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20MnCrS5是一种低合金渗碳结构钢，符合欧洲标准（如EN 10084），具有优异的机械性能、良好的淬透性和突出的耐磨性。以下是关于20MnCrS5的详细介绍：

化学成分

• 碳（C）：0.17%～0.22%，保障基体强度和渗碳后表面硬度。
• 锰（Mn）：1.10%～1.40%，显著提高淬透性和强度。
• 铬（Cr）：1.00%～1.30%，增强耐磨性、淬透性及一定的耐腐蚀性。
• 硫（S）：0.020%～0.040%，改善切削加工性能。
• 硅（Si）：≤0.40%。
• 磷（P）：≤0.035%，控制杂质元素含量。

物理性能

• 弹性模量：约200 GPa（20°C时）。
• 密度：约为7.7 - 8.03 × 10³ kg/m³。
• 热导率：20°C时约为11.7 W/(m·K)，700°C时约为13.5 W/(m·K)。
• 热膨胀系数：在20°C至100°C范围内，平均约为13.2 × 10⁻⁶/K。
• 电阻率：约0.44 Ω·mm²/m。
• 比热容：约46.6 J/(kg·K)。

力学性能

• 抗拉强度：可达1000 - 1200 MPa。
• 屈服强度：≥800 MPa。
• 伸长率：≥23%。
• 断面收缩率：≥11%。
• 冲击韧性：报道值可达73 J/cm²。
• 硬度
  • 退火状态：≤217 HBW 或 ≤323 HBW（不同来源略有差异）。
  • 渗碳淬火回火后表面硬度：可达50～58 HRC，赋予零件极高的表面耐磨性。

热处理工艺

• 退火：采用650-700℃炉冷，降低硬度，改善切削加工性。
• 正火：加热至840-850℃后空冷，获得均匀的组织结构。
• 渗碳：在860-950℃下进行，使碳原子渗入钢表面，形成高碳层。
• 淬火：心部淬火温度通常在850-880℃，表层淬火温度约为810-840℃，冷却介质通常为油。
• 回火：淬火后进行低温回火，温度控制在150-210℃，消除内应力，提高韧性。

性能特点

• 高表面硬度与耐磨性：通过渗碳淬火处理，表面硬度高，耐磨性好。
• 良好的心部韧性：心部保持高韧性和强度，能承受冲击载荷。
• 优异的淬透性：适用于大截面零件的处理。
• 良好的加工性能：切削加工性能良好。
• 良好的抗疲劳性能：适用于动态负载条件。

应用领域