2024年5月21日发(作者：年春)
油淬火-回火钢丝产品介绍
徐效谦
（东北特钢集团大连特殊钢丝有限公司）
摘 要：本文简要介绍了油淬火-回火钢丝的特性，现行产品标准、产品发展方向；以及产品生产流程和工艺控制
要点，为用户合理选用该类钢丝牌号，订购优质产品提供了有用信息。
关键词：油淬火-回火处理，预硬化处理，多次回火，在线探伤。
Introduction of Oil-hardening-tempering Steel Wire Products
Xu Xiaoqian
（Dalian Special Steel Wire Company of Dongbei Special Steel Group）
Abstract This paper provides a brief introduction on the feature of oil-hardening-tempering steel wire, standards of
existing product and trends of product development; and the key points of manufacturing process and process control. It offers
helpful information for customers to select the grade of this kind steel wire reasonably and order high-quality goods.
Material Index oil-hardening-tempering treatment， pre-hardening， multiple tempering， flaw detection online
特殊钢丝中有一部分产品最终需要在淬火-
回火状态下使用，传统的做法是金属制品厂提供
冷拉或退火状态的钢丝，下游企业将钢丝制成相
应零部件或元件，再进行淬火＋回火处理，强韧
性达到预定要求后交付使用。因为零部件或元件
的尺寸、形状千变万化，带来最终热处理炉千差
万别，势必造成生产成本增加，热处理性能波动
加大。现在逐步演变成：将形状不复杂、加工成
形方便的零部件或元件用钢丝的淬火＋回火处
理转移到金属制品厂进行，由此形成了一个新品
种——淬火-回火钢丝。
1 概况
油淬火-回火处理：指将拉拔到成品尺寸的钢
丝，在连续炉中进行淬火和回火处理：展开的钢
丝首先在连续炉中加热到完全奥氏体化温度，然
后通过油槽淬火获得马氏体组织，再通过连续回
火，获得预期的强韧性。油淬火-回火钢丝平直度
好，力学性能的均匀性，制成零部件或元件后只
需进行低温消除应力处理即可直接使用。
油淬火-回火热处理炉由张力放线装置、加热
炉、油淬火槽、回火炉和收线机5个部分组成。
常用于碳素弹簧钢丝、合金弹簧钢丝、弹性针布
钢丝、合金结构钢丝和马氏体不锈钢丝等成品热
处理，热处理后钢丝的显微组织通常为回火马氏
体、回火托氏体或回火索氏体，具有很高的强度
1
（硬度）、适宜的韧性和良好的挺直性能。
预硬化处理：是一种特殊的油淬火-回火处
理，指钢丝拉拔到成品尺寸后进行油淬火处理，
然后根据牌号及使用情况，再进行一次或多次高
温回火处理，使钢丝的硬度或抗拉强度达到相应
级别的要求。常用于冷作模具钢丝、热作模具钢
丝和塑料模具钢丝等成品热处理。因为此类钢丝
碳和合金元素含量较高，油淬火-回火时必须采用
一些特殊的工艺措施：
①为保证碳和合金元素充分溶解，必须提高
奥氏体化加热温度（有的高达1 150℃），延长保
温时间；
②淬火后钢丝中残留奥氏体含量大，为促使
残奥分解确保钢丝达到预定硬度，必须选用多次
回火的方法，回火保温时间比一般回火要延长数
倍到数百倍。
③一般淬火-回火处理时，回火的目的是：
促进马氏体转变成回火马氏体、回火托氏体、回
火索氏体或珠光体，回火后钢丝的韧性和塑性显
著提高，但抗拉强度和硬度必然有不同幅度的下
降。预硬化处理时，回火同样有促使组织转变的
目的，但同时还具有沉淀硬化效应和析出韧性相
的功能。沉淀硬化效应指钢中Fe、Mn和合金元
素（Cr、Ni、Mo、W、V、Ti、Al等）的碳化物、
氮化物或金属间化合物（γ＇相、γ＇＇相和β相等）
沉淀析出，使钢的强度和硬度显著提高；析出韧
性相指促使钢中残余奥氏体分解成二次马氏体，
二次马氏体在二次或多次回火过程进一步转变
为逆转奥氏体。最新研究成果表明：逆转奥氏体
是高强度钢中最有效的韧化相，可以做到使钢的
韧性和塑性显著提高的同时，强度和硬度无明显
2
下降，甚至有所提高。
特殊的工艺要求决定了预硬化处理的设备
与一般（弹簧钢丝）油淬火-回火设备有很大不同：
弹簧钢丝通常选用连续炉进行油淬火-回火处理，
淬火炉最高使用温度900℃，回火炉最高使用温
度600℃，炉长相对较短。硬化处理的淬火和一
次回火通常也选用连续炉，但炉子的最高使用温
度和炉长均有大幅度的提高。我公司利用整体搬
迁改造的机会，新上一台具有世界先进水平的预
硬化处理炉，淬火炉最高使用温度1 150℃、有
效加热区长度22 m；回火炉最高使用温度700℃、
有效加热区长度30 m。此外，收放线系统可对钢
丝施加一定的、可调整的预张力，以改善钢丝的
蠕变和抗应力松弛性能。
