20Cr材質(zhì)鋼屬于低淬透性滲碳鋼。統(tǒng)一數(shù)字代號(hào)：A20202

各國(guó)標(biāo)準(zhǔn)

GB/T 3077-1999 GB/T17107
AISI 5120
JIS SCr435
GB 20Cr
DIN 20Cr4
供貨狀態(tài)及硬度：退火態(tài)，硬度≤179HBS

化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）（%）

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(xué)性能

試樣毛坯尺寸（mm）：15
熱處理：
第一次淬火加熱溫度（℃）：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(qiáng)度（σb/MPa）：≥835
屈服點(diǎn)（σs/MPa）：≥540
斷后伸長(zhǎng)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(tài)）：≤179[4]
交貨狀態(tài)：以熱處理（正火、退火或高溫回火）或不熱處理狀態(tài)交貨，交貨狀態(tài)應(yīng)注明。

主要特征

    與15Cr鋼相比，有較高的強(qiáng)度及淬透性，在油中臨界淬透直徑達(dá)4 ～22mm，在水中臨界淬透直徑達(dá)11～40mm，但韌性較差，此鋼滲碳時(shí)仍有晶粒長(zhǎng)大傾向，降溫直接淬火對(duì)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(wú)回火脆性；鋼的冷應(yīng)變塑性高，可在冷狀態(tài)下拉絲；可切削性在高溫正火或調(diào)質(zhì)狀態(tài)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(yù)熱到100～150℃，焊后也可不進(jìn)行回火熱處理。

加工工藝
    材料加工

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

    為了提高模具型腔的耐磨性，模具成型后需要進(jìn)行滲碳處理，然后再進(jìn)行淬火和低溫回火，從而保證模具表面具有很高硬度、高耐磨性而心部具有很好的韌性。對(duì)于使用壽命要求不很高的模具，也可以直接進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。國(guó)內(nèi)也有不少應(yīng)用低碳馬氏體剛強(qiáng)烈淬火制造冷作模具的實(shí)例。

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

    工藝規(guī)范

    正火規(guī)范:溫度920-950℃，硬度156-179HBS。

    冷壓毛胚軟化處理規(guī)范：溫度700~720℃，保溫時(shí)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(yīng)用舉例

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