DIN 1652-3 16MnCrS5 钢:铁素体-珠光体组织与冷拔工艺赋予卓越强度
材料概述
16MnCrS5 是一种符合 DIN 1652-3 标准的渗碳钢,广泛应用于汽车和机械工程中制造要求较高心部强度和良好切削加工性的大型零件,如齿轮、轴类和转向部件。该钢材最低使用温度可达 -25°C,最适宜的公称尺寸范围为 50 mm 以内。通过冷拔工艺获得铁素体-珠光体组织,显著提高了材料的强度和硬度,同时保持了良好的加工性能。
化学成分 (质量分数 %)
| 元素 | 含量范围 |
|---|---|
| 碳 (C) | 0.14 - 0.19 |
| 铬 (Cr) | 0.80 - 1.10 |
| 锰 (Mn) | 1.00 - 1.30 |
| 硅 (Si) | ≤ 0.40 |
| 磷 (P) | ≤ 0.040 |
| 硫 (S) | 0.020 - 0.035 |
注:硫含量较高旨在改善切削加工性能。
物理性能
| 性能 | 温度 (°C) | 数值 | 单位 |
|---|---|---|---|
| 密度 | 20 | 7.85 | g/cm³ |
力学性能
弹性模量随温度变化
| 温度 (°C) | 弹性模量 (GPa) |
|---|---|
| -100 | 217 |
| 20 | 212 |
| 100 | 207 |
| 200 | 199 |
| 300 | 192 |
| 400 | 184 |
| 500 | 175 |
| 600 | 164 |
其他力学性能 (室温)
| 性能 | 数值 | 单位 |
|---|---|---|
| 布氏硬度 (HBW) | 140 - 287 | - |
| 泊松比 (20°C) | 0.28 | - |
| 泊松比 (25°C) | 0.26 - 0.29 | - |
热物理性能
热膨胀系数
| 温度 (°C) | 线膨胀系数 (×10⁻⁶/K) |
|---|---|
| -100 | 10.5 |
| 20 | 11.5 |
| 100 | 12.1 |
| 200 | 12.7 |
| 300 | 13.2 |
| 400 | 13.6 |
| 500 | 14.0 |
| 600 | 14.4 |
热导率、比热容与热扩散率
| 温度 (°C) | 热导率 (W/m·K) | 比热容 (J/kg·K) | 热扩散率 (mm²/s) |
|---|---|---|---|
| -100 | - | 423 | - |
| 20 | 45.9 | 461 | 12.7 |
| 100 | 46.4 | 479 | 12.0 |
| 200 | 45.6 | 499 | 11.0 |
| 300 | 43.5 | 517 | 9.9 |
| 400 | 40.9 | 536 | 8.7 |
| 500 | 38.2 | 558 | 7.3 |
| 600 | 35.5 | 587 | 6.0 |
其他热性能
- 长期最高使用温度:-25 ~ 0 °C
- 熔点范围:1382 - 1529 °C (典型铬钢范围)
电学性能
| 温度 (°C) | 电阻率 (×10⁻⁷ Ω·m) |
|---|---|
| 20 | 2.27 |
| 100 | 2.76 |
| 200 | 3.46 |
| 300 | 4.31 |
| 400 | 5.32 |
| 500 | 6.48 |
| 600 | 7.81 |
典型应用与热处理建议
- 应用领域: 汽车变速箱齿轮、转向系统轴类、机械工程中承受中等载荷的渗碳零件。
- 热处理工艺: 典型渗碳工艺:900-930°C 渗碳,随后淬火 (800-830°C 油冷) 和低温回火 (150-200°C)。冷拔态下可直接进行渗碳处理。
- 优势: 高硫含量保证优异的切削加工性;冷拔工艺提供更高的尺寸精度和表面质量,减少后续加工余量。
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 钢材:冷拔/车光+铁素体-珠光体处理,兼顾高耐磨与易切削
- 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
- DIN 1652-3 20MoCr4 钢:铁素体-珠光体结构,冷拔高性能应用钢材