20CrMnTi
钢
合金结构钢
数据完整度
87
性能良好的渗碳齿轮钢 加 Ti 细化晶粒 过热敏感性小 渗碳淬火后表面硬而耐磨、心部强韧。
别名 / 旧代号20CrMnTi#20铬锰钛
- 典型用途
- 汽车变速箱齿轮 齿圈 齿轮轴 十字头 爪形离合器 蜗杆 重载传动件
- 英文名
- 20CrMnTi carburizing alloy structural steel
GB/T 3077-2015 · 化学成分表 / 力学性能表
相近牌号
按需求找更多 →按已录入性能数据的属性指纹计算，仅供初筛
怎么读数值：≥ / ≤标准保证值，可当验收依据典型值手册 / 厂商常见值，仅供参考置信度 A–FA 已核原文 · D 手册值 · F 公认常数
关键性能速览
取默认状态下的最优口径；带 ≥ / ≤ 的是标准保证值，其余为典型值或实测值- 弹性模量 E
- 210.0 GPaD
- 泊松比 ν
- 0.3F
- 密度 ρ
- 7.85 g/cm³D
- 屈服强度 Re
- ≥835MPaC淬火 880/870℃油冷 + 200℃回火
- 抗拉强度 Rm
- ≥1080MPaC淬火 880/870℃油冷 + 200℃回火
- 断后伸长率 A
- 10 %
热处理状态与交货状态
QT200默认淬火 880℃ · 介质 油 · 回火 200℃
工艺
调质（淬火 + 高温回火）
说明
标准力学性能表所对应的热处理制度（试样毛坯 15mm） 非渗碳态
ANN退火 870℃
工艺
退火
说明
标准给出的硬度上限（≤217 HBW）适用于退火或高温回火状态
AR
说明
交货状态通常为热轧或退火
CARB-Q淬火 840℃ · 介质 油 · 回火 190℃
工艺
渗碳
说明
齿轮实际服役状态 表面与心部性能差异大 须分别取值
N930正火 930℃
工艺
正火
说明
改善切削加工性 为渗碳作组织准备
力学性能
弹性模量 E210GPa
★ 温度升高显著下降 热-力耦合分析请按实际温度取值
室温拉伸弹性模量 常见资料也取 206~209 GPa
剪切模量 G81GPa
推算值 非实测
由 E=210 ν=0.30 推算为 80.8 GPa
泊松比 ν0.3
★★ 工程上几乎从不实测泊松比 此值不是该牌号的试验数据 仅用于常规弹性分析
钢的通用假设值
屈服强度 Re≥835MPa
个别资料写作 ≥850MPa 需核对原文
屈服点 σs 保证值
抗拉强度 Rm≥1080MPa
该制度为直接淬火+低温回火 不是渗碳态
试样毛坯 15mm 经 880/870℃油淬 + 200℃回火后的验收最低保证值
断后伸长率 A≥10%
★ 数值强烈依赖标距 不可混比
δ5 断后伸长率
断面收缩率 Z≥45%
断面收缩率 ψ
硬度≤217HBW×3
硬度与强度之间禁止跨标尺自动换算；该硬度是交货（供货/退火）状态的上限值 与表中抗拉/屈服（试样经淬火回火后的验收值）不是同一状态 不可把两者当作同一热处理态配对解读 也不可由该硬度反推抗拉强度
退火或高温回火状态交货硬度上限
区间宽 实际取决于截面与冷却条件
正火态 156~207 HBW 取中值
★ 表面与心部性能差异极大 建模时须分区赋材料属性 不可整体套用表面硬度
渗碳淬火+低温回火后表面 56~62 HRC；心部 35~40 HRC
冲击吸收能量 K≥55J
★★ GB/T 3077 用 U 型缺口 KU2，部分资料记作 Akv，缺口类型必须核对标准原文后方可用于设计
多数资料记 Akv/KV2 ≥55J
物理性能
密度 ρ7.85g/cm³
非该牌号实测值 精密质量或惯量计算建议实测
钢通用值 合金成分波动可引起 1~2% 差异
热性能
导热系数 k50W/(m·K)
非该牌号实测值 合金钢实际可能低至 40~45 W/(m·K)
碳素钢与低合金钢通用参考值 合金元素含量升高时下降
比热容 cp460J/(kg·K)
随温度升高而增大 居里点附近变化剧烈
通用参考值
线膨胀系数 α12×10⁻⁶/K
★ α 是区间平均值不是点值 区间越宽平均 α 越大 不可与 20~200℃ 的值混用
20~100℃ 区间平均 α
电性能
电阻率 ρe24μΩ·cm
与 45 钢记录的 0.122 μΩ·m 量级不一致 需核对来源口径
厂商技术资料 记作 0.24 μΩ·m（即 24 μΩ·cm）
化学成分（熔炼分析）
含量单位为质量分数 %
| 元素 | 最小 % | 最大 % | 典型 % | 类型 | 置信 | 备注 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| C | 0.17% | 0.23% | — | 规定元素 | C | — |
| Cr | 1% | 1.3% | — | 规定元素 | C | — |
