20MnCr5H

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20MnCr5H 

一、产品概述

20MnCr5H 是一款高性能低合金渗碳钢，核心特性为卓越的渗碳性能、高淬透性、优良的综合力学性能及耐磨性能，执行我国 GB/T 3077-2015 标准，等效于德国 DIN 17210 标准中的 20MnCr5 钢种、日本 JIS G4053 标准中的 SCM420H 钢种、美国 AISI 5120H 钢种。其通过锰、铬元素的协同强化作用，显著提升了材料的淬透性与渗碳效率，经渗碳处理后可形成表面高硬度、心部高韧性的理想梯度组织，表面硬度可达 HRC 60~65，心部硬度保持在 HRC 35~48，能可靠承受高交变载荷、冲击载荷及强磨损工况，是机械制造领域中对表面耐磨与心部强韧有严苛双重要求的中高端零部件核心选材。
该产品凭借优异的渗碳适配性、稳定的生产工艺、良好的加工与热处理兼容性，广泛应用于各类高精度齿轮、轴类、销套等传动耐磨零部件领域，已成为全球中高端机械制造行业的主流渗碳用钢之一，国内特钢企业已实现规模化、精细化生产，产品质量全面满足国内外高端机械制造标准要求。

二、核心化学成分（质量分数，%）

20MnCr5H 化学成分经精准配比与严格管控，重点保障渗碳效率、淬透性及组织均匀性，有效控制有害杂质含量，具体范围如下（含允许偏差）：
  • 碳（C）：0.17~0.22（允许偏差±0.02）
  • 硅（Si）：0.17~0.37（允许偏差±0.03）
  • 锰（Mn）：1.10~1.40（允许偏差±0.04）
  • 铬（Cr）：0.80~1.10（允许偏差±0.05）
  • 硫（S）：≤0.035（允许偏差±0.005）
  • 磷（P）：≤0.035（允许偏差±0.005）
  • 镍（Ni）：≤0.30（允许偏差±0.05）
  • 铜（Cu）：≤0.25（允许偏差±0.05）
  • 氢（H）：≤2.0×10⁻⁶（严格控制，避免氢致开裂）
关键控制指标：钢中非金属夹杂物（A、B、C、D 类）均≤2.0 级；总氧（T(O)）≤25×10⁻⁶；锰、铬元素含量精准匹配，碳含量精准调控，确保渗碳过程中碳的快速均匀渗入及优质梯度组织形成，避免成分波动影响渗碳质量与力学性能稳定性。

三、力学性能（渗碳淬火回火后典型值）

20MnCr5H 力学性能以渗碳+淬火+低温回火处理为基准，核心突出表面耐磨与心部强韧的均衡优化，性能可根据渗碳工艺参数灵活调控，以下为核心性能指标（试样尺寸：Φ25mm，热处理工艺：900~930℃渗碳+850~880℃油淬+150~200℃低温回火）：
  • 表面硬度：≥HRC 60（典型值 HRC 62~65）
  • 心部硬度：HRC 35~48（典型值 HRC 40~45，根据渗碳层深度调整）
  • 渗碳层深度：0.9~1.6mm（典型值，可通过渗碳时间调控，最大可至 3.0mm）
  • 抗拉强度（σᵦ）：≥1180MPa（典型值 1200~1400MPa，常温下）
  • 屈服强度（σₛ）：≥930MPa（典型值 950~1150MPa，常温下）
  • 伸长率（δ₅）：≥10%（典型值 12%~16%，常温下）
  • 断面收缩率（ψ）：≥45%（典型值 50%~60%，常温下）
  • 冲击韧性（αₖᵥ）：≥60J/cm²（常温下心部典型值 65~85J/cm²）
  • 耐磨性：磨损量≤0.025mm/10⁵次（滚动摩擦工况下）

四、核心工艺优势

1. 冶炼工艺

采用电弧炉（EAF）-LF 精炼-RH 真空精炼-连铸先进工艺流程：电弧炉冶炼终点严格控制温度 1560~1600℃，碳含量 0.15~0.20%、磷≤0.020%；LF 精炼阶段造高碱度还原渣（R=4.0~6.0），渣系成分 CaO 50%~60%、SiO₂ 8%~12%、Al₂O₃ 22%~28%，FeO+MnO≤0.8%，深度去除硫、磷等有害杂质；RH 真空处理压力≤67Pa，保温时间≥20min，高效脱气（重点降低氢含量）、优化夹杂物形态与分布；连铸过程控制过热度 15~25℃，采用全程保护浇注及电磁搅拌技术，显著降低成分偏析，保障铸坯内部质量均匀性，尤其确保锰、铬元素分布均匀，为后续优异渗碳性能与力学性能发挥奠定坚实基础。

