随着铌微合金化技术的发展,铌在弹簧钢中的作用逐渐为人们认识,铌微合金化对弹簧钢的各项性能以及微观组织都有着不可忽视的影响,对弹簧钢向着高强度、轻量化发展具有重要作用。本文以较常见的Si-Mn系弹簧钢60Si2Mn为主要研究对象,研究了铌对60Si2Mn钢的奥氏体晶粒尺寸、淬透性、脱碳敏感性、综合力学性能与微观组织的影响,探究了铌对60Si2Mn钢的强化机制的影响。对不同铌含量的60Si2Mn弹簧钢不同温度下的原始奥氏体晶粒长大规律与晶粒粗化温度进行了系统的研究。结果表明,铌元素的添加对60Si2Mn钢的晶粒长大有抑制作用,从而可细化奥氏体晶粒,但当铌含量从0.023%增加至0.04%时,铌对晶粒长大的抑制作用并不持续增加。与60Si2Mn钢相比,铌将钢的奥氏体晶粒粗化温度提高了约150℃。而对奥氏体的晶粒尺寸分布进行研究发现,铌还能有效改善60Si2Mn的奥氏体晶粒尺寸的均匀性。采用末端淬火实验,研究了铌对60Si2Mn钢淬透性的影响,并通过不同的奥氏体化温度研究了固溶铌含量对淬透性的影响。结果表明,当奥氏体化温度为860℃时,微量铌在一定程度上降低了60Si2Mn钢的淬透性,但随着奥氏体化温度的升高,低铌钢的淬透性逐渐恢复到不含铌钢的水平。采用金相法测量了不同铌含量的弹簧钢60Si2Mn的脱碳层深度,系统研究了铌及其含量对60Si2Mn弹簧钢表面脱碳敏感性的影响。研究结果表明,铌元素的添加可以有效降低60Si2Mn的脱碳敏感性,但脱碳层深度并不随铌含量的增加而持续减小。通过Thermo-Calc热力学、DICTRA动力学计算软件对不同温度下碳在奥氏体中的扩散系数进行了计算,考虑了铌及其他合金元素对碳的扩散影响。通过菲克第二定律获得了试验钢中脱碳层深度随温度的变化规律,并与实测值相吻合,为研究其他微合金元素对脱碳层的影响提供了一种更为有效的手段。对三组试验钢的轧态力学性能进行测试并对微观组织进行分析观察,结果表明,0.023%铌钢的轧态抗拉、屈服强度要高于对比钢,延伸率与冲击韧性也略有提高,而铌含量的进一步增加并不能使性能继续提高。此外,铌的微量添加可以使钢中先共析铁素体的含量显著增加,珠光体发生一定程度的离异,渗碳体的展弦比减小。此外,对比试验钢的硬度分布发现,添加微量铌可以提高60Si2Mn组织的均匀性。对试验钢淬火回火后力学性能与微观组织进行比较,并分析铌的影响机制,可以得出：随着回火温度的升高,钢的强度硬度降低、塑性提高。此外,0.023%的铌添加会少量提高钢的强度,较大的提高塑性,但当铌含量增加至0.04%时,钢的力学性能反而出现较大波动。随着回火温度的升高,马氏体板条弱化,碳化物形态改变。铌的添加可以使回火后的马氏体板条细化。对强化机理进行分析得出,微量铌添加对钢的强化主要来源于细晶强化与第二相强化,屈服强度提高约40MPa。经本文研究,弹簧钢60Si2Mn中添加铌的量控制在0.023%以内,得到的综合性能最佳。