20CrMnTi-20CrMnTi特性、化学成分、热处理工艺及应用
20CrMnTi钢为常用的渗碳型塑料模具钢，其淬透性高于20Cr钢，综合性能优于20Cr钢。
⒈20CrMnTi钢的特性改善体成分
⑴、20CrMnTi钢中加入Cr、Mn元素，主要是提高钢的淬透性。 ⑵、20CrMnTi钢中加入Ti元素主要是为了细化晶粒。
⑶、20CrMnTi钢淬火加热时，Cr、Mn、Si元素完全固溶于奥氏体中，提高钢的淬透性。Ti元素以碳化TiC形式钉扎于奥氏体晶界，阻止奥氏体晶粒的长大。
⑷、20CrMnTi钢淬火后，Cr、Mn、Si元素固溶强化基体组织，并改善基体组织的回火稳定性。 ⑸、20CrMnTi钢低温回火时，部分Cr、Mn元素从基体组织中扩散到析出的渗碳体Fe3C中，形成合金渗碳体（Cr、Mn、Fe）3C，改善其硬度。合金渗碳体（Cr、Mn、Fe）3C与碳化物TiC同基体组织一起共同作用，使钢产生较高的强度、硬度与耐磨性，同时保持良好的韧性。 ⑹、20CrMnTi钢渗碳或碳氮共渗后碳层均匀，加工和热处理工艺性能优良，不易出现过热，渗碳后可直接淬火，淬火变形小。
⑺、20CrMnTi钢正火后切削加工性能优良，相对加工性能为75%，表面粗糙度低。
⑻、由于Cr、Mn元素的加入，20CrMnTi钢易出现回火脆性，故回火温度须严格控制，一般控制在180~200℃范围内。
⒉20CrMnTi钢主要化学成分
0.17%~0.23%C、0.17%~0.37%Si、0.80%~1.10%Mn、1.00%~1.30%Cr、0.04%~0.10%Ti、≤0.035%P、≤0.030%S。
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⒊20CrMnTi钢的热处理工艺
20CrMnTi钢相变点为：Ac1740℃、Ac3825℃、Ar1650℃、Ar3730℃。
20CrMnTi钢始锻温度1200℃，终锻温度900℃，锻造后直尺寸100mm以下堆积冷却，直径尺寸100mm以上缓慢冷却。
20CrMnTi钢常见的热处理工艺
丛文景
热处理工艺 工艺参数 硬度要求 工艺特点
完全退火 加热860~880℃，保温，炉冷 ≤217HBS 消除残余应力，降低硬度
正火 加热920~950℃，保温，空冷 156~207HBS 加热温度在Ac3825℃线之上，细化晶粒，消除组织缺陷，以获得珠光体+少量铁素体组织
淬火 加热860~900℃，保温，油冷 48~54HRC 淬火温度高，淬透性中等，变形较大，硬度不高，耐磨性差
回火 加热500~650℃，保温2h，油冷 30~36HRC 回火索氏体组织
气体渗碳 加热900~920℃，以0.15~0.2mm/h计保温时间 加热温度不超过920℃，以避免晶粒长工大
渗碳后淬火与回火 淬火：加热820~850℃，保温后油冷 60~63HRC 心部保持良好韧性的同时，表层获得高的强度、硬度与耐磨性
2012年牛奶回火：加热180~200℃，保温2h，空冷 表：56~62HRC
心：35~40HRC
台湾气体碳氮共渗 共渗温度840~860℃，出炉油冷 60~65HRC 心部保持良好韧性的同时，表层获得高的强度、硬度、耐磨性与耐蚀性2010年1月3日
回火温度160~180℃，出炉空冷 表：58~62HRC
心：35~40HRC
固体渗硼 渗硼温度900℃，保温4h，油冷
(渗硼剂：85%SiC+10%B4C+5%KBF4)。渗层0.115~0.139mm 1689~1789HV0.1
表面形成高硬度的硼化物层而心部为淬火组织
⒋20CrMnTi钢的应用
20CrMnTi钢适宜制造几何形状复杂的塑料模具。
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