Cr-V系弹簧钢具有较好的淬透性，良好的抗脱碳和阻止奥氏体晶粒长大的能力，经过回火后具有较高的弹性极限、强度极限、疲劳性能以及良好的塑形和韧性。因此被广泛应用在飞机、汽车、铁路车辆、运输机械等部件上。其热处理工艺对弹簧钢的组织和综合力学性能有重要的影响。
利用25kg真空感应炉熔炼了实验用51CrV4钢，其化学成分(质量分数，%)为：0.53C，0.93Mn，1.04Cr，0.10V，0.23Si，0.009S，0.006P，0.0014O，0.0094N，余量为Fe。铸锭在1100℃保温2h后，锻造成Φ42mm的圆棒料(参照CRH3高速列车弹簧尺寸)。采用线切割截取尺寸为16mm×10mm×8mm的试样，用来研究不同热处理状态下的硬度变化规律。
材料在850℃保温1h油冷淬火后，分别进行如下实验：
(1)硬度随回火时间的变化规律研究：采用TH320全洛氏硬度仪测量不同回火时间下材料的硬度，测试试样分别在260、360、460和560℃下各回火10～240min(共设计9个时间)。
(2)硬度随回火温度的变化规律研究：采用TH320全洛氏硬度仪测量不同回火温度条件下材料的硬度值，试样在210～660℃下(共设计16个温度)分别回火30min。
回火温度一定时，硬度随回火时间的变化规律为：回火初期硬度快速下降，当回火时间达到30min以上时，硬度的变化逐渐趋于稳定；当回火时间一定时，淬火态钢的硬度随回火温度的升高而降低，310～660℃回火时的硬度下降速度较平缓。
冲击功随回火温度的升高可以分为三个阶段：310℃以下为第一阶段，冲击功基本不随回火温度的升高而发生大的波动；310～410℃为第二阶段，冲击功随回火温度的升高稍有提高；410℃以上为第三阶段，冲击功随回火温度的升高而线性增加。