2. 热处理工艺

热处理适配性优异，核心优势为渗碳效率高、组织调控精准：渗碳温度可在 880~950℃ 范围内灵活调整，碳扩散速度快，相较于16MnCr5H渗碳效率提升10%~15%，通过控制渗碳时间可精准调控渗碳层深度（0.6~3.0mm），满足不同零部件耐磨需求；淬火温度适配性广（840~890℃），冷却方式以油冷为主，确保获得均匀细密的马氏体组织；低温回火（150~220℃）可有效消除内应力，稳定尺寸精度，保障表面高硬度与优异耐磨性；退火工艺成熟，退火后硬度 HB≤207，塑性优良，便于后续机械加工。

3. 加工性能

退火状态下加工性能优良，机械加工性评级为 70（以 AISI 1212 钢 100 为基准），可顺利实现车、铣、钻、磨、刨等多种机械加工，能精准加工成复杂形状的高精度齿轮、轴类等精密零部件；锻造性能良好，锻造温度范围 1100~1180℃，锻后需及时缓冷，避免开裂，通过锻造可细化晶粒，显著提升组织均匀性与致密度；渗碳淬火后可进行高精度磨削、抛光等精密加工，精磨后表面粗糙度可达到 Ra≤0.4μm，满足高端传动零部件表面要求；支持电火花加工、线切割加工，加工后经去应力回火可进一步保障尺寸精度稳定性。

五、产品规格与供货形式

供货形式丰富，规格覆盖全面，支持个性化定制，满足不同中高端传动耐磨零部件生产需求：
  • 圆棒：直径 5mm~500mm，常见规格 Φ10mm~Φ120mm、Φ150mm~Φ400mm，长度可定制（标准固定长度 6m，或按需定制任意长度），可提供剥皮、磨光圆棒
  • 板材/扁钢：厚度 3mm~300mm，宽度 100mm~2200mm，长度 2000mm~12000mm，常见热轧厚板 T5~300mm×W500~2200mm×L3000~12000mm
  • 锻件：可定制阶梯轴、圆盘、圆环、齿轮毛坯、异形件等多种形状，最大单重可至 35t，适配大型高端传动装备 OEM 配套需求
  • 钢丝/线材：直径 0.8mm~16mm，供货形式为退火、冷拉等，可用于制造小型高精度齿轮、销钉等精密零部件
  • 交货状态：热轧、退火等，可提供精密切断、表面磨光、超声波探伤、渗碳预处理等增值服务

六、典型应用领域

依托卓越的渗碳性能、高淬透性及表面耐磨与心部强韧的优化均衡性，20MnCr5H 广泛应用于各类中高端传动耐磨零部件领域，具体如下：
  • 汽车工业领域：中高端汽车变速箱齿轮、差速器齿轮、半轴齿轮、凸轮轴、曲轴、转向节、花键轴、离合器齿轮等核心传动零部件
  • 机械制造领域：高精度机床齿轮、减速器齿轮、传动轴、万向节、连杆、销套、套筒等高端传动耐磨零部件
  • 工程机械领域：挖掘机、装载机、起重机等工程机械的变速箱齿轮、驱动轴、链轮等高强度传动零部件
  • 轨道交通领域：地铁、轻轨、高铁等轨道交通装备的传动齿轮、轴类零部件及制动系统耐磨部件
  • 其他领域：高端摩托车齿轮、电动工具齿轮、纺织机械核心传动部件、印刷机械高精度耐磨零部件等

七、执行标准与质量保障

执行标准：GB/T 3077-2015（国标），等效符合德国 DIN 17210 标准中的 20MnCr5 要求、日本 JIS G4053 标准中的 SCM420H 要求、美国 AISI 5120H 标准要求。
质量控制：建立全流程精细化质量管控体系，从原料采购（选用优质废钢+高纯度铬铁、锰铁）到成品出库实施多环节严格检测，核心检测项目包括化学成分（重点检测锰、铬、碳元素含量，光谱分析）、力学性能（硬度、拉伸、冲击测试）、金相组织（渗碳层组织、心部组织）、非金属夹杂物、超声波探伤（≥GB/T 6402 三级）、尺寸精度检测、表面质量检测、渗碳层深度与硬度梯度测试等，确保每批次产品性能稳定、质量一致。可提供材质证明（COA）、第三方权威检测报告等全套质量文件，支持客户现场质量验证与追溯。

产品优势

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加工平台

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物流包装

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