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对于截面尺寸较大的弹簧,必须采用合金弹簧钢。合金弹簧钢碳含量在0.45-0.75％之间,加入的合金元素有Mn,Si,W,V,Mo等。它们的主要作用是淬透性和回火性,强化铁素体和细化晶粒,有效地改善弹簧钢的力学性能,其中Cr,W,Mo还能钢的高温强度。
在热状态下成型的弹簧(直径或厚度一般在10mm以上)在冷状态下成型的弹簧(直径或厚度一般在10mm以下)热成型弹簧的热处理工艺--用这种方法成型弹簧多数是将热成型和热处理结合在一起进行的,而螺旋弹簧则大多数是在热成型后再进行热处理。
这种弹簧钢的热处理方式是淬火+中温回火,热处理后组织为回火托氏体。这种组织的弹性极限和屈服极限高,并有一定的韧性。弹簧钢热处理冷成型弹簧的热处理工艺--对于用冷轧钢板、钢带或冷拉钢丝制成的弹簧,由于冷塑性变形使材料强化,己达到弹簧所要求的性能。
故弹簧成型后只需在250C左右范围内,保温30min左右的去应力处理,以消除冷成型弹簧的门应力,并使弹簧定型即可。耐热弹簧钢的热处理--内燃机的气阀弹簧是在较高温度下工作,有的还存在腐蚀性,因此必须选用特殊的弹簧钢和合适的热处理规范。
未来，随着汽车轻量化，发展高强度、优良抗弹减性能和抗疲劳性能的汽车悬架用弹簧钢是高端装备零部件自主配套能力、有效替代进口的必然趋势。所有弹簧产品中，气门弹簧对材料要求为严格，是高应力及异型截面气门弹簧对材料要求近乎苛刻。
例如，要求抗拉强度达到2000MPa；对氧化物、硫化物的夹杂物等级要求均达到0级；异型截面材料对曲率、长短轴等有特殊要求。目前，国外气门弹簧弹簧钢生产主要集中在、、瑞典，生产企业有铃木、三兴、住友、神钢钢线、KisWire、瑞典Garphyttan等，几乎垄断了全部异型截面和高应力气门弹簧钢市场。2000年以后，随着新型发动机的，对发动机的速度和轻量化、紧凑化的要求越来越高，因此开始采用2100-2200MPa的OT钢丝。在此情况下，不仅要合金成分，还要对现有制造工艺进行改进，低温弥散硬化成为必不可少的工艺。
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与、德国、美国生产的齿轮钢相比，齿轮钢存在的差距主要是：钢的牌 未形成系列化，产品标准落后；钢的淬透性带较宽，国外钢的淬透性带已经达到4HRC，而在6-8HRC左右，并且不够；钢的纯净度较低，从?。
此外，在轧制过程中如何保证疏松等低倍缺陷在很小且芯部范围内，也是未曾研究的领域，因为低倍组织缺陷会对零件后续加工以及热处理变形带来很多不利影响。目前，汽车用齿轮钢的主体钢种仍是20CrMnTi，该钢种通常采用气体渗碳工艺，由于渗碳中氧化性气体的存在，导致渗层中对氧亲和力较大的元素Si、Mn、Cr在晶界处发生氧化，形成晶界氧化层。
晶界氧化层的发生会导致渗层Si、Mn、Cr等合金元素固溶量下降，降低渗层的淬透性，从而降低渗层的硬度并导致非马氏体组织的产生，进而显著降低齿轮的疲劳性能。为解决这一问题可以采用两种：1）采用特殊的热处理工艺。
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