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。

真空渗碳可降低渗碳中的氧势，从而可以较为有效地减小渗碳层晶界氧化的发生程度；稀土渗碳工艺也可以降低晶界氧化程度，由于稀土优先在工件表面富集并择优沿钢的晶界扩散，而且与氧的亲合力远比Si、Mn、Cr高得多，它将优先与氧结合,阻碍氧原子继续向内扩散，从而有助于减轻非马氏体组织的产生。
  为解决这一问题可以采用两种：1）采用特殊的热处理工艺。2）通过合金设计，抗晶界氧化的齿轮钢。Ni、Mo具有很强的抗氧化能，Cr元素次之，Mn抗氧化能力弱，而Si的抗氧化能力弱（Si氧化倾向是Cr、Mn的10倍）。因此为减小晶界氧化并保证淬透性，在齿轮钢成分设计时，应适当降低易氧化元素的含量，是Si的含量，相应地难氧化元素Ni、Mo的含量。据报道，将Si、Mn、Cr分别控制在0.05%、0.35%、0.01%可以表面组织异常，而且即使在1000℃也很少有晶界氧化的发生