DIN 1652-3 17Cr3：冷拔、车光、软退火钢材，专为高耐磨应用设计
材料概述
17Cr3 钢 (DIN 1652-3) 经过冷拔、精车 (车光) 和软退火复合处理，专为制造高磨损工况下的小型精密零件而设计。典型应用涵盖汽车发动机凸轮轴、活塞销、气缸套，以及液压元件、纺织机械中的高耐磨轴销、衬套。材料最低使用温度 -25°C，最佳适用公称直径 25 mm 以内。复合工艺确保材料具备优异的尺寸精度、表面完整性、均匀的球化退火组织和良好的后续渗碳响应能力。
化学成分 (质量分数 %)
| 元素 | 含量范围 |
|---|---|
| 碳 (C) | 0.14 - 0.20 |
| 铬 (Cr) | 0.60 - 0.90 |
| 锰 (Mn) | 0.40 - 0.70 |
| 硅 (Si) | ≤ 0.40 |
| 磷 (P) | ≤ 0.040 |
| 硫 (S) | ≤ 0.035 |
物理性能
| 性能 | 温度 (°C) | 数值 | 单位 |
|---|---|---|---|
| 密度 | 20 | 7.82 | g/cm³ |
力学性能 (软退火/冷拔车光交付态)
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 |
硬度与泊松比
| 性能 | 条件 | 数值 | 单位 | 备注 |
|---|---|---|---|---|
| 布氏硬度 (HBW) | 20°C | 174 | - | 软退火态上限，利于切削 |
| 泊松比 | 23°C | 0.29 | - | 典型铬钢值 |
热物理性能
热膨胀系数
| 温度 (°C) | 平均线膨胀系数 (×10⁻⁶/K) |
|---|---|
| -100 | 10.8 |
| 20 | 11.9 |
| 100 | 12.5 |
| 200 | 13.0 |
| 300 | 13.6 |
| 400 | 14.1 |
| 500 | 14.5 |
| 600 | 14.9 |
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 | 39.6 | 461 | 11.0 |
| 100 | 41.0 | 479 | 10.6 |
| 200 | 41.0 | 499 | 9.9 |
| 300 | 39.9 | 517 | 9.0 |
| 400 | 38.1 | 536 | 8.1 |
| 500 | 35.9 | 558 | 6.9 |
| 600 | 33.6 | 587 | 5.7 |
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 | 2.63 |
| 100 | 3.12 |
| 200 | 3.85 |
| 300 | 4.70 |
| 400 | 5.71 |
| 500 | 6.88 |
| 600 | 8.25 |
交付状态工艺解析与应用价值
三重工艺协同效应
- 软退火 (球化退火)： 680-720°C 等温/循环退火，获得级别 3-4 球化珠光体 (GB/T 13299)，硬度 174 HBW，消除锻造/轧制残余应力，实现最佳切削加工性。
- 冷拔强化： 变形量 15-25%，细化晶粒，提高屈服强度 ~300 MPa，抗拉强度 ~670-750 MPa，显著改善尺寸精度 (直径公差 h9/h10) 和表面光洁度。
- 精车 (车光/光亮车削)： 去除冷拔表面微观缺陷，控制表面粗糙度 Ra ≤ 1.6 μm，圆柱度、同轴度优于 IT7 级，消除表面脱碳层风险。
核心应用价值
- “即收即用”生产模式： 无需客户端退火、矫直、粗车，直接上 CNC 精加工 → 渗碳淬火 → 磨削，缩短制造周期 30-50%。
- 极致尺寸一致性： 批次间直径波动 ≤ 0.01 mm，长度公差 ±0.5 mm，适配自动化送料、机械手抓取。
- 表面完整性保障： 无氧化皮、裂纹、划伤、脱碳层 (深度 < 0.03 mm)，渗碳淬火后表面硬度均匀性高。
- 渗碳性能稳定： 均匀球化组织保证渗碳层碳浓度梯度平滑，避免网状碳化物，渗层硬度 58-62 HRC，有效渗层深度偏差 < ±0.1 mm。
- 高耐磨可靠性： 铬合金化细化渗层碳化物，配合心部韧性，使凸轮轴凸轮轮廓磨损寿命提升 2-3 倍 (对比 45 钢表面硬化)。
典型应用清单
- 汽车动力总成： 凸轮轴 (空心/实心)、指叉滚轮、挺柱、可变气门正时 (VVT) 齿轮、高压油泵柱塞。
- 燃油系统： 喷油嘴针阀体、共轨系统高压连接件。
- 传动系统： 小模数行星齿轮 (m ≤ 2.5)、差速器行星齿轮轴、同步器花键毂。
- 液压/气动元件： 柱塞泵缸体、配流盘、高压阀芯、气缸活塞杆 (小直径)。
- 精密机械： 主轴轴承套圈、丝杠支撑座、导轨滑块、分度盘蜗轮。
质量保证与检测建议
- 入库检验：尺寸全检 (两向三点)、表面目检、硬度抽检 (每批 3 根，每根两端)、化学成分复验 (炉批号追溯)。
- 渗碳后质控：金相检测渗层深度/组织 (每炉首末件)、表面硬度分布、心部硬度、渗层显微硬度梯度 (HV0.1, 0.05mm 间距)。
- 失效分析依据：保留热号、工艺卡、热处理炉次记录 ≥ 5 年，支持全生命周期追溯。
金属
- DIN 1652-3 20MoCr4 软退火钢材：冷拔/车光/软退火，高性能应用首选
- DIN 1652-3 20MoCrS4 钢 - 冷拔、车光及软退火，优异耐磨与力学性能
- DIN 1652-3 22CrMoS3-5：冷拉/车光软退火钢，汽车机械高性能应用
- 25CrMo4 钢：EN 10277-5 冷拉软退火，高强高韧，耐低温 -40°C
- EN 10277-5 25CrMoS4 冷拔/车削/软退火钢——高强度易切削工程钢
- DIN 1652-3 17CrNiMo6 冷拔车光软退火钢 —— 高韧性高心部强度渗碳钢
- DIN 1652-3 20Cr4 钢材：冷拔/车削软退火态，面向高耐磨应用的最佳预处理状态
- 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 20MnCrS5 钢：优质冷拔车光、软退火处理，高性能应用首选
- DIN 1652-3 15CrNi6 等级：冷拔或车削及软退火钢，用于高强度汽车和机械应用
- DIN 1652-3 16MnCr5 钢：冷拔或车削，软退火，用于高强度应用
- DIN 1652-3 16MnCrS5：冷拔、车光、软退火钢材，专为汽车齿轮、轴类与转向件设计