我国铁路车辆的提速，要求进一步延长车辆用弹簧钢的疲劳寿命，提高弹簧的静挠度，以确保铁路运输的高效和安全。预计今后几年，国家将投入20多亿元对现有的铁路进行更新改造，弹簧钢需求量在5万t以上，并且要求弹簧在尺寸规格不变得情况下，设计应力能达到1100MPa，疲劳寿命由原来的100万次提高到200万次甚至300万次以上^[1]。
兴澄公司采用100t EBT+100t LF+100t VD+R12m大方坯连铸（300mm×320mm）工艺生产60Si2CrVAT铁路提速弹簧钢，已成功地批量生产出了疲劳寿命达300万次的铁路车辆用弹簧，其主要技术要求见表1。但还存在个别炉号性能不能完全达到铁标的要求，为此通过对其拉伸断口、化学成分进行了分析，并采用正交试验的方法找出了最佳的热处理制度。
表1为铁路提速用弹簧钢60Si2CrVAT与普通质量弹簧钢主要技术要求的对照。

表1 弹簧钢60Si2CrVAT和60Si2CrVA技术要求

1 生产60Si2CrVAT钢的主要工艺措施和冶金质量
兴澄特钢生产高强度弹簧钢60Si2CrVAT的主要工艺措施为：
（1） 采取有效措施控制钢中有害杂质元素（如铅、锌、砷、锑、铋及其他低熔点金属），强化脱磷和脱硫工艺操作，使硫、磷含量达到特优级钢标磷和脱硫工艺操作、使硫、磷含量达到特优级钢标准，采用真空脱气处理使弹簧钢氧含量达到10×10^-6以下。
（2） 优化成分并进行了微合金处理。降碳提锰，内控碳在中下限，锰、铬在中上限，以提高弹簧钢的韧性。同时采用计算机成分微调技术，保证了上述有效成分目标命中率。
（3） 采取了夹杂物控制技术：①采用LF精炼和VD真空脱气处理，使非金属夹杂物充分上浮；②选择专用的精炼渣和中间包保护渣充分吸附夹杂物；③采用夹杂物变性处理。
（4） 控制连铸坯的碳偏析：①控制钢水的过热度；②采用合适的二冷配水；③组合式电磁搅拌。
实施所制定的高纯净弹簧钢生产工艺后，取得了预期的冶金效果：成品钢材S+P含量＜200×10^-6，气体含量平均氧＜12×10^-6、氢＜1.2×10^-6，非金属夹杂物A、B类均≤1.5级，C、D类均≤1.0级。
对兴澄公司2年生产的60Si2CrVAT钢材的性能进行统计分析，小规格（Φ18mm以下）一次检验合格率达到了98.32％；而大规格（Φ18mm以上）一次检验合格率达到了91.87％。说明轧制规格（压缩比）对钢材的性能有一定的影响。
2 淬、回火试验工艺
六因素四水平的正交试验试样，取自Φ18mm的60Si2CrVAT棒材，共取10个炉号的试料。按GB/T2975-1988要求，加工成标准力学性能试样。10炉的元素化学成分含量差别很小，其平均值如表2所示。

表2 正交试验60Si2CrVAT弹簧钢化学成分平均值，10炉/％

根据GB/T1222-1984的规定，60Si2CrVAT的淬火温度范围为（850±20）℃，回火温度为（410±50）℃，但由于钢中含有微合金化元素V，其碳氮化物在900℃以下较难溶解^[2]，因此在试验时选取淬火温度870~910℃，保温60min，油淬，回火温度400~420℃，保温90min，水冷，试样为8mm的比例试样。
3 试验结果
其拉伸性能平均结果见表3。由表3可以得出：在相同的保温时间和淬火介质情况下，最佳的淬火温度为910℃，回火温度为410℃时，其钢材的塑性和抗拉强度最优化。

表3 淬回火温度对60Si2CrVAT弹簧钢机械性能的影响

试制的长寿命高性能弹簧钢经加工成K2、K4弹簧进行疲劳试验表明，达到了铁路提速车辆的500万次疲劳寿命要求。
4 结论
通过正式试验可以得出60Si2CrVAT最佳淬火温度为910℃，60min，由淬，回火温度为410℃，90min，水冷，其钢材的性能最优。