一般说来，预硬化处理炉可以用于油淬火-
回火处理，但油淬火-回火炉无法用于预硬化处
理。更大的不同是：预硬化处理通常需进行的2
次或2次以上的回火，回火保温时间以小时计算，
无法在连续炉中完成，需在气体保护退火炉中进
行，生产厂可配置不同规格的气体保护退火炉，
3
为该类钢丝的研制和开发奠定基础。
2 油淬火-回火弹簧钢丝
油淬火-回火弹簧钢丝金相组织为均匀的回
火马氏体或回火索氏体，各向同性；在抗拉强度
相同条件下，比冷拉钢丝具有更高的弹性极限，
有良好的弹直性能，抗应力松弛性能和抗蠕变性
能优于冷拉钢丝；如要保证松弛率≤6.0%，冷拉
碳素钢丝的最高工作温度为120℃，油淬火-回火
碳素钢丝的最高工作温度为150℃，油淬火-回火
合金钢丝50CrV的最高工作温度为200℃，
55CrSi和60Si2MnA的最高工作温度为250℃，
65Si2MnWA的最高工作温度为350℃。使用油淬
火-回火钢丝绕制的弹簧，经消除应力回火后直接
使用，简化了弹簧厂的生产工艺流程、降低生产
成本；与原绕制后再淬火-回火的弹簧相比，弹簧
表面脱碳与力学性能均匀性有了根本性改善，疲
劳寿命有了数十倍的提高。目前日本的合金弹簧
钢丝已完全改为以淬火-回火状态交货。我国近年
来中大规格油淬火-回火钢丝正在逐步取代冷拉
钢丝。油淬火-回火钢丝的缺点是热处理不当时表
面氧化、脱碳较重，影响疲劳寿命；钢丝的氢脆
1
敏感性强，抗应力腐蚀性稍差。
我国现行标准GB/T 18983-2003《油淬火-回
火弹簧钢丝》是参照ISO/FDIS 8458-3起草的，
自2003年实施之日起，代替YB/T 5008（原GB
2271）《阀门用油淬火-回火铬钒合金弹簧钢丝》、
YB/T 5102（原GB/T 4359-85）《阀门油淬火-回
火碳素弹簧钢丝》、YB/T 5103（原GB/T 4360-85）
《油淬火-回火碳素弹簧钢丝》、YB/T 5104（原
GB/T 4361-85）《油淬火-回火硅锰弹簧钢丝》、
YB/T 5105（原GB/T 5362-85）《阀门用油淬火-
回火铬硅合金弹簧钢丝》。目前世界最先进的标
准是欧洲标准化委员会2011年10月发布，2012
年4月正式实施的新标准：EN 10270-2:2011（E）
《机械用弹簧钢丝—第2部分：油淬火-回火弹簧
4
钢丝》。油淬火-回火弹簧钢丝常用牌号及化学
成分见表1。
表1 钢丝的化学成分（熔炼分析），质量分数%
Table 1 Chemical component of steel wire（heat analysis）and mass fraction%
牌 号
FDC
（60～75Mn）
TDC ，VDC
（60～75Mn）
50CrVA
（FDCrV-A，
TDCrV-A）
VDCrV-A
（50CrVA）
C
0.60～
0.75
0.60～
0.75
0.47～
0.55
0.47～
0.55
Si
0.10～
0.35
0.10～
0.35
0.10～
0.40
0.10～
0.40
Mn
0.50～
1.20
0.50～
1.20
0.60～
1.20
0.60～
1.20
Cr
-
-
0.80～
1.10
0.80～
1.10
V
-
-
0.15～
0.20
0.15～
0.25
P
≤0.030
≤0.020
S
≤0.030
≤0.025
其他元素
Cu≤0.20
Cu≤0.12
标准
GB/T 18983
-2003
GB/T 18983
-2003
GB/T 18983
-2003
GB/T 18983
-2003
≤0.030 ≤0.030 Cu≤0.20
≤0.025 ≤0.025 Cu≤0.12
2024年5月21日发(作者：年春)
油淬火-回火钢丝产品介绍
徐效谦
（东北特钢集团大连特殊钢丝有限公司）
摘 要：本文简要介绍了油淬火-回火钢丝的特性，现行产品标准、产品发展方向；以及产品生产流程和工艺控制
要点，为用户合理选用该类钢丝牌号，订购优质产品提供了有用信息。
关键词：油淬火-回火处理，预硬化处理，多次回火，在线探伤。
Introduction of Oil-hardening-tempering Steel Wire Products
Xu Xiaoqian
（Dalian Special Steel Wire Company of Dongbei Special Steel Group）
Abstract This paper provides a brief introduction on the feature of oil-hardening-tempering steel wire, standards of
existing product and trends of product development; and the key points of manufacturing process and process control. It offers
helpful information for customers to select the grade of this kind steel wire reasonably and order high-quality goods.
