DIN 1652-3 20CrS4 钢材：冷拔/车光+铁素体-珠光体处理，兼顾高耐磨与易切削
材料概述
DIN 1652-3 标准 20CrS4 是在 20Cr4 基础上加入较高硫含量（0.02-0.035%）的易切削铬钢。经冷拔/车光处理并控制铁素体-珠光体组织，该材料在保持高耐磨性能的同时，显著提升切削加工效率。专为汽车与机械工程中高磨损且需精密加工的零件设计，典型应用：凸轮轴、活塞销、齿轮等。适用温度低至 -25°C，最佳适用公称尺寸 5-10 mm 范围内的小型精密零件。
材料特性数据表
基本物理性能
| 性能项目 | 温度条件 | 数值 |
|---|---|---|
| 密度 | 20.0 °C | 7.83 g/cm³ |
力学性能
| 性能项目 | 温度条件 | 数值 |
|---|---|---|
| 弹性模量 | -100.0 °C | 217 GPa |
| 20.0 °C | 212 GPa | |
| 100.0 °C | 207 GPa | |
| 200.0 °C | 199 GPa | |
| 300.0 °C | 192 GPa | |
| 400.0 °C | 184 GPa | |
| 500.0 °C | 175 GPa | |
| 600.0 °C | 164 GPa | |
| 布氏硬度 | 20.0 °C | 145 - 192 HBW |
| 泊松比 | 20.0 °C | 0.28 |
热学性能
| 性能项目 | 温度条件 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 线膨胀系数 | -100.0 °C | 1.05E-5 1/K | |
| 20.0 °C | 1.15E-5 1/K | ||
| 100.0 °C | 1.21E-5 1/K | ||
| 200.0 °C | 1.27E-5 1/K | ||
| 300.0 °C | 1.32E-5 1/K | ||
| 400.0 °C | 1.36E-5 1/K | ||
| 500.0 °C | 1.4E-5 1/K | ||
| 600.0 °C | 1.44E-5 1/K | ||
| 长期最高使用温度 | - | -25 ~ 0 °C | |
| 熔点 | - | 1382 - 1529 °C | 典型铬钢范围 |
| 比热容 | -100.0 °C | 423 J/(kg·K) | |
| 20.0 °C | 461 J/(kg·K) | ||
| 100.0 °C | 479 J/(kg·K) | ||
| 200.0 °C | 499 J/(kg·K) | ||
| 300.0 °C | 517 J/(kg·K) | ||
| 400.0 °C | 536 J/(kg·K) | ||
| 500.0 °C | 558 J/(kg·K) | ||
| 600.0 °C | 587 J/(kg·K) | ||
| 热导率 | 20.0 °C | 45.1 W/(m·K) | |
| 100.0 °C | 45.1 W/(m·K) | ||
| 200.0 °C | 44.1 W/(m·K) | ||
| 300.0 °C | 41.9 W/(m·K) | ||
| 400.0 °C | 39.4 W/(m·K) | ||
| 500.0 °C | 36.9 W/(m·K) | ||
| 600.0 °C | 34.4 W/(m·K) | ||
| 热扩散率 | 20.0 °C | 12.5 mm²/s | |
| 100.0 °C | 11.6 mm²/s | ||
| 200.0 °C | 10.6 mm²/s | ||
| 300.0 °C | 9.5 mm²/s | ||
| 400.0 °C | 8.4 mm²/s | ||
| 500.0 °C | 7.1 mm²/s | ||
| 600.0 °C | 5.8 mm²/s |
电学性能
| 性能项目 | 温度条件 | 数值 |
|---|---|---|
| 电阻率 | 20.0 °C | 2.31E-7 Ω·m |
| 100.0 °C | 2.84E-7 Ω·m | |
| 200.0 °C | 3.58E-7 Ω·m | |
| 300.0 °C | 4.48E-7 Ω·m | |
| 400.0 °C | 5.52E-7 Ω·m | |
| 500.0 °C | 6.71E-7 Ω·m | |
| 600.0 °C | 8.06E-7 Ω·m |
化学成分 (质量分数 %)
| 元素 | 含量范围 |
|---|---|
| 碳 (C) | 0.17 - 0.23 |
| 铬 (Cr) | 0.90 - 1.20 |
| 锰 (Mn) | 0.60 - 0.90 |
| 磷 (P) | ≤ 0.04 |
| 硅 (Si) | ≤ 0.40 |
| 硫 (S) | 0.02 - 0.035（易切削设计） |
易切削机理与加工优势
硫元素在钢中形成细小分散的 MnS 包裹物，作为切削断屑器和润滑相，带来显著加工优势：
- 刀具寿命提升 2-3 倍，降低刀具成本
- 切削速度可提高 30-50%，缩短加工周期
- 表面粗糙度改善 1-2 级，减少后续磨削工序
- 断屑可控性强，适配自动化数控加工线
注意：硫含量虽利于切削，但会略微降低横向韧性与焊接性。对于关键受力零件，建议避免焊接，或采用低氢型焊材并严格控制预热/层间温度。
金属
- DIN 1652-3 20MoCr4 钢材：冷拔/车光铁素体-珠光体组织，高性能齿轮轴用钢
- DIN 1652-3 20MoCrS4 钢材：铁素体-珠光体冷拔，易切削高性能齿轮轴钢
- DIN 1652-3 20MoCrS4 钢 - 冷拔或剥皮、铁素体-珠光体处理，用于高性能应用
- DIN 1652-3 22CrMoS3-5 钢 - 铁素体-珠光体热处理与冷拔，高性能汽车部件用钢
- DIN 1652-3 22CrMoS3-5：冷拉/剥皮铬钼钢，铁素体-珠光体组织，高性能应用
- DIN 1652-3 20Cr4 铬钢 —— 铁素体-珠光体结构冷拔钢，耐磨应用首选
- DIN 1652-3 20Cr4 冷拔/车光钢：铁素体-珠光体组织的高耐磨应用材料
- DIN 1652-3 20CrS4 冷拔钢：高耐磨与卓越易切削性能的完美平衡
- DIN 1652-3 20CrS4：面向汽车与机械工程的高耐磨、高易切削结构钢
- DIN 1652-3 20CrS4 钢：铁素体-珠光体处理与冷拔，适用高磨损场合
- DIN 1652-3 20MnCrS5 钢：铁素体-珠光体组织与冷拔加工
- DIN 1652-3 20MnCrS5 钢：冷拔或车光、铁素体-珠光体处理，高强度好加工