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20cr 渗碳硬度
20Cr是一种常用的合金钢，通常用于制造汽车、机械和石油化工等领域的零部件。
渗碳是一种常用的表面强化技术，通过渗碳处理可以增加钢的表面硬度和耐磨性。
对于20Cr钢的渗碳处理，通常是在一定温度下将碳原子渗入钢的表面，使其表面碳含量增加，从而提高表面硬度和耐磨性。
渗碳处理后的20Cr钢的硬度取决于渗碳层的深度和碳含量的分布。
通常情况下，渗碳层的硬度可以达到HRC60以上，而表面硬度则可以达到HRC65以上。
然而，需要注意的是，渗碳处理后的20Cr钢的硬度也会受到其他因素的影响。
例如，渗碳温度和时间会影响渗碳层的深度和碳含量的分布，从而影响硬度。
此外，渗碳后的热处理工艺也会对硬度产生影响。
因此，为了获得最佳的硬度和耐磨性，需要进行充分的试验和工艺优化。
除了硬度外，20Cr钢渗碳处理后的其他性能也十分重要。
例如，渗碳处理可以提高钢的抗疲劳性能和耐腐蚀性能，从而提高零部件的使用寿命。
此外，渗碳处理还可以改善钢的加工性能和焊接性能。
在实际应用中，需要根据具体的使用条件和要求选择合适的渗碳工艺。
例如，对于需要承受高负荷和强烈摩擦的零部件，可以选择深度较深、硬度较高的渗碳工艺。
对于需要具有良好的加工性能和焊接性能的零部件，可以选择硬度较低、碳含量分布较为均匀的渗碳工艺。
总之，20Cr钢渗碳处理后的硬度取决于渗碳层的深度和碳含量的分布，同时也受到渗碳温度、时间和热处理工艺等因素的影响。
在实际应用中，需要根据具体的使用条件和要求选择合适的渗碳工艺，以获得最佳的性能和寿命。
《冷变形及加压条件下20CrMnTi钢的气体氮化特性研究》篇一一、引言在钢铁材料的表面处理中，气体氮化是一种常见的强化技术，它可以有效提高钢材的表面硬度、耐磨性及抗腐蚀性。
然而，钢材的氮化效果与其微观组织、成分以及加工条件等因素密切相关。
尤其是对于冷变形及加压条件下的气体氮化，研究其氮化特性的变化显得尤为重要。
本篇论文主要对冷变形及加压条件下20CrMnTi钢的气体氮化特性进行研究，为优化其工艺参数提供理论依据。
二、材料与方法1. 材料选择本实验选用的材料为20CrMnTi钢。
该钢种具有高强度、高韧性及良好的耐腐蚀性等特点，适用于各种表面处理技术。
2. 实验方法（1）冷变形处理：对20CrMnTi钢进行冷变形处理，观察不同变形程度对氮化特性的影响。
（2）气体氮化处理：在加压条件下，对冷变形后的20CrMnTi钢进行气体氮化处理。
通过调整氮化温度、时间及压力等参数，观察氮化层深度、硬度及组织结构的变化。
（3）性能测试：采用显微镜、硬度计等设备，对氮化后的试样进行组织结构观察和硬度测试。
三、实验结果与分析1. 冷变形对氮化特性的影响实验结果表明，冷变形处理可以有效提高20CrMnTi钢的氮化效果。
随着变形程度的增加，氮化层深度和硬度均有所提高。
这主要是由于冷变形过程中，钢材内部产生了大量的位错和亚结构，这些缺陷为氮原子提供了更多的扩散通道，从而加速了氮化反应的进行。
2. 加压条件下气体氮化的特性在加压条件下进行气体氮化处理，可以显著提高氮化速度和氮化层深度。
压力的增加使得氮气分子在钢表面具有更高的动能，有利于氮原子在钢材内部的扩散。
此外，加压条件下，氮气分子的浓度梯度增大，进一步促进了氮化反应的进行。
3. 氮化层深度与硬度的关系实验发现，随着氮化时间的延长和温度的升高，氮化层深度逐渐增加。
同时，氮化层的硬度也随着深度的增加而提高。
这主要是由于氮原子的渗入使得表面形成了硬质相，提高了钢材的表面硬度。
然而，过高的温度和过长的时间可能导致晶粒粗大，反而降低材料的性能。
20号钢硬度太低，热处理能做吗？怎么做？
最近看到咱们的金粉社区里有一个这样的帖子：
金粉志慧：各位金粉朋友，大家好！我请教下20号钢硬度太低，热处理能做吗？怎么做？
下面是来自金粉的回复：
金粉阿林：可以啊，淬火强化，低碳马氏体。
铁杆粉牛牛人：20钢经过正火、调质、淬火、渗碳、渗氮都会提高硬度，根据需要合理选择热
