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 | ≥ 20 | 363 – 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。
SUP9A / SUP11A
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。
SUP10
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。
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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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