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20Cr合金結構鋼

標準 GB/T 3077-1999 GB/T 17107

AISI 5120

JIS SCr435

GB 20Cr

DIN 20Cr4

供貨狀態及硬度：退火態，硬度≤179HBS

化學成分（質量分數）：

碳C：0.18～0.24

硅Si：0.17～0.37

錳Mn：0.50～0.80

鉻Cr：0.70～1.00

硫 S：允許殘余含量≤0.035

磷 P：允許殘余含量≤0.035

鎳 Ni：允許殘余含量≤0.030

銅 Cu：允許殘余含量≤0.030

力學性能：

試樣毛坯尺寸（mm）：15

熱處理：

次淬火加熱溫度（℃）：880；冷卻劑：水、油

第二次淬火加熱溫度（℃）：780～820；冷卻劑：水、油

回火加熱溫度（℃）：200；冷卻劑：水、空

抗拉強度（σb/MPa）：≥835

屈服點（σs/MPa）：≥540

斷后伸長率（δ5/）：≥10

斷面收縮率（ψ/）：≥40

沖擊吸收功（Aku2/J）：≥47

布氏硬度（HBS100/3000）（退火或高溫回火狀態）：≤179

交貨狀態：以熱處理（正火、退火或高溫回火）或不熱處理狀態交貨，交貨狀態應在合同中注明。

主要特性：

與15Cr鋼相比，有較高的強度及淬透性，在油中臨界淬透直徑達4 ～22mm，在水中臨界淬透直徑達11～40mm，但韌性較差，此鋼滲碳時仍有晶粒長大傾向，降溫直接淬火對沖擊韌性影響較大，所以滲碳后需二次淬火以提高零件心部韌性，無回火脆性；鋼的冷應變塑性高，可在冷狀態下拉絲；可切削性在高溫正火或調質狀態下良好，但退火后較差；20Cr為珠光體，焊接性較好，焊后一般不需熱處理，但厚度大于15mm的零件在焊前需預熱到100～150℃，焊后也可不進行回火熱處理。

材料加工：

該鋼淬火、低溫回火后具有良好的綜合力學性能，低溫沖擊韌性良好，回火脆性不明顯。滲碳時鋼的晶粒有長大趨勢，所以要求二次淬火，以提高心部韌性，不宜降溫淬火。當正火后硬度為170-217HB時，相對切屑加工性約為65，焊接性中等，焊前應預熱到100-150℃，冷變形時塑性中等。

為了提高模具型腔的 性，模具成型后需要進行滲碳處理，然后再進行淬火和低溫回火，從而 模具表面具有很高硬度、高 性而心部具有很好的韌性。對于使用壽命要求不很高的模具，也可以直接進行調質處理。國內也有不少應用低碳馬氏體剛強烈淬火制造冷作模具的實例。

該鋼模具零件工藝路線：下料-鍛造模胚-退火-機械粗加工-冷擠壓成型-再結晶退火-機械精加工-滲碳-淬火、回火-研磨拋光-裝配。

工藝規范：

正火規范：溫度920-950℃，硬度156-179HBS。

冷壓毛胚軟化處理規范：溫度700~720℃，保溫時間8~15h，以50~100℃/h的冷速，隨爐降至溫度≤550~600℃，出爐空冷。處理前硬度≤179HBS，軟化后硬度≤140HBS。

應用舉例：

這種鋼大多用于制造心部強度要求較高，表面承受磨損、截面在30mm以下的或形狀復雜而負荷不大的滲碳零件(油淬)，如：機床變速箱齒輪、齒輪軸、凸輪、蝸桿、活塞銷、爪形離合器等；對熱處理變形小和高 性的零件，滲碳后應進行高頻表面淬火，如模數小于3的齒輪、軸、花鍵軸等。此鋼也可在調質狀態下使用，用于制造工作速度較大并承受中等沖擊負荷的零件，這種鋼還可用作低碳馬氏體淬火用鋼，更進一步增加鋼的屈服強度和抗拉強度(約增加1.5～1.7倍)。