处理方式。
希望有帮助。
金粉宋强：一般做渗碳处理
金粉大江：软氮化，碳氮共渗，低碳马氏体淬火。
金粉小春：渗碳淬火组合
金粉任春雷：渗碳只是表面提高硬度。
看零件件用途，再作怎样处理。
金粉黄勇：一般都是渗碳淬火
金粉竹叶青：可以，深碳0.3～0.8后淬火表面硬度达HRC38～42℃
看到这些回复后，志慧又跟进了提问：
淬火能提高芯部硬度吗？淬火温度是多少？我们要求是HV250-300。
各位大虾，你们怎么看？在下面留言处可以发表你的看法。
强化钢材料的研究报告摘要：本研究报告旨在探讨强化钢材料的研究进展和应用前景。
通过对强化钢材料的制备方法、微观结构和力学性能的分析，我们可以了解到强化钢材料在工程领域的潜在应用价值。
本报告还讨论了当前存在的挑战和未来研究方向，以期为相关领域的科学家和工程师提供参考。
1. 引言钢材料是工程领域中最常用的材料之一，其优异的力学性能和可塑性使其成为广泛应用于建筑、航空航天、汽车和能源等领域的关键材料。
然而，随着对材料性能要求的不断提高，传统的钢材料已经无法满足一些特殊工程需求。
因此，强化钢材料的研究和开发变得尤为重要。
2. 强化钢材料的制备方法强化钢材料的制备方法可以分为传统热处理和先进加工技术两大类。
传统热处理方法包括淬火、回火和时效等，通过控制材料的组织和相变来提高其强度和韧性。
而先进加工技术则包括等离子强化、高能球磨和激光表面合金化等，通过改变材料的微观结构来实现强化效果。
3. 强化钢材料的微观结构强化钢材料的微观结构对其力学性能起着重要影响。
通过合理的组织设计和相变控制，可以实现钢材料的晶粒细化、析出相增多和形变诱导相变等强化效果。
此外，纳米晶、双相结构和多孔结构等新型微观结构也被广泛研究和应用。
4. 强化钢材料的力学性能强化钢材料的力学性能是评价其应用价值的重要指标之一。
通过强化效果的实现，可以提高钢材料的抗拉强度、硬度和耐磨性等力学性能。
此外，强化钢材料还可以具备较好的韧性和耐腐蚀性能，从而满足不同工程领域的需求。
5. 挑战与展望目前，强化钢材料的研究仍面临一些挑战。
首先，制备过程中的能耗和成本问题需要得到解决。
其次，强化效果与材料的稳定性和可靠性之间的平衡需要进一步探索。
此外，针对不同工程领域的需求，如高温、低温和高应变环境下的应用，还需要开展更多的研究。
结论：强化钢材料的研究在工程领域具有广泛的应用前景。
通过合理的制备方法和微观结构设计，可以实现钢材料力学性能的显著提升。
然而，仍需解决制备成本和能耗问题，并进一步探索强化效果与材料稳定性之间的平衡。
世界有色金属 2020年 8月上130前沿技术L eading-edge technology金属材料表面强化技术应用现状与展望江佩泽（福建省锅炉压力容器检验研究院，福建 福州 ３５００００）摘 要：不论生产何种产品，其首要任务就是选取合格的材料，而不合格的材料通常表现为有腐蚀、破损或断裂。
而这些问题一般发生在材料的表面，想要提升金属的硬度、强度、耐磨性以及耐腐蚀性等，针对金属材料的表层实施强化和改性是必不可少的。
关键词：金属材料；表面强化；应用现状；展望中图分类号：ＴＧ１７４．４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２０）１５－０１３０－２Application status and prospect of metal material surface strengthening technologyJIANG Pei-ze（Ｆｕｊｉａｎ ｂｏｉｌｅｒ ａｎｄ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｖｅｓｓｅｌ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｆｕｚｈｏｕ ３５００００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｎｏ ｍａｔｔｅｒ ｗｈａｔ ｋｉｎｄ ｏｆ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｒｅ ｐｒｏｄｕｃｅｄ， ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｔａｓｋ ｉｓ ｔｏ ｓｅｌｅｃｔ ｑｕａｌｉｆｉｅｄ ｍａｔｅｒｉａｌｓ， ａｎｄ ｕｎｑｕａｌｉｆｉｅｄ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｕｓｕａｌｌｙ ｓｈｏｗ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ， ｂｒｅａｋａｇｅ ｏｒ ｆｒａｃｔｕｒｅ． Ｈｏｗｅｖｅｒ， ｔｈｅｓｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｇｅｎｅｒａｌｌｙ ｏｃｃｕｒ ｏｎ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌｓ． Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｈａｒｄｎｅｓｓ， ｓｔｒｅｎｇｔｈ， ｗｅａｒ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ａｎｄ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｍｅｔａｌｓ， ｉｔ ｉｓ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｔｏ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎ ａｎｄ ｍｏｄｉｆｙ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ ｍｅｔａｌ ｍａｔｅｒｉａｌｓ．Keywords: ｍｅｔａｌ ｍａｔｅｒｉａｌｓ； Ｓｕｒｆａｃｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ； Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｔａｔｕｓ； Ｏｕｔｌｏｏｋ收稿日期：２０２０－０７作者简介：江佩泽，男，生于１９９２年，汉族，福建南平人，本科，助理工程师，研究方向：金属材料。
《冷变形及加压条件下20CrMnTi钢的气体氮化特性研究》篇一一、引言20CrMnTi钢作为一种重要的合金结构钢，因其良好的力学性能和工艺性能，在机械制造、汽车制造、航空航天等领域得到了广泛应用。
近年来，随着表面工程技术的快速发展，气体氮化作为一种重要的表面强化技术，对于提高20CrMnTi钢的表面性能具有显著的效果。
特别是，在冷变形及加压条件下，20CrMnTi钢的气体氮化特性研究显得尤为重要。
本文旨在探讨冷变形及加压条件下，20CrMnTi钢的气体氮化特性及其影响因素。
二、研究方法本研究采用气体氮化技术，对冷变形及加压条件下的20CrMnTi钢进行表面处理。
首先，对原始的20CrMnTi钢进行冷变形处理，然后对其进行加压处理。
随后，对处理后的样品进行气体氮化处理。
在气体氮化过程中，通过控制氮化温度、氮化时间等因素，研究氮化层深度、硬度、耐磨性等性能的变化。
三、实验结果与分析（一）冷变形对气体氮化的影响实验结果表明，冷变形处理能够显著提高20CrMnTi钢的表面活性，有利于氮原子的扩散和渗入。
在相同的气体氮化条件下，经过冷变形的样品其氮化层深度较未处理的样品有明显的增加。
同时，冷变形还能够使钢的表面硬度得到提高，增强了表面的耐磨性和耐腐蚀性。
（二）加压条件下气体氮化的特性在加压条件下进行气体氮化处理，能够进一步提高20CrMnTi钢的氮化效果。
加压能够使氮原子更容易地渗入钢的表面层，从而加快氮化过程。
同时，加压还能够使氮化层更加均匀、致密，提高了表面的硬度和耐磨性。
