EN 10089 51CrV4 调质钢——高温弹簧用优质铬钒钢

材料概述

51CrV4 (1.8159) 是一种铬钒合金弹簧钢，经淬火回火 (QT) 处理后，具有极高的屈强比、优异的疲劳强度和良好的高温性能 (最高工作温度 300°C)。广泛用于制造高应力热成形弹簧：汽车板簧、螺旋弹簧、扭杆、卷簧、锥形弹簧，以及发动机气门弹簧等。安装应力可达 1370–1720 MPa。

化学成分 (质量分数，典型值)

元素	含量范围
碳 (C)	0.47 – 0.55 %
硅 (Si)	0.40 %
锰 (Mn)	0.70 – 1.10 %
铬 (Cr)	0.90 – 1.20 %
钒 (V)	0.10 – 0.25 %
磷 (P)	≤ 0.03 %
硫 (S)	≤ 0.025 %

力学性能 (室温，调质态)

性能	数值	单位
抗拉强度 (Rm)	1350 – 1650	MPa
屈服强度 (Rp0.2)	1200	MPa
断后延伸率 (A)	6	%
断面收缩率 (Z)	30	%
弹性模量 (E)	210 – 212.6	GPa
剪切模量 (G)	81	GPa
泊松比 (ν)	0.29	—

高温力学性能 (弹性模量随温度变化)

温度 (°C)	弹性模量 (GPa)
-100	217
20	210 – 212.6
100	205 – 207
200	195 – 199
300	185 – 192
400	184
500	175
600	164

热物理性能

性能	温度 (°C)	数值	单位
热膨胀系数	-100	1.05E-5	1/K
	20	1.15E-5	1/K
	100	1.11E-5 – 1.21E-5	1/K
	200	1.21E-5 – 1.27E-5	1/K
	300	1.29E-5 – 1.32E-5	1/K
	400	1.35E-5 – 1.36E-5	1/K
	500	1.40E-5	1/K
	600	1.44E-5	1/K
比热容	-100	423	J/(kg·K)
	20	460 – 461	J/(kg·K)
	100	479	J/(kg·K)
	200	499	J/(kg·K)
	300	517	J/(kg·K)
	400	536	J/(kg·K)
	500	558	J/(kg·K)
	600	587	J/(kg·K)
热导率	20	42 – 45.1	W/(m·K)
	100	45.1	W/(m·K)
	200	44.1	W/(m·K)
	300	41.9	W/(m·K)
	400	39.4	W/(m·K)
	500	36.9	W/(m·K)
	600	34.4	W/(m·K)
热扩散率	20	12.5	mm²/s
	100	11.6	mm²/s
	200	10.6	mm²/s
	300	9.5	mm²/s
	400	8.4	mm²/s
	500	7.1	mm²/s
	600	5.8	mm²/s