20Cr合金結構鋼

20Cr鋼滲碳鋼是我國目前產量最大的幾種合金結構鋼之一，用途非常廣泛。硬度較高，韌性比15CrA差。該鋼具有較好的淬透性、中等的強度和韌性。油淬到半馬氏體硬度的淬透性為直徑20-23mm，20Cr鋼經滲碳淬火表面強化處理后，在模具表面會獲得細針狀回火馬氏體，硬度為58-62HRC;心部獲得低碳馬氏體組織，硬度35-40HRC,基體強韌性高，可滿足冷作模具高硬度、高強度、高韌性和適當耐蝕性的使用性能要求。正火可促進組織球化，細化大塊狀先共析鐵素體，改進毛坯的可加工性。

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。

20Cr合金結構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)。

應用舉例：

1、冷擠壓沖頭、重載冷鐓沖頭、厚度為10-25mm的中厚鋼板沖孔頭以及直徑＜5-6mm的小沖頭。

2、汽車軟管鋅合金接頭八角模沖頭，要求硬度為58-62HRC.原采用Cr12MoV鋼制作的模具使用壽命很短，往往不到0.2萬件就斷裂；把沖頭材料換成20Cr鋼并經過滲碳淬火處理后，滲層深度達1.0-1.2mm,硬度為60-62HRC,使用壽命提高到3萬件。

3、經滲碳+淬火+回火處理的方接頭打方模，使用壽命可達8萬件，解決了原來使用Cr12MoVg鋼使用壽命較低的問題。

4、經低碳馬氏體淬火處理后，得到強韌性較高的低碳馬氏體組織，可代替中碳鋼調質處理或低碳鋼滲碳、滲氮處理，適于制作各種塑料模具，可顯著縮短模具制作周期，降低制作成本，提高使用壽命。

5、20Cr鋼也是典型的滲碳鋼，可用于制作塑料模具。用于中小模具精度要求不高，受力不大，生產批量小的模具，用于受磨損較大，受載荷較大，生產批量較大的塑料模具。

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。

熱處理工藝

熱加工規范：加熱溫度1220℃，開始溫度1200℃，終止溫度≥800℃，堆冷。
退火規范：退火溫度860-890℃，保溫一定時間，爐冷，硬度≤179HBW
正火規范：正火溫度870-900℃，空冷，硬度≤217HBW
高溫回火規范：回火溫度700-720℃，保溫一定時間，爐冷，硬度≤179HBW
一次淬火、回火規范，淬火溫度860-880℃，油或水冷，回火溫度240-330℃，油或水冷，硬度≤250HBW。

二次淬火規范：淬火溫度780-820℃，油或水冷。