（三）氮化层性能分析通过对氮化层进行显微镜观察和硬度测试，发现随着氮化温度和时间的增加，氮化层深度和硬度均有所提高。
同时，经过气体氮化处理的20CrMnTi钢表面形成了致密的氮化物层，显著提高了钢的耐磨性和耐腐蚀性。
四、结论本研究通过实验研究了冷变形及加压条件下20CrMnTi钢的气体氮化特性。
结果表明，冷变形和加压处理均能显著提高20CrMnTi钢的氮化效果。
20cr合金钢板介绍摘要：1.20cr 合金钢板简介2.20cr 合金钢板的化学成分3.20cr 合金钢板的性能特点4.20cr 合金钢板的用途5.20cr 合金钢板的生产工艺6.20cr 合金钢板的市场前景正文：20cr 合金钢板是一种广泛应用于机械制造和零件加工的低淬透性渗碳钢。
其化学成分主要包括碳、硅、锰、铬等元素，其中碳含量在0.18%~0.24% 之间，硅含量在0.17%~0.37% 之间，锰含量在0.5%~0.8% 之间，铬含量在0.7%~1.0% 之间。
这些成分的合理搭配使得20cr 合金钢板具有良好的机械性能和工艺性能。
20cr 合金钢板的性能特点主要包括以下几个方面：1.硬度高：经过淬火处理后，20cr 合金钢板的硬度可达到HRC50 以上，具有良好的耐磨性。
2.强度高：20cr 合金钢板的抗拉强度σb 可以达到1000MPa 以上，抗弯强度σb 可以达到700MPa 以上。
3.韧性好：20cr 合金钢板具有良好的韧性，断裂伸长率δ大于20%。
4.耐疲劳：20cr 合金钢板具有较高的疲劳强度，可承受较大的循环应力。
20cr 合金钢板的用途广泛，主要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，如齿轮、轴类件、连杆、螺栓等。
20cr 合金钢板的生产工艺主要包括热轧和冷轧两种方式。
热轧钢板的生产流程主要包括炼钢、热轧、热处理、冷却、矫直、切割等工序；冷轧钢板的生产流程主要包括冷轧、热处理、冷却、矫直、切割等工序。
随着我国经济的快速发展，对20cr 合金钢板的需求越来越大。
未来，20cr 合金钢板的市场前景十分广阔，尤其是在汽车、船舶、机械制造等领域。
20cr热处理硬度
对于20Cr钢进行热处理后，硬度大小会发生变化。
热处理是
通过加热和冷却的方式改变材料的内部结构和性能。
一般来说，通过热处理可以提高钢材的硬度。
具体来说，对于20Cr钢进行正火处理后，其硬度通常可以达
到30-35 HRC（Rockwell硬度）。
正火是将材料加热至合适的温度，保持一段时间，然后快速冷却的过程。
这样可以使
20Cr钢的晶粒细化，并形成均匀分布的碳化物，提高硬度和
强度。
当然，热处理的具体条件和方法还会受到许多因素的影响，如加热温度、保温时间、冷却速度等。
不同的热处理工艺可能得到不同的硬度值。
因此，对于具体的20Cr钢材和热处理工艺，需要根据实际情况进行测试和确定硬度值。
20cr合金钢板介绍-回复【20Cr合金钢板介绍】20Cr合金钢板是一种广泛应用于工业领域的合金钢材料。
它的独特的化学成分和物理性能使其具有出色的机械性能和耐热性能。
在本文中，我将详细介绍20Cr合金钢板的化学成分、物理性能、应用领域和加工工艺等方面的内容，带您深入了解这种重要的合金钢材料。
1. 化学成分20Cr合金钢板的主要化学成分是碳（C）、铬（Cr）和小量的硅（Si）、锰（Mn）等元素。
其中，碳的含量通常在0.17 - 0.23的范围内，铬的含量约为1.00 - 1.40。
这些元素的合适比例使得20Cr合金钢板在保持良好的机械性能的同时，增加了其耐热性能和耐腐蚀性。
2. 物理性能20Cr合金钢板具有优异的机械性能，如良好的拉伸强度、屈服强度和韧性。
其拉伸强度通常在≥520MPa，屈服强度在≥275MPa以上。
同时，20Cr合金钢板还具有较高的硬度和抗热应力腐蚀性能。
在高温环境下，20Cr合金钢板仍能保持良好的机械性能，使其在一些特殊工艺和应用中得到广泛应用。
