DIN 1652-3 21NiCrMo2 钢铁：铁素体-珠光体处理及冷拔钢，用于高性能机械应用
材料概述
21NiCrMo2（亦称 23NiCrMo2）是一种镍铬钼合金结构钢，广泛应用于汽车及机械工程领域，用于制造承受磨损载荷的关键零部件。该钢材具有中等心部强度、优异的韧性和高疲劳强度，典型应用包括齿轮、轴、车轴等。其最低使用温度可达 -60°C，最适宜的公称尺寸范围在 60 mm 以内。
物理与力学性能
一般性能
| 性能 | 温度 | 数值 |
|---|---|---|
| 密度 | 20.0 °C | 7.84 g/cm³ |
力学性能
| 性能 | 温度 | 数值 |
|---|---|---|
| 弹性模量 | -100.0 °C | 217 GPa |
| 20.0 °C | 212 – 212.78 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 – 292 HBW |
| 泊松比 | 20.0 °C | 0.29 |
| 剪切模量 | 20.0 °C | 82.8 GPa |
热学性能
| 性能 | 温度 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 线膨胀系数 | -100.0 °C | 1.05×10⁻⁵ 1/K | |
| 20.0 °C | 1.15×10⁻⁵ 1/K | ||
| 100.0 °C | 1.21×10⁻⁵ 1/K | ||
| 200.0 °C | 1.27×10⁻⁵ 1/K | ||
| 300.0 °C | 1.32×10⁻⁵ 1/K | ||
| 400.0 °C | 1.36×10⁻⁵ 1/K | ||
| 500.0 °C | 1.40×10⁻⁵ 1/K | ||
| 600.0 °C | 1.44×10⁻⁵ 1/K | ||
| 长期最高服务温度 | — | -60 ~ 0 °C | |
| 熔点 | — | 1382 – 1529 °C | 镍铬钼钢典型值 |
| 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 | 46.3 W/(m·K) | |
| 100.0 °C | 47.1 W/(m·K) | ||
| 200.0 °C | 46.2 W/(m·K) | ||
| 300.0 °C | 44.1 W/(m·K) | ||
| 400.0 °C | 41.3 W/(m·K) | ||
| 500.0 °C | 38.6 W/(m·K) | ||
| 600.0 °C | 35.9 W/(m·K) | ||
| 热扩散率 | 20.0 °C | 12.8 mm²/s | |
| 100.0 °C | 12.1 mm²/s | ||
| 200.0 °C | 11.1 mm²/s | ||
| 300.0 °C | 10.0 mm²/s | ||
| 400.0 °C | 8.8 mm²/s | ||
| 500.0 °C | 7.4 mm²/s | ||
| 600.0 °C | 4.7 mm²/s |
电学性能
| 性能 | 温度 | 数值 |
|---|---|---|
| 电阻率 | 20.0 °C | 2.25×10⁻⁷ Ω·m |
| 100.0 °C | 2.72×10⁻⁷ Ω·m | |
| 200.0 °C | 3.42×10⁻⁷ Ω·m | |
| 300.0 °C | 4.26×10⁻⁷ Ω·m | |
| 400.0 °C | 5.26×10⁻⁷ Ω·m | |
| 500.0 °C | 6.40×10⁻⁷ Ω·m | |
| 600.0 °C | 7.73×10⁻⁷ Ω·m |
化学成分（质量分数）
| 元素 | 含量范围 |
|---|---|
| 碳 (C) | 0.17 – 0.23 % |
| 铬 (Cr) | 0.40 – 0.70 % |
| 锰 (Mn) | 0.65 – 0.95 % |
| 钼 (Mo) | 0.15 – 0.25 % |
| 镍 (Ni) | 0.40 – 0.70 % |
| 磷 (P) | ≤ 0.04 % |
| 硅 (Si) | ≤ 0.40 % |
| 硫 (S) | ≤ 0.035 % |
典型应用领域
- 汽车变速箱齿轮、传动轴
- 工程机械关键受力轴类零件
- 高疲劳载荷下的连杆、曲轴
- 低温环境下工作的结构件（-60°C）
热处理建议
该钢材通常采用铁素体-珠光体处理（正火或调质）结合冷拔工艺，以获得最佳的强韧性匹配。对于表面耐磨要求高的零件，可进一步进行渗碳淬火或碳氮共渗处理。
金属
- EN 10277-4：20MnCrS5 铁素体-珠光体钢，具有规定硬度和冷拔表面
- 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