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20CrNiMo结构钢是中国国家标准（GB/T 3077-2015）规定的一种低碳镍铬钼合金渗碳结构钢，广泛用于制造承受高负荷、要求良好韧性和耐磨性的机械零件。
基本特性
- 类型：合金结构钢（渗碳钢）
- 统一数字代号：A50202
-
对应国际标准牌号：
- 美国 AISI/SAE：8620
- 日本 JIS：SNCM220
- 德国 DIN：1.6523（20NiCrMo2）
- 国际 ISO：20NiCrMo2
化学成分（质量分数，%）
| 元素 | 含量范围 |
|---|---|
| 碳 C | 0.17～0.23 |
| 硅 Si | 0.17～0.37 |
| 锰 Mn | 0.60～0.95 |
| 铬 Cr | 0.40～0.70 |
| 镍 Ni | 0.25～0.75（部分资料为0.35～0.75）12 |
| 钼 Mo | 0.20～0.30 |
| 硫 S | ≤0.035（允许残余） |
| 磷 P | ≤0.035（允许残余） |
| 铜 Cu | ≤0.30（允许残余） |
注：不同资料对镍含量下限略有差异，GB/T 3077-2015 明确为 0.25～0.75% 1，但部分行业应用或改型（如20CrNiMoA）采用 0.35～0.75% 57。
力学性能（热处理状态：850℃油淬 + 200℃空冷回火）
- 抗拉强度 ≥ 980 MPa
- 屈服强度 ≥ 785 MPa
- 伸长率 ≥ 9%
- 断面收缩率 ≥ 40%
- 冲击功 Akv ≥ 47 J
- 冲击韧性 ≥ 59 J/cm²
- 布氏硬度（退火/高温回火） ≤ 197 HB
主要特点
- 高淬透性：虽镍含量仅为20CrNi钢的一半，但因添加 钼（Mo） 和适当提高 锰（Mn），淬透性仍优于20CrNi，且强度更高。
- 无回火脆性：适合在较高温度下长期使用。
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良好的工艺性能：
- 焊接性好，冷裂倾向小
- 可切削性及冷应变塑性良好
- 耐温性：因含钼，可在 工作温度低于250℃ 的非腐蚀性介质中使用。
典型应用领域
- 汽车工业：变速箱齿轮、发动机连杆、曲轴、传动支架等
- 石油机械：牙轮钻头的牙爪、牙轮体（替代12CrNi3钢）
- 能源装备：汽轮机齿轮、转子、内燃机汽门锻件
- 其他：高压管、光伏玻璃压延辊、封隔器卡瓦等
热处理规范
- 常规热处理：850℃油淬 + 200℃空冷回火
- 渗碳处理：渗碳温度930℃，一次淬火820–840℃
- 临界温度：Ac1 = 725℃，Ac3 = 810℃，Ms = 396℃
- 热加工温度：加热1200℃，始锻1180℃，终锻850℃
