DIN 1652-3 21NiCrMoS2 冷拔钢：卓越耐磨性与疲劳强度
材料概述
21NiCrMoS2 冷拔钢符合 DIN 1652-3 标准，是一种含硫易切削镍铬钼合金结构钢。冷拔工艺赋予材料优异的尺寸精度、表面光洁度和加工硬化强化效果。该钢材具备中等心部强度、优异的切削加工性、高韧性和高疲劳强度，专为承受磨损载荷的车辆及机械工程零件设计，典型应用包括齿轮、传动轴、车轴等。可在 -60°C 低温环境下长期工作，最适用公称尺寸 ≤ 60 mm。
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 |
| 泊松比 | 20.0 °C | 0.29 |
| 剪切模量 | 20.0 °C | 82.8 GPa |
| 抗拉强度 | 20.0 °C | 750 – 820 MPa |
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 |
冷拔工艺优势与应用
冷拔工艺使 21NiCrMoS2 钢材获得更高的屈服强度（抗拉强度 750–820 MPa）和更好的尺寸公差控制（可达 h9/h10 级），表面粗糙度 Ra 可达 0.8–1.6 μm，可减少后续精加工工序。硫含量 0.02–0.035% 保证了优异的切削断屑性能，适合高速数控车削。渗碳淬火后表面硬度 58–62 HRC，有效硬化层深 0.8–1.2 mm，芯部硬度 30–35 HRC，兼顾耐磨性与抗冲击韧性。是汽车变速箱、差速器、转向系统中高精度传动零件的首选材料。
