轻量化、低碳化和降低成本是目前汽车行业的方向发展,作为商用车的主要零部件少片变截面钢板弹簧成为钢板弹簧发展的新技术,与多片簧相比,少片变截面钢板弹簧可降低自重35%左右,同时减少了片与片之间的摩擦磨损,提高了可靠性。国外少片簧的疲劳寿命可以达到90万次以上。国内汽车变截面少片钢板弹簧由于缺乏材料的基础性能试验数据,生产工艺控制不稳定,而且寿命的离散度比较大。通过对标分析国内外少片簧的材料和工艺,国内钢板弹簧的材料和工艺与国外技术相比存在以下几点差异:钢材冶炼质量、板簧晶粒尺寸控制、热处理后组织及硬度均匀度、表面脱碳质量、喷丸强化效果等。通过研究50CrMnVA实验材料的奥氏体转变和连续冷却组织转变特性,并与对比钢50CrMnMoVNb进行了对比,得到了两种材料的奥氏体转变、珠光体转变、贝氏体转变、马氏体转变的动力学方程,绘制了两种材料的CCT曲线。根据上述研究的数据制定了两种材料的热处理工艺制度,并通过各种试验对比研究优化后的50CrMnVA和传统弹簧钢50CrMnMoVNb材料的各项性能,包括材料的晶粒长大倾向、力学性能、断裂韧性、旋转弯曲疲劳等性能。试验表明:优化后的50CrMnVA材料在合理的热处理工艺条件下具有优良的综合性能,50CrMnVA材料的各项性能均优于50CrMnMoVNb,同时大幅降低成本。优化少片簧的轧制成型试验、热处理试验、喷丸强化试验等工艺参数,最终确定了少片簧材料50CrMnVA和50CrMnMoVNb的最佳轧制工艺和热处理工艺。通过钢板弹簧表面强化工艺优化试验,疲劳试验结果表明:当喷丸预应力提高到弹簧钢屈服强度时表面残余压应力达到650MPa以上,少片簧的疲劳寿命大幅提高。最终对新材料新工艺生产的变截面少片簧进行了台架疲劳试验验证。试验表明:本文采用的新材料和新工艺能够大幅度提高钢板弹簧的疲劳寿命和质量稳定性,满足了新一代商用车的使用要求。