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近年来，中国已成为全球最大的汽车生产国家，汽车产量每年都在不断增长，作为汽车悬架弹簧生产原料的悬架弹簧钢拥有广阔的发展前景。但伴随着节能环保的要求，悬架弹簧钢逐渐向轻量化、高应力、高可靠度方向发展，对其性能有着越来越严格的要求，而大颗粒脆硬性夹杂物对弹簧钢的性能有严重的危害，是导致悬架弹簧钢疲劳断裂的一个重要原因。中国悬架弹簧钢的生产、研发水平还比较落后，国产原材料与进口材料相比质量存在明显的差距，弹簧钢夹杂物控制技术有待进一步改善。
本课题以高强度悬架弹簧钢55SiCr为研究对象，首先利用FactSage热力学软件计算了夹杂物的低熔点区、组元活度及钢液与夹杂物反应平衡时的等氧线、等铝线。对于CaO-SiO2-Al2O3-MgO(10％)四元系夹杂物，共有两个低熔点区，分别为钙斜长石、假硅灰石、磷石英附近的低熔点区以及铝酸钙附近的低熔点区，且前者面积远大于后者;55SiCr钢液和夹杂物反应平衡时，钙斜长石附近低熔点区域内氧含量范围为0.0015％～0.0085％，铝含量范围为0.00001％～0.0040％。
实验研究了两种冶炼条件下55SiCr弹簧钢中夹杂物的变化情况:硅脱氧配合低碱度（R=0.5、0.8、1.0、1.2）精炼渣冶炼;铝脱氧配合高碱度(R=5.0、8.0、11.0)精炼渣冶炼。
研究精炼渣对弹簧钢夹杂物的影响之前，首先探究了精炼渣的熔化特性，进行了熔点实验。硅脱氧配合低碱度精炼渣冶炼的实验中，当精炼渣碱度为0.8时，随着渣中Al2O3的含量不断增加，精炼渣的熔点越来越低;当精炼渣中Al2O3含量为5.0％时，随着精炼渣碱度的增加，精炼渣的熔点不断增加。铝脱氧配合高碱度精炼渣冶炼的实验中，当精炼渣碱度逐渐增加时，精炼渣的熔点越来越低。
经研究发现，两种冶炼条件下，精炼渣对55SiCr弹簧钢中夹杂物的影响有所不同。硅脱氧配合低碱度(R=0.5、0.8、1.0、1.2)精炼渣冶炼的实验中，各组实验钢中的夹杂物的类型相似，主要为CaO-SiO2-Al2O3-MgO四元系复合夹杂，还有部分MnS、SiO2夹杂，少量的SiO2-Al2O3-MgO-MnO、VN夹杂，另有极少的复合夹杂物中包含VC夹杂。当保持精炼渣碱度不变而Al2O3含量逐渐增加时，复合夹杂物中的Al2O3含量有增加的趋势，5μm以上的夹杂物明显减少，夹杂物尺寸集中在2～5μm。当保持精炼渣中Al2O3含量不变，精炼渣碱度从0.5增加到1.2时，复合夹杂物中CaO含量有增加的趋势，同时夹杂物的尺寸有增大的趋势，5μm以上的大尺寸夹杂物数量明显增多。
铝脱氧配合高碱度(R=5.0、8.0、11.0)的精炼渣冶炼的实验中，各组实验钢中夹杂物的类型也相似。钢中生成的夹杂物主要为镁铝尖晶石，部分为MnS夹杂，另有一些外部包裹MnS的镁铝尖晶石复合夹杂。夹杂物的尺寸明显比低碱度精炼渣冶炼的钢中夹杂物要小，2～5μm范围内的夹杂物明显增多，5μm以上的夹杂物随着精炼渣碱度的增加而减少。
最后，研究了夹杂物对弹簧钢的力学性能影响。研究发现，实验室条件下，夹杂物对洛氏硬度几乎没有影响。硅脱氧配合低碱度精炼渣冶炼的弹簧钢中，当保持精炼渣碱度不变时，随着精炼渣中Al2O3含量的增加，钢的抗拉强度逐渐增大，塑性逐渐变差;当精炼渣中Al2O3含量保持不变时，随着精炼渣碱度的增加，钢的抗拉强度逐渐减小，但塑性变好。铝脱氧配合高碱度精炼渣冶炼的弹簧钢中，抗拉强度明显高于低碱渣冶炼的弹簧钢，但塑性较差。
