20Cr滲碳鋼應用指南
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20Cr滲碳鋼應用指南
20Cr鋼滲碳鋼，該鋼是我國目前產量大的幾個合金結構鋼之一，用途廣泛。硬度較高，韌性比15CrA差。我國GB標準鋼號20Cr、日本JIS標準鋼號SCr22、美國AISI/ASTM標準鋼號5120、德國DIN標準鋼號20Cr4、英國BS標準鋼號590M17、法國NF標準鋼號18C3、國際標準化組織ISO標準鋼
(1)20Cr模具鋼的特性
滲碳鋼，該鋼是我國目前產量大的幾個合金結構鋼之一，用途廣泛。硬度較高，韌性比15CrA差。該鋼具有比較好的淬透性、中等的強度和韌性。油淬到半馬氏體硬度的淬透性為f20~f23mm。該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及馬氏體，硬度為58~62HRC；心部獲得低碳馬氏體組織，硬度35~40HRC，基體強韌性同，可滿足冷作模具高硬度、高強度、高韌性和適當的耐腐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，改進毛坯的切削性能。
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傾向，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，相對切削加工性約為65%，焊接性中等，焊接前應預熱到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濕回火，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鋼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→鍛造模坯→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。
(2)供貨狀態及硬度退火態，硬度≤179HBS。
(3)標準GB/T3077-1990鋼的化學成分（質量分數，%）C0.18~0.24、
Si0.17~0.37、Mn0.50~0.80、Cr0.70~1.00、P≤0.030、S≤0.030。
(4)參考對應鋼號
我國GB標準鋼號20Cr、日本JIS標準鋼號SCr22、美國AISI/ASTM標準鋼號5120、德國DIN標準鋼號20Cr4、英國BS標準鋼號590M17、法國NF標準鋼號18C3、國際標準化組織ISO標準鋼號20Cr4。
(5)相變點溫度（近似值）AC1=765℃，AC3=863℃，Ar3=799℃，Ar1=702℃。
(6)正火規范溫度920~950℃，硬度156~179HBS。
(7)冷壓毛坯軟化處理規范（700~720）X（8~15）h，再以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。
(8)典型應用舉例
1.冷擠壓沖頭，重載冷鐓沖頭，厚度為10~25mm的中厚鋼板沖孔沖頭，直徑小于f5~f6mm的小沖頭。
2.該鋼用于制造汽車軟管鋅合金接頭八角模沖頭,硬度要求58~62HRC。原采用Cr12MoV鋼制造的模具壽命很短，往往不到0.2萬件就斷裂；把沖頭材料換成20Cr鋼并經滲碳淬火處理后，滲層深1.0~1.2mm，硬度為60~62HRC，使用壽命提高到3萬件。
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