級到碳、錳、鉻略高的 SUP9A,或含釩的 SUP10。双享合金鋼品項列有 SUP9、SUP9M,扁鐵產品也供應板片彈簧用途;圓棒供貨直徑 13–100 mm,圓棒與扁鋼皆可訂做生產,庫存請詢問。

化學成分(JIS G 4801)

元素規範範圍(%)
C(碳)0.52 – 0.60
Si(矽)0.15 – 0.35
Mn(錳)0.65 – 0.95
P(磷)≤ 0.030
S(硫)≤ 0.030
Cr(鉻)0.65 – 0.95
Cu(銅)≤ 0.30

淬火回火後機械性質(JIS G 4801 規定值)

狀態降伏強度(MPa)抗拉強度(MPa)伸長率(%)斷面收縮率(%)硬度(HBW)
淬火 830–860°C 油冷+回火 460–510°C≥ 1080≥ 1230≥ 9≥ 20363 – 429

以上為 JIS G 4801 對熱處理試片規定的機械性質,非熱軋或退火交貨狀態的性質;彈簧成品性質依板厚、熱處理與珠擊條件而定。硬度換算(ASTM E140):HBW 363 ≈ HRC 39、HBW 429 ≈ HRC 46。

熱處理特性

淬火

JIS 參考淬火溫度 830–860°C、油冷。鉻提高淬透性,板片較厚時仍能硬化至心部;板厚超出淬透能力時,應改用淬透性更高的 SUP9A 或 SUP11A。

回火

淬火後於 460–510°C 回火,取得 HBW 363–429 的彈簧硬度區間。回火溫度偏低會提高硬度但降低韌性,偏高則彈性極限不足。

脫碳控制

彈簧的疲勞裂紋多從表面開始,熱軋與熱處理時的表面脫碳會明顯降低疲勞壽命。SUP9 不含高矽,脫碳傾向比 SUP6、SUP7 低。

珠擊(Shot Peening)

板片彈簧熱處理後通常做珠擊,在表面導入壓應力以延長疲勞壽命;應力珠擊(在負荷下珠擊)效果更明顯。

國際規範對照

規範體系對應牌號對應程度
JIS(日本)SUP9(G 4801)基準規範
AISI/SAE(美國)5155近似對應
EN(歐盟)55Cr3(1.7176)近似對應
GB(中國)55CrMnA近似對應

AISI/SAE 5155 為 C 0.51–0.59%、Mn 0.70–0.90%、Cr 0.70–0.90%,範圍略窄;EN 10089 55Cr3 與 GB/T 1222 55CrMnA 的成分亦與 SUP9 接近但不完全相同。同系列 SUP9A 為 C 0.56–0.64%、Mn 0.70–1.00%、Cr 0.70–1.00%,淬透性較高。若圖面指定特定規範,請以該規範為準。

典型應用場景

商用車板片彈簧

卡車、巴士、拖車懸吊的多片式與拋物線式板片彈簧,是 SUP9 最主要的用途。

穩定桿與扭力桿

汽車懸吊系統的防傾桿、扭力桿,需要高彈性極限與疲勞強度。

農機與工程機械

農機懸吊、座椅彈簧、離合器彈簧等承受反覆負荷的彈性元件。

工業彈簧件

大型盤形彈簧、扣環、彈性夾持件等需要淬火回火彈性的零件。

供貨規格

形式規格範圍庫存
圓棒Ø 13 – 100 mm請詢問
扁鋼依需求訂做生產請詢問

長度 5–12 m,可依需求裁切供貨。圓棒與扁鋼皆可依需求訂做生產;庫存狀況請詢問。

選材建議

SUP9 適合板厚中等、以彎曲疲勞為主的彈簧。選材時要看板厚(淬透性夠不夠)、疲勞要求與成本。

其他參考鋼種

SUP9A / SUP11A

適用條件

板片較厚、需要更高淬透性

SUP9A 碳、錳、鉻略高;SUP11A 加硼,厚板也能硬透。

其他參考鋼種

SUP10

適用條件

高應力、要求更長疲勞壽命

鉻釩彈簧鋼,晶粒較細、韌性較好,用於高負荷彈簧。

其他參考鋼種

S55C

適用條件

小型彈性件、成本優先

不含鉻的高碳鋼,淬透性較低,只適合薄斷面的彈性零件。

其他參考鋼種

6140

適用條件

手工具等需要衝擊韌性的鍛件

鉻釩鋼,調質後韌性好,常用於扳手、套筒而非彈簧。

如需技術討論或報價,歡迎透過下方詢價表單或 LINE 客服聯繫双享業務團隊。

相關鋼種

跨規範成分與機械性質對照,請見技術資料總表。

常見問題

SUP9 是什麼材質?
SUP9 是 JIS G 4801 的錳鉻系彈簧鋼,C 0.52–0.60%、Mn 0.65–0.95%、Cr 0.65–0.95%,淬火回火後用於板片彈簧、穩定桿等彈性元件。
SUP9 相當於哪個鋼號?
一般對照為 AISI/SAE 5155、EN 55Cr3(1.7176)、GB 55CrMnA,但各規範成分範圍略有差異,有認證需求時請以圖面指定的規範為準。
SUP9 的硬度是多少?
JIS G 4801 規定熱處理試片(830–860°C 油淬、460–510°C 回火)硬度為 HBW 363–429,約 HRC 39–46。
SUP9 的抗拉強度是多少?
JIS G 4801 規定淬火回火後抗拉強度 ≥ 1230 MPa、降伏強度 ≥ 1080 MPa、伸長率 ≥ 9%、斷面收縮率 ≥ 20%。
SUP9 和 SUP9A 差在哪?
SUP9A 的碳(0.56–0.64%)、錳與鉻(各 0.70–1.00%)較高,淬透性較好,適合較厚的板片彈簧。
SUP9 和 SUP6 怎麼選?
SUP6 為矽錳系,矽高、脫碳傾向較大;SUP9 以鉻提高淬透性,韌性與脫碳控制較好,目前板片彈簧多採 SUP9 系。
如何向双享詢價 SUP9?
圓棒供貨直徑 13–100 mm,長度 5–12 m 可裁切;圓棒與扁鋼皆可訂做生產,庫存請詢問。請在詢價表單填寫鋼種、形式、尺寸、數量與用途,業務確認後回覆。

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