3. 应用领域由于其出色的耐热性能和机械性能，20Cr合金钢板在许多工业领域得到了广泛的应用。
首先，它常用于制造汽车零件，如发动机零件、减震器和传动系统零件等。
其次，在冶金和矿山工业中，20Cr合金钢板常用于制造矿山机械设备和冶金设备的结构件。
此外，20Cr合金钢板还用于制造石油和天然气开采设备、化学设备以及电力设备等。
4. 加工工艺20Cr合金钢板的加工工艺与普通钢板类似，适用于常见的加工方法，如切割、焊接、锻造和热处理等。
在切割方面，激光切割、火焰切割和等离子切割是常用的方法。
而在焊接方面，常见的有电弧焊接和气保焊接等。
另外，20Cr合金钢板的热处理工艺对其性能的提高也起到了重要作用，常见的热处理方法包括正火、淬火和回火等。
总结起来，20Cr合金钢板是一种在工业领域广泛应用的合金钢材料。
其具有出色的机械性能、耐热性能和耐腐蚀性能，其他的化学成分和特殊的加工工艺，使得20Cr合金钢板在汽车制造、冶金矿山、石油化工等行业中得到了广泛应用。
文章标题：深度解析20CrNiMo热处理后的屈服强度1. 介绍20CrNiMo是一种常用的合金钢材料，具有良好的机械性能和热处理性能。
其中，其热处理后的屈服强度是一个非常重要的参数，直接关系到材料的强度和可靠性。
在本文中，我们将深度探讨20CrNiMo热处理后的屈服强度，以便更好地理解这一材料的特性和应用。
2. 热处理对20CrNiMo的影响热处理是指通过加热和冷却等方式对金属材料进行加工，从而改变其组织结构和性能的过程。
在20CrNiMo的热处理过程中，通过控制加热温度、保温时间和冷却速度等参数，可以得到不同的屈服强度。
一般来说，经过合理的热处理，20CrNiMo的屈服强度可以得到显著提高。
3. 影响屈服强度的因素在20CrNiMo的热处理过程中，影响屈服强度的因素有很多。
是加热温度和保温时间对屈服强度的影响。
较高的加热温度和较长的保温时间可以使20CrNiMo的晶粒长大，从而提高其屈服强度。
冷却速度对屈服强度也有重要影响，通常快速冷却可以得到更高的屈服强度。
4. 实际应用20CrNiMo热处理后的屈服强度对其在工程领域的应用非常重要。
在航空航天和汽车制造等领域，要求材料具有较高的屈服强度，以保证其在复杂工况下的可靠性。
对20CrNiMo的热处理工艺和屈服强度的深入研究，对于提高材料的性能和可靠性具有重要意义。
5. 个人观点通过对20CrNiMo热处理后屈服强度的深入了解，可以更好地应用这一材料，为工程领域提供更可靠和高性能的解决方案。
我认为在研究和应用过程中，需要充分考虑材料的热处理工艺对屈服强度的影响，以期得到最佳的性能表现。
6. 总结通过本文的深度解析，我们对20CrNiMo热处理后的屈服强度有了更深入的了解。
合理的热处理工艺可以显著提高20CrNiMo的屈服强度，从而提高材料的性能和可靠性。
在实际应用中，需要充分考虑热处理工艺对屈服强度的影响，以期取得最佳的效果。
通过以上的分析和探讨，相信您对20CrNiMo热处理后的屈服强度有了更深入的了解。
涨紧轮轴承内圈工艺更改（20Cr代替GCr15）的可行性报告编制：审核：杭州雷迪克汽车部件制造有限公司一、采用冷挤压工艺代替热锻工艺的原因1、世界先进发达国家冷加压工艺已成为遍及各个工业部门的重要加工手段，我国冷加压工艺发展比较迟，建国后才得以发展，1978年在“”独立自主，自力更生“的方针指引下，冷加压技术得到迅速发展，随着科学技术的进步，冷挤压技术的迅速发展并在一定范围内，逐步代替铸、锻、拉伸及切削加工，所以采用冷加压工艺必将成为我国各工业部门的一种发展趋势。
2、采用冷挤压工艺可以解决毛坯尺寸精度低，加工余量大，切削加工时间长等缺点。
3、采用冷加压套圈进行表面渗碳处理，渗碳层分布均匀，从而使轴承沟道表面的承载能力、耐磨、耐疲劳等性能的离散型缩小及使用寿命的提高。
4、为了适应日益激烈的市场竞争，在保证产品质量的前提下，采用更为先进的加工工艺，缩短加工周期，以节约加工成本，更好的服务客户。
二、冷挤压工艺的优点和缺点改进后的工艺由原来GCr15轴承钢热锻工艺改为20Cr材料冷锻（冷加压）。
