DIN 1652-3 16MnCrS5 冷拔钢:高强度与高精度的完美结合
材料概述
16MnCrS5 冷拔钢 (DIN 1652-3) 专为汽车和机械工程中的关键零部件设计,兼具高心部强度与优异切削加工性。典型应用包括齿轮、传动轴、转向系统部件等。材料最低工作温度 -25°C,最佳适用公称直径 50 mm 以内。冷拔工艺赋予材料优异的尺寸精度、表面光洁度和提升的力学性能。
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 |
物理性能
| 性能 | 条件 | 数值 | 单位 |
|---|---|---|---|
| 密度 | 20°C | 7.85 | g/cm³ |
力学性能
弹性模量温度依赖性
| 温度 (°C) | 弹性模量 (GPa) |
|---|---|
| -100 | 217 |
| 20 | 212 |
| 100 | 207 |
| 200 | 199 |
| 300 | 192 |
| 400 | 184 |
| 500 | 175 |
| 600 | 164 |
室温关键力学指标
| 性能 | 数值 | 单位 |
|---|---|---|
| 抗拉强度 (Rm) | 720 - 820 | MPa |
| 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) | 平均线膨胀系数 (×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 |
工程应用优势
- 高强度: 抗拉强度 720-820 MPa,满足高载荷传动部件要求。
- 高精度: 冷拔工艺确保尺寸公差 IT9-IT10 级,表面粗糙度 Ra 1.6-3.2 μm,大幅减少精加工工时。
- 优异切削性: 含硫设计形成 MnS 包裹物,显著降低切削力和刀具磨损。
- 良好渗碳响应: 铬锰合金化保证渗层深度和硬度梯度,心部保持韧性。
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