| Fe | — | — | 96.2% | 规定元素 | C | — |
| Mn | 0.8% | 1.1% | — | 规定元素 | C | — |
| P | — | 0.03% | — | 规定元素 | C | 优质钢 0.030；高级优质钢 0.020 |
| S | — | 0.03% | — | 规定元素 | C | 优质钢 0.030；高级优质钢 0.020；特级优质钢 0.010 |
| Si | 0.17% | 0.37% | — | 规定元素 | C | — |
| Ti | 0.04% | 0.1% | — | 规定元素 | C | 细化晶粒 降低过热敏感性 |
| Cu | — | 0.3% | — | 残余元素 | C | 残余元素 |
| Ni | — | 0.3% | — | 残余元素 | C | 残余元素 |
工艺适用性
「适用」= 常规设备即可做；「受限」= 能做但需附加条件；「不宜」= 技术上可行但不推荐；「不涉及」= 该工艺对本类材料不成立，收起在下方。
共 18 项工艺适用14受限3不涉及1
冷成形（冷镦/冷挤压）受限
工艺参数
室温，多道次需中间退火
预期效果
加工硬化提高强度、尺寸精度高
限制
含碳/合金量较高，冷成形塑性有限，大变形需中间退火
置信
D
锻造适用
工艺参数
始锻 1100~1250℃、终锻 ≥800℃
预期效果
细化晶粒、压实组织、流线分布提升疲劳性能
限制
终锻温度过低会开裂
置信
D
退火适用
工艺参数
Ac3 以上 30~50℃ 炉冷（完全退火）
预期效果
软化、改善切削加工性、消除内应力
限制
冷却慢、周期长、成本高于正火
置信
D
正火适用
工艺参数
Ac3/Accm 以上 30~50℃ 空冷
预期效果
细化晶粒、均匀组织、改善切削性、强度高于退火态
限制
厚截面空冷后心部组织可能不均匀
置信
D
调质（淬火 + 高温回火）适用
工艺参数
淬火 + 500~650℃ 高温回火（调质）
预期效果
回火索氏体，强度与韧性匹配最佳
限制
★ 回火温度对性能影响极大，不可混用
置信
D
淬火适用
工艺参数
Ac3 以上 30~50℃ 水/油/PAG 冷却
预期效果
获得马氏体，硬度大幅提高
限制
★ 水淬开裂与变形倾向大，截面 >25mm 建议改油淬或 PAG 介质
置信
D
球化退火受限
工艺参数
Ac1 上下循环或等温球化
预期效果
碳化物球化，进一步软化、改善冷成形
限制
中碳钢球化必要性低于高碳工具钢
置信
D
去应力退火适用
工艺参数
550~650℃ 保温后缓冷
预期效果
消除机加工与焊接残余应力，力学性能基本不变
限制
温度过高会显著降低调质或时效后的强度
置信
D
回火适用
工艺参数
150~650℃ 按目标硬度选择，保温 1~2h
预期效果
消除淬火应力、调整硬度与韧性
限制
200~350℃ 一类回火脆性；含 Mn 钢 450~650℃ 缓冷有二类回火脆性，建议回火后快冷
置信
D
电弧焊受限
工艺参数
预热 100~250℃、焊后去应力
预期效果
可焊，但须严格执行预热与焊后热处理
限制
★ 碳当量偏高，热影响区易淬硬开裂；受压/承力焊缝须做焊接工艺评定
置信
D
磨削适用
工艺参数
砂轮磨削
预期效果
淬硬件的主要精加工手段，高精度低粗糙度
限制
注意磨削烧伤与磨削裂纹，需充分冷却
置信
D
切削加工适用
工艺参数
车/铣/钻，退火或正火态最佳
预期效果
退火/正火态切削性较好
限制
★ 淬火/调质态硬度高，切削性差、刀具磨损快；建议粗加工在热处理前
置信
D
感应淬火适用
工艺参数
高频/中频加热至 Ac3 以上后喷水冷却
预期效果
表面 HRC 50~58 淬硬层 1~5mm，心部保持韧性
限制
需先正火或调质做预处理；形状复杂处易开裂
置信
D
喷丸强化适用
工艺参数
钢丸/陶瓷丸，覆盖率 >98%，阿尔门强度 0.1~0.6mmA
预期效果
引入表面压应力，显著提高疲劳寿命
限制
对表面粗糙度有不利影响
置信
D
渗碳适用
工艺参数
900~930℃ 渗碳后淬火 + 低温回火
预期效果
表面高碳高硬度（58~62HRC），心部保持韧性
限制
需控制渗层深度与变形
置信
D
氮化（渗氮）适用
工艺参数
500~580℃ 气体/离子氮化 20~70h
预期效果
表面硬度极高、变形小、耐磨耐蚀
限制
硬化层薄（0.2~0.6mm）不耐冲击；需先调质获心部强度
置信
D
碳氮共渗（软氮化）适用
工艺参数
550~580℃ 1~4h
预期效果
薄层高硬度，提高耐磨与抗咬合
限制
层深更浅，仅适用于轻载
置信
D
另有 1 项工艺对本材料不涉及（阳极氧化）展开 ›
- 阳极氧化表面处理阳极氧化是铝、钛等阀金属的表面处理工艺，钢铁不适用
跨体系牌号对照
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