冷挤压就是把金属毛坯放在冷挤压模腔中，在室温下，通过压力机上固定的凸模向毛坯施加压力，使金属毛坯产生塑性变形而制得零件的加工方法。
冷加压工艺的优点有以下几点：1、挤压零件尺寸准确表面光洁：零件的精度可达IT7～IT8级，表面粗糙度可达R0.2～R0.6。
2、节约原材料：冷挤压件材料利用率通常可以达到80%以上，冷挤压是利用金属的塑性变形来制成所需形状的零件，因而能大量减少切削加工，提高材料利用率。
3、生产率高：用冷挤压工艺代替切削加工制造零件，减少了加工工序，缩短了工艺流程，提高生产率，缩短了生产周期。
4、生产灵活性大，挤压加工具有很大的灵活性，只要更换模具就可以在同一台设备上生产形状、尺寸规格和品种不同的产品。
挤压操作简便，容易掌握，生产效率高，对工人技术等级要求较低。
5、提高零件的力学性能。
冷挤压后金属的冷加工硬化，以及在零件内部形成合理的纤维流线分布，使零件的强度远高于原材料的强度。
材料工程学院金属材料力学性能（论文）20Cr钢强化方法的研究现状学生姓名：xxxxxxxx学生学号：xxxxxxxxxxxxx院（系）：材料工程学院年级专业：xxxxxxxxxxxxx指导教师：xxxxxxx 讲师二〇一三年12月目录目录 (2)1 20CR钢 (3)1.1简介 (3)1.2特性 (3)1.3加工 (3)1.4工艺及规范 (4)1.4.1工艺路线 (4)1.4.2工艺规范 (4)1.5主要特性 (4)1.6应用举例 (4)2 20CR强化手段及其应用 (5)2.1固溶强化 (5)2.2弥散强化 (5)2.3细晶强化 (5)2.4冷变形强化 (6)2.5马氏体强化 (6)2.6形变一相变强化 (6)2.7形变强化 (6)2.8脱溶强化 (7)2.9表面热处理 (7)2.9.1渗碳 (7)2.9.2渗氮 (7)参考文献 (8)1 20Cr钢1.1 20Cr钢简介20钢的20是指含碳量，含碳量为0.2%，属于低碳钢。
钢中可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。
低碳钢：含碳量一般小于0.25%；中碳钢：含碳量一般在0.25～0.60%之间；高碳钢：含碳量一般大于0.60%。
钢中除含有碳(C)元素和为脱氧而含有一定量硅(Si)(一般不超过0.40%),锰(Mn)(一般不超过0.80%,较高可到1.20%)合金元素外,不含其他合金元素(残余元素除外)。
含碳量低于 2.1%为钢，含碳量高于2.1%为铁。
钢中含碳量越高其韧性越差，铁中含碳量越高其韧性越好。
20Cr钢是我国目前产最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。
它的化学成分[质量分数(%)]、参考对应钢号以及相变点对应温度分别如下表1、表2、表3：元素 C Si Mn Cr P S 质量分数0.18-0.24 0.17-0.37 0.5-0.8 1.70-1.00 ≤0.03≤0.03表1 20钢的化学成分国家中国GB 日本JIS 德国DIN 英国BS 法国NF 美国AISI 国际ISO 标准钢号20Cr SCr22 20Cr4 590M17 18C3 5120 20Cr4温度（℃）765 863 799 702表3 相变点对应温度1.2 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。
材料工程学院金属材料力学性能（论文）20Cr钢强化方法的研究现状学生姓名：xxxxxxxx学生学号：xxxxxxxxxxxxx院（系）：材料工程学院年级专业：xxxxxxxxxxxxx指导教师：xxxxxxx 讲师二〇一三年12月目录目录 (2)1 20CR钢 (3)1.1简介 (3)1.2特性 (3)1.3加工 (3)1.4工艺及规范 (4)1.4.1工艺路线 (4)1.4.2工艺规范 (4)1.5主要特性 (4)1.6应用举例 (4)2 20CR强化手段及其应用 (5)2.1固溶强化 (5)2.2弥散强化 (5)2.3细晶强化 (5)2.4冷变形强化 (6)2.5马氏体强化 (6)2.6形变一相变强化 (6)2.7形变强化 (6)2.8脱溶强化 (7)2.9表面热处理 (7)2.9.1渗碳 (7)2.9.2渗氮 (7)参考文献 (8)1 20Cr钢1.1 20Cr钢简介20钢的20是指含碳量，含碳量为0.2%，属于低碳钢。
