一、钢号解析:20CrMnTi
20CrMnTi 是依据国家标准 GB/T 3077-2015《合金结构钢》定义的一种渗碳型合金结构钢,广泛应用于需要高强度与良好韧性的机械传动部件。
钢号含义说明:
- 20:表示平均含碳量为 0.20%(范围 0.17%~0.23%),属于低碳钢;
- Cr:铬元素,提升淬透性、强度和耐磨性;
- Mn:锰元素,增强硬度与淬透能力;
- Ti:钛元素,细化晶粒,抑制高温下奥氏体晶粒长大,提高组织稳定性。
因此,20CrMnTi 具备优异的渗碳性能、良好的心部韧性与表面硬度匹配能力,特别适合制造承受冲击载荷的重要齿轮类零件。
二、化学成分(典型范围)
| 元素 |
C |
Si |
Mn |
Cr |
Ti |
| 含量 (%) |
0.17~0.23 |
0.17~0.37 |
0.80~1.10 |
0.80~1.10 |
0.04~0.10 |
注:磷(P)≤ 0.035%,硫(S)≤ 0.035%,杂质控制严格,确保材料纯净度。
三、性能特点
- 高淬透性:因含 Cr、Mn 等合金元素,显著优于普通碳素钢;
- 优良渗碳响应:适合进行渗碳+淬火+低温回火处理;
- 表面高硬度、心部高韧性:经热处理后表面可达 58~64 HRC,心部保持强韧性;
- 加工性能良好:退火态下切削性能稳定,利于粗坯成型;
- 抗疲劳与耐冲击:适用于变速频繁、重载运行工况。
四、典型热处理工艺流程(以齿轮为例)
- 锻造 → 正火:消除应力,细化晶粒;
- 粗加工成形为齿轮粗坯;
- 渗碳处理:表面增碳至约 0.8~1.0%C,深度根据需求设定(如 1.0~2.0mm);
- 淬火 + 低温回火:形成表面硬化层与韧性芯部;
- 精加工(磨齿、珩齿等)完成最终尺寸精度。
五、主要应用领域
20CrMnTi 广泛用于制造各类重要传动齿轮,尤其在以下设备中表现突出:
| 应用场景 |
典型零部件示例 |
| 汽车传动系统 |
变速箱齿轮、差速器齿轮、主减速器齿轮、同步器齿圈 |
| 工程机械 |
行走机构齿轮、回转减速器齿轮 |
| 农业机械 |
拖拉机变速箱齿轮 |
| 通用机械设备 |
工业减速机齿轮、电机配套齿轮箱 |
| 航空辅助设备 |
小型传动齿轮(非主承力件) |
六、行业分类(依据 GB/T 4754-2017)
| 行业代码 |
行业名称 |
说明 |
| C3660 |
汽车零部件及配件制造 |
包括变速器、差速器齿轮等核心部件 |
| C343 |
物料搬运设备制造 |
叉车、工程车辆传动系统用齿轮 |
| C3811 |
发电机及发电机组制造 |
配套齿轮箱中的传动齿轮 |
| C341 |
锅炉及原动设备制造 |
工业齿轮箱、增速箱等 |
| C339 |
其他金属制品制造 |
定制化齿轮毛坯生产 |
七、产品名称分类
按加工阶段划分:
- 原材料:热轧/锻制圆钢(φ50~φ300mm)
- 毛坯状态:齿轮粗坯(锻造成形后正火处理)
- 半成品:调质齿轮、待渗碳齿轮
- 成品:渗碳淬火齿轮、精密磨齿齿轮
按结构形式划分:
按应用场景划分:
八、总结:20CrMnTi 的核心优势与市场定位
20CrMnTi 作为成熟可靠的渗碳合金钢,在中高端齿轮制造领域具有不可替代的地位。其综合力学性能优越,工艺适配性强,已成为汽车及装备制造业的关键基础材料之一。
企业若专注于该类齿轮粗坯生产,可重点布局汽车供应链体系,并通过质量认证(如 IATF 16949)提升竞争力。