20CrMo圓鋼是合金結(jié)構(gòu)鋼的一種，具有較高的淬透性，無回火脆性，焊接性相當(dāng)好，形成冷裂的傾向很小，有良好的切削性和冷應(yīng)變塑性。20CrMo圓鋼一般用于生產(chǎn)高壓管、齒輪、螺母等以及汽車零部件、墊片等，對(duì)其屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度以及沖擊功等性能有較高要求，作為鋼中的第二相粒子，非金屬夾雜物的存在破壞了鋼基體的連續(xù)性，容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，同時(shí)對(duì)產(chǎn)品的強(qiáng)度、韌性、抗疲勞性能及加工性能等也會(huì)產(chǎn)生影響。20CrMo圓鋼生產(chǎn)過程中，非金屬夾雜物對(duì)其產(chǎn)品質(zhì)量有重要影響。

20CrMo鋼一般在調(diào)質(zhì)或滲碳淬火狀態(tài)下使用，用于制造在非腐蝕性介質(zhì)及工作溫度低于250℃、含有氮?dú)浠旌衔锏慕橘|(zhì)中工作的高壓管及各種緊固件、較高級(jí)的滲碳零件，如齒輪、軸等。

20CrMoA含有適量的合金元素，經(jīng)過滲碳處理后表面可以獲得較高的硬度，同時(shí)心部也具有一定的韌性，廣泛用于鍋爐、汽輪機(jī)、汽車制造業(yè)中葉片、緊固件、滲碳零件等。

20CrMoA合金結(jié)構(gòu)鋼：執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 3077-2015，A代表上等鋼

對(duì)應(yīng)日本牌號(hào)：SCM420，其中SCM代表了其主要的成分，即含有鉻、鉬和鉻。

對(duì)應(yīng)德國牌號(hào)：18CrMo4 或 1.7243

對(duì)應(yīng)美國牌號(hào)：SAE4118

20CrMo圓鋼的應(yīng)用領(lǐng)域

20CrMo合金鋼的高強(qiáng)度和耐磨性能，使其成為制造汽輪機(jī)齒輪的材料。這些齒輪在長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)中，可以承受巨大的力和摩擦，而不會(huì)出現(xiàn)磨損或斷裂的問題。汽輪機(jī)是目前常見的發(fā)電設(shè)備之一，它需要承受高速旋轉(zhuǎn)和高溫高壓的工作環(huán)境。

除了汽輪機(jī)齒輪，20CrMo合金鋼還廣泛應(yīng)用于其他高級(jí)滲碳零件的制造，比如軸等。這些零件通常需要具備高強(qiáng)度和耐磨性，在高負(fù)荷和惡劣工作環(huán)境下，能夠保持穩(wěn)定的性能。20CrMo合金鋼的特性使得它成為這些零件的理想選擇。

此外，20CrMo合金鋼還可以用于化工設(shè)備中的非腐蝕性介質(zhì)和含有氮?dú)浠旌衔锏慕橘|(zhì)中工作的高壓導(dǎo)管和緊固件。這些設(shè)備通常需要具備耐腐蝕和高壓的特性，而20CrMo合金鋼的化學(xué)成分和機(jī)械性能使其能夠在這種特殊環(huán)境下穩(wěn)定工作。

近年來，我國汽車行業(yè)發(fā)展迅速，對(duì)齒輪鋼的需求量增大，主要為20CrMnTi鋼，但該鋼質(zhì)量不穩(wěn)定。熱處理畸變較大的應(yīng)用也較廣泛，主要用于中型汽車的變速齒輪和輕型汽車的后橋主、被動(dòng)齒輪等，其機(jī)械性能和淬透性較好，熱處理畸變較小，脆斷抗力較高，生產(chǎn)中確保20CrMo鋼的淬透性、純凈度和晶粒度非常重要。鋼的淬透性主要取決于化學(xué)成分，此外晶粒度主要通過熱處理控制。在滲碳過程中，20CrMo鋼晶粒小于或等于6級(jí)才能確保齒輪的疲勞壽命達(dá)到要求" ?？赏ㄟ^模擬加熱爐分段加熱來分析20CrMo鋼的晶粒長大傾向，研究以不同速率加熱的鋼的晶粒尺寸和均勻性。

20CrMo鋼不同速率分段加熱奧氏體化

(1)20CrMo鋼珠光體開始轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體的溫度約為730～770℃;珠光體和鐵素體完全轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體的溫度約為860~890℃;奧氏體成分均勻化的溫度約在890℃以上。隨著加熱速率的增大，奧氏體開始形成和完全奧氏體化的溫度提高。溫度的提高將導(dǎo)致奧氏體的形核點(diǎn)減少、形核率降低。

(2)根據(jù)J-M-A方程，由連續(xù)加熱奧氏體數(shù)據(jù)計(jì)算的激活能Q=6.014×103J/mol，相變參數(shù)n=0.607477，Ink。=62.44215。根據(jù)這些參數(shù)獲得鋼的奧氏體等溫形成動(dòng)力學(xué)曲線，得出溫度高于1073K需1000s才能完全奧氏體化。

(3)20CrMo鋼的鑄態(tài)組織為鐵素體和珠光體;加熱到約631℃時(shí)仍可以看到常溫組織晶界;溫度提高到約831℃時(shí)，熱蝕作用明顯，可看出白色奧氏體晶界;之后奧氏體晶粒長大形成等軸狀；高于1100℃，晶粒迅速長大。

20CrMo鋼的生產(chǎn)工藝路線為∶鐵水預(yù)處理→頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐→鋼包爐精煉(LF)→真空循環(huán)脫氣精煉(RH)→鈣處理→連鑄→熱軋

20CrMo圓鋼化學(xué)成分

碳 C ：0.17～0.24

硅 Si：0.17～0.37

錳 Mn：0.40～0.70

硫 S ：允許殘余含量≤0.035

磷 P ：允許殘余含量≤0.035

鉻 Cr：0.80～1.10

鉬 Mo：0.15～0.25

鎳 Ni：允許殘余含量≤0.25

銅 Cu：允許殘余含量≤0.3

20CrMo圓鋼機(jī)械性能

抗拉強(qiáng)度 σb (MPa)：≥885(90)

屈服強(qiáng)度 σs (MPa)：≥685(70)

伸長率 δ5 (%)：≥12

斷面收縮率 ψ (%)：≥50

沖擊功 Akv (J)：≥78

沖擊韌性值 αkv (J/cm2)：≥98(10)

硬度 ：≤197HB

試樣尺寸：試樣毛坯尺寸為15mm