20Gr钢比相同含碳量的碳素钢的强度和淬透性都明显地高，油淬到半马氏体硬度的淬透性为Φ20～23mm。这种钢淬火低温回火后具有良好的综合力学性能，低温冲击韧性良好，回火脆性不明显。渗碳时钢的晶粒有长大倾向，所以要求二次淬火以提高心部韧性，不宜降温淬火。当正火后硬度为HB170～217时相对切削加工性约为65%，焊接性中等，焊前应预热到100～150℃，冷变形时塑性中等。该钢使用于制造中、小型塑料模具。为了提高模具型腔的耐磨性，模具成型后需要进行渗碳处理，然后再进行淬火和低温回火，从而保证模具表面具有很高硬度、高耐磨性而心部具有很好的韧性。对于使用寿命要求不很高的模具，也可以直接进行调质处理
化学成分

20Gr钢的化学成分示于表4-11-1。

表4-11-1  20Gr钢的化学成分（GB/T3077-1990）ω/%

C

Si

Mn

Cr

P

S

0.18～0.24

0.17～0.37

0.50～0.80

0.70～1.00

≤0.030

≤0.030

物理性能

20Gr钢的物理性能示于表4-11-2和表4-11-3,其密度为7.83t/m3

表4-11-2  20Gr钢的临界温度

临界点

Ac1

Ac3

Ar3

Ar1

温度（近似值）/℃

765

863

799

702

  

表4-11-3  20Gr钢的线（膨）胀系数

温度/℃

20～100

20～200

20～300

20～400

20～500

20～600

线（膨）胀系数/C-1

11.3×10-6

11.6×10-6

12.5×10-6

13.2×10-6

13.7×10-6

14.2×10-6

热加工

20Gr钢的热加工工艺示于表4-11-4。

表4-11-4  20Gr钢的热加工工艺

加热温度/℃

开始温度/℃

终止温度/℃

冷却方法

1220

1200

≥800

堆冷

热处理

20Gr钢的热处理示于表4-11-5，与热处理有关的性能示于表4-11-6～表4-11-8。与热处理有关的曲线示于图4-11-1～图4-11-10。

表4-11-5  20Gr钢的热处理

项目

退火

正火

高温回火

淬火

回火

渗碳

温度/℃

650～680

870～900

700～720

860～880

240～330

890～910

冷却

炉冷

空气

空气

油或水

油或空气

  

硬度（HB）

≤179

≤270

≤179

  

≤250

  

  

项目

一次淬火

二次淬火

回火

渗碳

淬火

回火

温度/℃

860～890

780～820

170～190

890～910