低碳合金鋼20Cr

　　20Cr是一種鋼的牌號, 為低淬透性滲碳鋼。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。

　　基本信息

　　AISI 5120

　　JIS SCr420

　　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≤0.30

　　銅 Cu：允許殘余含量≤0.30

　　鉬 Mo：允許殘余含量≤0.15

　　力學性能

　　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。

　　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耐磨性，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耐磨性的零件，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)。

　　計算公式

　　扁鋼:每米重量(公斤)=0.00785×厚度×邊寬

　　管材:每米重量(公斤)=0.02466×壁厚×(外徑-壁厚)

　　棒材：直徑*直徑*長度*0.00623=kg/米(每米的重量)

　　板材：長*寬*高*0.00785=kg/米(每米的重量)