Material Index oil-hardening-tempering treatment， pre-hardening， multiple tempering， flaw detection online
特殊钢丝中有一部分产品最终需要在淬火-
回火状态下使用，传统的做法是金属制品厂提供
冷拉或退火状态的钢丝，下游企业将钢丝制成相
应零部件或元件，再进行淬火＋回火处理，强韧
性达到预定要求后交付使用。因为零部件或元件
的尺寸、形状千变万化，带来最终热处理炉千差
万别，势必造成生产成本增加，热处理性能波动
加大。现在逐步演变成：将形状不复杂、加工成
形方便的零部件或元件用钢丝的淬火＋回火处
理转移到金属制品厂进行，由此形成了一个新品
种——淬火-回火钢丝。
1 概况
油淬火-回火处理：指将拉拔到成品尺寸的钢
丝，在连续炉中进行淬火和回火处理：展开的钢
丝首先在连续炉中加热到完全奥氏体化温度，然
后通过油槽淬火获得马氏体组织，再通过连续回
火，获得预期的强韧性。油淬火-回火钢丝平直度
好，力学性能的均匀性，制成零部件或元件后只
需进行低温消除应力处理即可直接使用。
油淬火-回火热处理炉由张力放线装置、加热
炉、油淬火槽、回火炉和收线机5个部分组成。
常用于碳素弹簧钢丝、合金弹簧钢丝、弹性针布
钢丝、合金结构钢丝和马氏体不锈钢丝等成品热
处理，热处理后钢丝的显微组织通常为回火马氏
体、回火托氏体或回火索氏体，具有很高的强度
1
（硬度）、适宜的韧性和良好的挺直性能。
预硬化处理：是一种特殊的油淬火-回火处
理，指钢丝拉拔到成品尺寸后进行油淬火处理，
然后根据牌号及使用情况，再进行一次或多次高
温回火处理，使钢丝的硬度或抗拉强度达到相应
级别的要求。常用于冷作模具钢丝、热作模具钢
丝和塑料模具钢丝等成品热处理。因为此类钢丝
碳和合金元素含量较高，油淬火-回火时必须采用
一些特殊的工艺措施：
①为保证碳和合金元素充分溶解，必须提高
奥氏体化加热温度（有的高达1 150℃），延长保
温时间；
②淬火后钢丝中残留奥氏体含量大，为促使
残奥分解确保钢丝达到预定硬度，必须选用多次
回火的方法，回火保温时间比一般回火要延长数
倍到数百倍。
③一般淬火-回火处理时，回火的目的是：
促进马氏体转变成回火马氏体、回火托氏体、回
火索氏体或珠光体，回火后钢丝的韧性和塑性显
著提高，但抗拉强度和硬度必然有不同幅度的下
降。预硬化处理时，回火同样有促使组织转变的
目的，但同时还具有沉淀硬化效应和析出韧性相
的功能。沉淀硬化效应指钢中Fe、Mn和合金元
素（Cr、Ni、Mo、W、V、Ti、Al等）的碳化物、
氮化物或金属间化合物（γ＇相、γ＇＇相和β相等）
沉淀析出，使钢的强度和硬度显著提高；析出韧
性相指促使钢中残余奥氏体分解成二次马氏体，
二次马氏体在二次或多次回火过程进一步转变
为逆转奥氏体。最新研究成果表明：逆转奥氏体
是高强度钢中最有效的韧化相，可以做到使钢的
韧性和塑性显著提高的同时，强度和硬度无明显
2
下降，甚至有所提高。
特殊的工艺要求决定了预硬化处理的设备
与一般（弹簧钢丝）油淬火-回火设备有很大不同：
弹簧钢丝通常选用连续炉进行油淬火-回火处理，
淬火炉最高使用温度900℃，回火炉最高使用温
度600℃，炉长相对较短。硬化处理的淬火和一
次回火通常也选用连续炉，但炉子的最高使用温
度和炉长均有大幅度的提高。我公司利用整体搬
迁改造的机会，新上一台具有世界先进水平的预
硬化处理炉，淬火炉最高使用温度1 150℃、有
效加热区长度22 m；回火炉最高使用温度700℃、
有效加热区长度30 m。此外，收放线系统可对钢
丝施加一定的、可调整的预张力，以改善钢丝的
蠕变和抗应力松弛性能。