比较而言，两种冶炼工艺都是可行的。铝脱氧配合高碱度精炼渣工艺当中，要注意控制钢中夹杂物的尺寸和分布。硅脱氧配合低碱度精炼渣工艺当中，综合考虑各个方面因素，当Al2O3=5.0％，碱度R=0.8～1.0时，精炼渣的精炼效果最好。
本课题以高强度悬架弹簧钢55SiCr为研究对象，首先利用FactSage热力学软件计算了夹杂物的低熔点区、组元活度及钢液与夹杂物反应平衡时的等氧线、等铝线。对于CaO-SiO2-Al2O3-MgO(10％)四元系夹杂物，共有两个低熔点区，分别为钙斜长石、假硅灰石、磷石英附近的低熔点区以及铝酸钙附近的低熔点区，且前者面积远大于后者;55SiCr钢液和夹杂物反应平衡时，钙斜长石附近低熔点区域内氧含量范围为0.0015％～0.0085％，铝含量范围为0.00001％～0.0040％。
实验研究了两种冶炼条件下55SiCr弹簧钢中夹杂物的变化情况:硅脱氧配合低碱度（R=0.5、0.8、1.0、1.2）精炼渣冶炼;铝脱氧配合高碱度(R=5.0、8.0、11.0)精炼渣冶炼。
研究精炼渣对弹簧钢夹杂物的影响之前，首先探究了精炼渣的熔化特性，进行了熔点实验。硅脱氧配合低碱度精炼渣冶炼的实验中，当精炼渣碱度为0.8时，随着渣中Al2O3的含量不断增加，精炼渣的熔点越来越低;当精炼渣中Al2O3含量为5.0％时，随着精炼渣碱度的增加，精炼渣的熔点不断增加。铝脱氧配合高碱度精炼渣冶炼的实验中，当精炼渣碱度逐渐增加时，精炼渣的熔点越来越低。
经研究发现，两种冶炼条件下，精炼渣对55SiCr弹簧钢中夹杂物的影响有所不同。硅脱氧配合低碱度(R=0.5、0.8、1.0、1.2)精炼渣冶炼的实验中，各组实验钢中的夹杂物的类型相似，主要为CaO-SiO2-Al2O3-MgO四元系复合夹杂，还有部分MnS、SiO2夹杂，少量的SiO2-Al2O3-MgO-MnO、VN夹杂，另有极少的复合夹杂物中包含VC夹杂。当保持精炼渣碱度不变而Al2O3含量逐渐增加时，复合夹杂物中的Al2O3含量有增加的趋势，5μm以上的夹杂物明显减少，夹杂物尺寸集中在2～5μm。当保持精炼渣中Al2O3含量不变，精炼渣碱度从0.5增加到1.2时，复合夹杂物中CaO含量有增加的趋势，同时夹杂物的尺寸有增大的趋势，5μm以上的大尺寸夹杂物数量明显增多。
铝脱氧配合高碱度(R=5.0、8.0、11.0)的精炼渣冶炼的实验中，各组实验钢中夹杂物的类型也相似。钢中生成的夹杂物主要为镁铝尖晶石，部分为MnS夹杂，另有一些外部包裹MnS的镁铝尖晶石复合夹杂。夹杂物的尺寸明显比低碱度精炼渣冶炼的钢中夹杂物要小，2～5μm范围内的夹杂物明显增多，5μm以上的夹杂物随着精炼渣碱度的增加而减少。
最后，研究了夹杂物对弹簧钢的力学性能影响。研究发现，实验室条件下，夹杂物对洛氏硬度几乎没有影响。硅脱氧配合低碱度精炼渣冶炼的弹簧钢中，当保持精炼渣碱度不变时，随着精炼渣中Al2O3含量的增加，钢的抗拉强度逐渐增大，塑性逐渐变差;当精炼渣中Al2O3含量保持不变时，随着精炼渣碱度的增加，钢的抗拉强度逐渐减小，但塑性变好。铝脱氧配合高碱度精炼渣冶炼的弹簧钢中，抗拉强度明显高于低碱渣冶炼的弹簧钢，但塑性较差。
比较而言，两种冶炼工艺都是可行的。铝脱氧配合高碱度精炼渣工艺当中，要注意控制钢中夹杂物的尺寸和分布。硅脱氧配合低碱度精炼渣工艺当中，综合考虑各个方面因素，当Al2O3=5.0％，碱度R=0.8～1.0时，精炼渣的精炼效果最好。