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作为一种高性能合金弹簧钢，60Si2Cr钢广泛用于汽车制造、铁路机械等领域的板簧、卷簧、螺旋弹簧等重要零部件。采用传统的处理工艺（即淬火加中温回火处理）后弹簧钢仍存在强度较低、韧性较差等问题，因而难以满足愈加苛刻的实际工况需要。为了进一步提高60Si2Cr弹簧钢的综合力学性能，本文提出气体渗氮结合低温贝氏体化处理新工艺，利用元素Si对碳化物析出的抑制作用，获得相当数量的含氮低温贝氏体，从而提高60Si2Cr弹簧钢整体的塑韧性，取得如下主要研究结果： 分别采用了低温气体渗氮和固溶渗氮两种方式，结合低温贝氏体化工艺对60Si2Cr钢进行了处理获得了足够数量的含氮低温贝氏体，对比分析了这两种渗氮方式对实验钢低温贝氏体组织转变及力学性能的影响。 讨论了在低温快速气体渗氮工艺中介质压力对渗氮后60Si2Cr弹簧钢性能的影响机制，最终确定在520℃、加压0.4MPa及氮化7h条件下渗氮能得到最大渗层厚度（约200μm）和最佳力学性能，表层硬度可以达到600HV，极大提高了60Si2Cr弹簧钢力学性能。 采用膨胀法确定了60Si2Cr钢低温贝氏体转变温度为265℃-275℃，发现将低温快速气体渗氮与低温贝氏体处理工艺结合处理后，该钢的塑韧性较传统工艺提高了26%-50%，对于改善60Si2Cr钢的生产工艺有深远意义。其中，经过渗氮与低温贝氏体工艺结合处理后，维氏硬度高于工业用钢30HV-60HV，冲击韧性提高了15%，延伸率提高了50%以上，强塑积提高了将近一倍，可以看出，将气体渗氮与低温贝氏体化处理工艺相结合，极大地提高了60Si2Cr弹簧钢综合力学性能。 固溶渗氮可以达到低温气体渗氮10倍以上的渗层厚度，固溶渗氮结合低温贝氏体化处理工艺可以大幅提高60Si2Cr钢的塑性，但是长时间高温保温带来的脱碳也会不可避免的导致硬度和强度降低。