SUP3弹簧钢弹簧钢以其优异的强度弹性和淬透性脱颖而出

导读

SUP3是日本JIS G 4801标准下的高碳弹簧钢，成本低但淬透性弱，适用于小截面中低载荷场景，如汽车弹簧、仪器仪表件，可被国标85钢替代，需注意2005版标准已删除该牌号。

SUP3 是日本工业标准 JIS G 4801《弹簧钢》 体系下的一个碳素弹簧钢牌号，归类为高弹性碳素弹簧钢，相当于国标 85 钢（GB/T 1222）、美标 SAE 1086 / UNS G10860、德标 Ck85 / C85S（1.1269）、国际 ISO Type DC。需要特别说明的是，SUP3 在 JIS G 4801:2005 版中已被删除，现行 2005/2011 版弹簧钢序列主要保留 SUP6、SUP7、SUP9、SUP10、SUP11A 等硅锰系或铬钒系牌号，SUP3 作为老牌号多见于 1984 版标准及库存、替代选型场景，采购时需留意标准年代。

1. 化学成分与牌号定位

SUP3 属于高碳碳素弹簧钢，不添加 Cr、V 等合金元素，靠碳+锰实现基本强化，成本低于合金弹簧钢，但弹性极限和淬透性也相应弱一档。典型成分（JIS G 4801-1984）为：

• C 0.75–0.90 %（多数供应商内控取 0.82–0.90 %）

• Si 0.15–0.35 %

• Mn 0.30–0.60 %（部分供应商内控放宽到 0.50–0.80 %）

• P ≤ 0.035 %，S ≤ 0.035 %，Cu ≤ 0.30 %

• 对应国产 85 # 钢（C 0.82–0.90 %）几乎等同，所以工程替换时常以 85 钢或 1085/1086 代用。

2. 力学性能

按 JIS G 4801 要求，棒材/扁材/线材经淬火+回火（Q+T）后：

• 抗拉强度 σb ≥ 1079 MPa（部分供应商内控 ≥ 1127 MPa）

• 屈服点 σs ≥ 834 MPa（按 σ0.2 计 ≥ 835 MPa）

• 断后伸长率 δ ≥ 8 %

• 硬度 HBW 341–401

• 退火状态下布氏硬度可降到 ≤ 255–285 HB，冷拉+热处理态 ≤ 321 HB，热轧态 ≤ 302 HB，便于后续冷成形。

3. 热处理工艺

SUP3 的临界点为 Ac1≈726 ℃、Ac3≈765 ℃、Ar3≈741 ℃、Ar1≈689 ℃、Ms≈270 ℃。推荐工艺：

1. 淬火：830–860 ℃ 保温后油冷（小件可水冷，但变形开裂倾向大，大截面建议水淬油冷或正火替代）

2. 回火：450–500 ℃ 空冷，根据硬度需求可上探到 540 ℃；回火不足则韧性与弹减抗力差，过回火则强度掉太多

3. 退火（冷加工前）：球化退火，降低硬度便于冷拔/冷卷

4. 总脱碳层控制 ≤ 1.0 %D（D 为直径），脱碳是弹簧钢寿命杀手，采购时要看表面质量条款。

4. 特性与局限性

优点：

• 成本低，冷加工性好，疲劳极限在小截面下不输合金弹簧钢

• 冶金质量要求较高（纯净度、表面缺陷、脱碳控制），适合冷拔钢丝+冷卷工艺

• 使用温度一般 ≤ 150 ℃，短时可到 250 ℃ 非腐蚀介质环境

• 短板：

• 淬透性一般，油中临界淬透直径约 9–23 mm，线径 > 12 mm 心部硬度就不够，大截面件不适合

• 焊接性差，焊后必须回火应力释放

• 屈强比和弹减抗力不如 SUP9（60CrMnA）、SUP10（50CrVA）这类合金弹簧钢，重载高频交变工况优先选合金系

• 5. 典型用途

SUP3 主打"小截面、中低载荷、一般交变应力"场景：

• 汽车、拖拉机、铁道车辆的叠板弹簧（叶片簧）、小型螺旋弹簧

• 仪器仪表弹簧、调压调速簧、柱塞簧、测力簧、离合器簧片、刹车弹簧

• 家电弹性件、卡簧、发条、冷拔钢丝冷卷螺旋簧

• 一般机械中的小轴、轧辊、偏心轴等非核心承力件也可借料

• 💡 疲劳关键件建议喷丸处理，寿命可提升 20 % 以上；冷拉态零件使用前建议低应力退火。

6. 供应形式

对 SUP3 的常备货大致覆盖以下形态：

• 圆棒/圆钢：φ5–300 mm（部分做到 φ350 mm），分黑皮、车光、冷拉、锻圆、轧圆

• 板材/平板：厚度 0.5–20 mm（中厚板可到 80–300 mm），热轧/冷轧/锻板

• 钢带/卷带：厚度 0.10–2.50 mm（个别到 5.0 mm），宽度 3–365 mm，可分条；硬料表面可做抛光、发蓝、发黄

• 钢丝/线材：φ0.10–12 mm，淬火态或冷拉态

• 交货硬度态：软料（HV ≤ 190 / 球化退火）、半硬（HV 240–280）、全硬（HRC 42–60 / 淬火回火态），可按需定尺零切