钢中可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。
低碳钢：含碳量一般小于0.25%；中碳钢：含碳量一般在0.25～0.60%之间；高碳钢：含碳量一般大于0.60%。
钢中除含有碳(C)元素和为脱氧而含有一定量硅(Si)(一般不超过0.40%),锰(Mn)(一般不超过0.80%,较高可到1.20%)合金元素外,不含其他合金元素(残余元素除外)。
含碳量低于 2.1%为钢，含碳量高于2.1%为铁。
钢中含碳量越高其韧性越差，铁中含碳量越高其韧性越好。
20Cr钢是我国目前产最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。
它的化学成分[质量分数(%)]、参考对应钢号以及相变点对应温度分别如下表1、表2、表3：元素 C Si Mn Cr P S 质量分数0.18-0.24 0.17-0.37 0.5-0.8 1.70-1.00 ≤0.03≤0.03表1 20钢的化学成分国家中国GB 日本JIS 德国DIN 英国BS 法国NF 美国AISI 国际ISO 标准钢号20Cr SCr22 20Cr4 590M17 18C3 5120 20Cr4温度（℃）765 863 799 702表3 相变点对应温度1.2 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。
1.3 加工20Cr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。
1.4 工艺及规范1.4.1 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。
1.4.2 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。
1.5 主要特性与15Cr钢相比，有较高的强度及淬透性，在油中临界淬透直径达4 ～22mm，在水中临界淬透直径达11～40mm，但韧性较差，此钢渗碳时仍有晶粒长大倾向，降温直接淬火对冲击韧性影响较大，所以渗碳后需二次淬火以提高零件心部韧性，无回火脆性；钢的冷应变塑性高，可在冷状态下拉丝；可切削性在高温正火或调质状态下良好，但退火后较差；20Cr为珠光体，焊接性较好，焊后一般不需热处理，但厚度大于15mm的零件在焊前需预热到100～150℃，焊后也可不进行回火热处理。
1.6 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2 20Cr强化手段及其应用20Cr钢是通过合金化、塑性变形和热处理等手段提高材料的强度。
所谓强度是指材料对塑性变形和断裂的抗力，用给定条件下材料所能承受的应力来表示。
对20Cr来说，一般是通过综合的强化效应以达到较好的综合性能。
具体方法有固溶强化、弥散强化、形变强化、沉淀强化和弥散强化、细化晶粒强化、择优取向强化、复相强化、纤维强化和相变强化等，这些方法往往是共存的，强化一般伴随着韧性、塑性的降低，但有时也不会降低甚至有所提高。
而在工程上更加切实有效的方法是在晶体中引入大量缺陷及阻止位错的运动来提高金属的强度。
由于各种强化方法对20Cr材料强度的不同影响，采用不同强化手段后可使铁的强度提高，这些手段包括固溶强化、细晶强化、冷变形强化、马氏体强化、形变一相变强化、形变强化和脱溶强化等多种强化方法，形变热处理和冷拔高碳钢丝的强度已接近晶须的强度。
2.1 固溶强化尹桂丽[1]等人将合金元素加入到20Cr中形成固溶体以达到强化金属的方法。