一般说来，预硬化处理炉可以用于油淬火-
回火处理，但油淬火-回火炉无法用于预硬化处
理。更大的不同是：预硬化处理通常需进行的2
次或2次以上的回火，回火保温时间以小时计算，
无法在连续炉中完成，需在气体保护退火炉中进
行，生产厂可配置不同规格的气体保护退火炉，
3
为该类钢丝的研制和开发奠定基础。
2 油淬火-回火弹簧钢丝
油淬火-回火弹簧钢丝金相组织为均匀的回
火马氏体或回火索氏体，各向同性；在抗拉强度
相同条件下，比冷拉钢丝具有更高的弹性极限，
有良好的弹直性能，抗应力松弛性能和抗蠕变性
能优于冷拉钢丝；如要保证松弛率≤6.0%，冷拉
碳素钢丝的最高工作温度为120℃，油淬火-回火
碳素钢丝的最高工作温度为150℃，油淬火-回火
合金钢丝50CrV的最高工作温度为200℃，
55CrSi和60Si2MnA的最高工作温度为250℃，
65Si2MnWA的最高工作温度为350℃。使用油淬
火-回火钢丝绕制的弹簧，经消除应力回火后直接
使用，简化了弹簧厂的生产工艺流程、降低生产
成本；与原绕制后再淬火-回火的弹簧相比，弹簧
表面脱碳与力学性能均匀性有了根本性改善，疲
劳寿命有了数十倍的提高。目前日本的合金弹簧
钢丝已完全改为以淬火-回火状态交货。我国近年
来中大规格油淬火-回火钢丝正在逐步取代冷拉
钢丝。油淬火-回火钢丝的缺点是热处理不当时表
面氧化、脱碳较重，影响疲劳寿命；钢丝的氢脆
1
敏感性强，抗应力腐蚀性稍差。
我国现行标准GB/T 18983-2003《油淬火-回
火弹簧钢丝》是参照ISO/FDIS 8458-3起草的，
自2003年实施之日起，代替YB/T 5008（原GB
2271）《阀门用油淬火-回火铬钒合金弹簧钢丝》、
YB/T 5102（原GB/T 4359-85）《阀门油淬火-回
火碳素弹簧钢丝》、YB/T 5103（原GB/T 4360-85）
《油淬火-回火碳素弹簧钢丝》、YB/T 5104（原
GB/T 4361-85）《油淬火-回火硅锰弹簧钢丝》、
YB/T 5105（原GB/T 5362-85）《阀门用油淬火-
回火铬硅合金弹簧钢丝》。目前世界最先进的标
准是欧洲标准化委员会2011年10月发布，2012
年4月正式实施的新标准：EN 10270-2:2011（E）
《机械用弹簧钢丝—第2部分：油淬火-回火弹簧
4
钢丝》。油淬火-回火弹簧钢丝常用牌号及化学
成分见表1。
表1 钢丝的化学成分（熔炼分析），质量分数%
Table 1 Chemical component of steel wire（heat analysis）and mass fraction%
牌 号
FDC
（60～75Mn）
TDC ，VDC
（60～75Mn）
50CrVA
（FDCrV-A，
TDCrV-A）
VDCrV-A
（50CrVA）
C
0.60～
0.75
0.60～
0.75
0.47～
0.55
0.47～
0.55
Si
0.10～
0.35
0.10～
0.35
0.10～
0.40
0.10～
0.40
Mn
0.50～
1.20
0.50～
1.20
0.60～
1.20
0.60～
1.20
Cr
-
-
0.80～
1.10
0.80～
1.10
V
-
-
0.15～
0.20
0.15～
0.25
P
≤0.030
≤0.020
S
≤0.030
≤0.025
其他元素
Cu≤0.20
Cu≤0.12
标准
GB/T 18983
-2003
GB/T 18983
-2003
GB/T 18983
-2003
GB/T 18983
-2003
≤0.030 ≤0.030 Cu≤0.20
≤0.025 ≤0.025 Cu≤0.12