概述
20Cr钢是我国目前产*大的几个
合金结构钢之一，用途非常广泛。供货状态及硬度：退火态，硬度≤179HBS
化学成分
质量分数(％)：C0.18-0.24、Si0.17-0.37、Mn0.5-0.8、Cr0.70-1.00\P≤0.03、S≤0.03
参考对应钢号
中国GB标准钢号20Cr；日本JIS标准钢号SCr22；德国DIN标准钢号20Cr4；英国BS标准钢号590M17；法国NF标准钢号18C3；美国AISI/SASTM标准钢号5120；国际标准组织ISO标准钢号20Cr4。[1]
相变点温度
Ac1=765℃，Ac3=863℃，Ar3=799℃，Ar1=702℃。
特性
硬度较高，韧性比15CrA差，该钢具有比较好的淬透性、中等的强度和韧性。油淬到半马氏体硬度的淬透性为Φ20-Φ23Mm。该钢经渗碳淬火表面强化处理后，在模具表面会获得细针状回火马氏体，硬度为58-62HRC；心部获得低碳马氏体组织，硬度35-40HRC，基体强韧性高，可满足冷作模具高硬度、高强度、高韧性和适当的耐腐蚀性的使用性能要求。正火可促进组织球化，细化大块状先共析铁素体，改进毛胚的切削性能。
加工
该钢淬火、低温回火后具有良好的综合力学性能，低温冲击韧性良好，回火脆性不明显。渗碳时钢的晶粒有长大趋势，所以要求二次淬火，以提高心部韧性，不宜降温淬火。当正火后硬度为170-217HB时，相对切屑加工性约为65％，焊接性中等，焊前应预热到100-150℃，冷变形时塑性中等。
为了提高模具型腔的耐磨性，模具成型后需要进行渗碳处理，然后再进行淬火和低温回火，从而保证模具表面具有很高硬度、高耐磨性而心部具有很好的韧性。对于使用寿命要求不很高的模具，也可以直接进行调质处理。国内也有不少应用低碳马氏体刚强烈淬火制造冷作模具的实例。[2]
工艺及规范
下料-锻造模胚--机械粗加工-
冷挤压成型-再结晶退火-机械精加工-渗碳-淬火、回火-研磨抛光-装配。
工艺规范
正火规范:温度920-950℃，硬度156-179HBS。
冷压毛胚软化处理规范：温度700~720℃，保温时间8~15h，以50~100℃/h的冷速，随炉降至温度≤550~600℃，出炉空冷。处理前硬度≤179HBS，软化后硬度≤141HBS。
典型应用举例
1、冷挤压冲头，重载冷镦冲头，10-25mm中厚
钢板冲孔冲头，直径小于Φ5-6mm的小冲头。
2、该钢用于制造汽车
软管锌合金接头八角模冲头，硬度要求58-62HRC。原来采用Cr12MV钢制造的摸具寿命很短，往往不到0.2万件就断裂；把冲头材料换成20Cr钢并经渗碳淬火处理后，渗层深1.0-1.2mm，硬度为60-62HRC，使用寿命提高到3万件。
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材料加工
该钢淬火、低温回火后具有良好的综合力学性能，低温冲击韧性良好，回火脆性不明显。渗碳时钢的晶粒有长大趋势，所以要求二次淬火，以提高心部韧性，不宜降温淬火。当正火后硬度为170-217HB时，相对切屑加工性约为65％，焊接性中等，焊前应预热到100-150℃，冷变形时塑性中等。
为了提高模具型腔的耐磨性，模具成型后需要进行渗碳处理，然后再进行淬火和低温回火，从而保证模具表面具有很高硬度、高耐磨性而心部具有很好的韧性。对于使用寿命要求不很高的模具，也可以直接进行调质处理。国内也有不少应用低碳马氏体刚强烈淬火制造冷作模具的实例。
该钢模具零件工艺路线：下料-锻造模胚-退火-机械粗加工-冷挤压成型-再结晶退火-机械精加工-渗碳-淬火、回火-研磨抛光-装配。
工艺规范
正火规范:温度920-950℃，硬度156-179HBS。
冷压毛胚软化处理规范：温度700~720℃，保温时间8~15h，以50~100℃/h的冷速，随炉降至温度≤550~600℃，出炉空冷。处理前硬度≤179HBS，软化后硬度≤140HBS。
应用举例
这种钢大多用于制造心部强度要求较高，表面承受磨损、截面在30mm以下的或形状复杂而负荷不大的渗碳零件(油淬)，如：
机床变速箱齿轮、齿轮轴、凸轮、蜗杆、活塞销、爪形
离合器等；对热处理变形小和高耐磨性的零件，渗碳后应进行高频表面淬火，如模数小于3的齿轮、轴、花键轴等。此钢也可在调质状态下使用，用于制造工作速度较大并承受中等冲击负荷的零件，这种钢还可用作低碳马氏体淬火用钢，更进一步增加钢的屈服强度和抗拉强度(约增加1.5～1.7倍)。