一般来说,固溶体总是比组成基体的纯金属有更高的强度和硬度,随着合金元素含量的增加,钢的强度和硬度提高。
但是当合金元素的含量适当时,固溶体不仅具有高的强度和硬度,而且有良好的塑性和韧性。
它是利用固溶的置换式溶质原子或间隙式溶质原子来提高基体金属的屈服强度的方法。
绝大多数钢材的基体铁都免不了用固溶强化方法强化。
2.2 弥散强化要承勇[2]使金属基体(金属或固溶体)中含有高度分散的第二相质点而达到提高强度的目的。
弥散强化机构的代表理论是位错理论。
在弥散强化材料中，弥散相是位错线运动的障碍，位错线需要较大的应力才能克服障碍向前移动，所以弥散强化材料的强度高。
位错理论有多种模型用以讨论屈服强度、硬化和蠕变。
2.3 细晶强化裴新华，胡恒法[3]等人使20Cr钢的晶粒更细,晶界更多,使晶界对位错的运动阻力更大,从而使20Cr的强度提高,并改善塑性和韧性。
细晶强化还可使20Cr的脆性转变温度降低,使钢件能适应寒冷地区的工作性能要求。
它并且是可以提高20Cr强度而不恶化韧性的一种强化方式。
2.4 冷变形强化刘辉，孙维[4]研究发现20Cr钢随着冷塑性变形程度的增大,强度和硬度逐渐升高,而塑性和韧性逐渐降低的现象。
冷变形强化生产上可以对一些不能用热处理来提高强度的金属或合金,如某些不锈钢、黄铜等常用此方法来提高强度。
但冷变形强化是以牺牲金属塑性和韧性为代价的,而且会给随后的加工带来困难,往往需要采用再结晶退火等措施来改善金属塑性以利于随后继续加工。
2.5 马氏体强化张慧杰，李鸿美[5]等人研究发现将20Cr钢淬火获得马氏体组织以达到强化的目的。
马氏体中的含碳量过饱和,使马氏体产生严重的晶格畸变,造成非常大的应力场,严重阻碍位错运动,从而使钢强化,这相当于固溶强化。
固溶强化是一般马氏体强化的主要原因,但对低碳马氏体来说,细晶强化和位错强化却是马氏体强化的决定因素。
2.6 形变一相变强化田景，刘锦[6]等人研究发现形变热处理有很多种方法，按形变所处的工艺位置可归结为3类：相变前形变类、相变途中形变类和相变后形变类。
相变的类型可以是非扩散型的马氏体相变，也可以是扩散型的脱溶转变或珠光体转变。
在20Cr钢的强化中，以相变前形变类最为突出。
这种方法就是将20Cr钢在奥氏体状态下形变，接着淬火和回火的一种综合强化工艺。
2.7 形变强化高惠临[7]发现对于不再经受热处理，并且使用温度远低于材料再结晶温度的金属材料(譬如20Cr钢)，经常利用冷加工(冷形变)手段使之通过形变强化来提高强度。
因而，形变强化的实质就是在20Cr钢的再结晶温度以下进行冷形变，随着形变程度(应变量)的增大，在晶体内产生高密度的位错(晶体缺陷)，位错密度越高，强化的程度越大，即流变应力值越高。
形变后金属的流变应力应当等于未形变前的流变应力加上形变强化的流变应力的增量。
随着形变程度的增大，20Cr 钢的强度和硬度越来越高，但它的塑性和韧性却往往越来越低，脆性越来越大。
2.8 脱溶强化尹桂丽，周立岱，王劲松三人通过高温加热的固溶处理，将多量的合金元素的化合物溶入20Cr钢中，淬火后形成马氏体，即过饱和的铁基固溶体，然后再在较低温度(固溶度线以下)加热，依靠过饱和固溶体的脱溶产生的强化。
2.9 表面热处理2.9.1 渗碳刘承杰，汤小文，邱亚玲，谭军[8]将20Cr钢在富碳的介质中加热到高温(一般为900--950C)，使活性碳原子渗入钢的表面，以获得高碳的渗层组织。
随后经淬火和低温回火，使表面具有高的硬度,而心部仍保持足够的强度。
2.9.2 渗氮张涛，洪晓露[9]等人使氮原子渗入20Cr钢的表面，形成富氮硬化层。
研究表明与渗碳相比，渗氮处理后20Cr钢具有高的硬度和耐磨性，高的疲劳强度等,渗氮过程在钢的相变温度以下(450-600C)进行,因而变形小，体积稍有胀大。
缺点是周期长(一般气体渗氮土艺的渗氮时间长达数十到100h)、成本高、渗层薄(一般为0.5mm左右)而脆，不能承受太大间接触应力和冲击载荷。
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