21NiCrMoS2 钢：铁素体-珠光体处理与冷拔工艺，DIN 1652-3 认证
材料概述
21NiCrMoS2 是含硫易切削镍铬钼合金钢，符合 DIN 1652-3 标准。通过铁素体-珠光体处理结合冷拔工艺，该钢材在保持中等心部强度、高韧性和高疲劳强度的同时，显著提升了切削加工性能。主要用于汽车和机械工程中的耐磨承载零件，如齿轮、轴、车轴等。可在 -60°C 低温环境下可靠工作，最适用规格为公称尺寸 60 mm 以内。
主要特性
一般物理性能
| 性能项目 | 温度 | 数值 |
|---|
| 密度 | 20.0 °C | 7.84 g/cm³ |
力学性能
| 性能项目 | 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 HB |
| 泊松比 | 20.0 °C | 0.29 |
| 剪切模量 | 20.0 °C | 82.8 GPa |
热学性能
| 性能项目 | 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 | |
| 长期最高使用温度 | - | -60 ~ 0 °C | |
| 熔点 | - | 1382 – 1529 °C | 镍铬钼钢典型范围 |
| 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 | 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
| 性能项目 | 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) | 0.02 – 0.035 |
工艺特点与应用
21NiCrMoS2 通过添加硫（0.02–0.035%）形成硫化锰夹杂物，有效断裂切屑，大幅改善切削加工性，适合大批量自动车床加工。铁素体-珠光体处理赋予材料良好的冷变形能力和均匀硬度分布（145–292 HB），冷拔后尺寸精度高、表面质量优。渗碳淬火后表面硬度可达 58–62 HRC，芯部保持高韧性，是制造复杂精密耐磨零件（如花键轴、行星齿轮）的高性价比选择。
