20CrMo是一种应用广泛的中等淬透性铬钼合金结构钢。相比之前介绍的35CrMo，它的碳含量更低，因此在保持良好强度的同时，具有更优的韧性和焊接性。以下是其详细信息汇总。
20CrMo基本信息
- 牌号：20CrMo
- 执行标准：中国国家标准 GB/T 3077-2015 《合金结构钢》
- 归类：低碳渗碳/调质合金结构钢
- 命名规则：“20”表示平均碳（C）含量为0.20%；“CrMo”表示主要合金元素为铬（Cr）和钼（Mo）。
20CrMo化学成分
下表为20CrMo的化学成分要求（质量分数，%）。
元素
规定含量
元素
规定含量
碳 (C)
0.17 ~ 0.24
铬 (Cr)
0.80 ~ 1.10
硅 (Si)
0.17 ~ 0.37
钼 (Mo)
0.15 ~ 0.25
锰 (Mn)
0.40 ~ 0.70
镍 (Ni)
≤ 0.030
硫 (S)
≤ 0.035
铜 (Cu)
≤ 0.030
磷 (P)
≤ 0.035
20CrMo热处理与典型力学性能
20CrMo通常采用渗碳+淬火+低温回火或调质（淬火+高温回火） 处理，以获得不同性能。下表为棒材经调质处理后的典型性能。
20CrMo热处理工艺
力学性能（≥，试样毛坯尺寸Φ25mm）
淬火：880℃，水冷或油冷
抗拉强度 (Rm)：885 MPa
回火：500℃，水冷或油冷
屈服强度 (ReL)：685 MPa
断后伸长率 (A)：12%
断面收缩率 (Z)：50%
冲击功 (AkU)：78 J
注：
- 渗碳处理：表面可获得极高硬度（HRC 58-62）和耐磨性，同时心部保持强韧。这是其最常见、最具价值的热处理方式。
- 性能差异：采用渗碳+淬火工艺时，其整体强度指标（如Rm）通常低于上表调质态数据，但表面硬度和抗疲劳性能更优。
20CrMo主要特性
- 高强度与良好韧性平衡：碳含量适中，淬火回火后具有较高的强度和良好的塑性、韧性综合性能。
- 较高淬透性：铬和钼元素的加入，使其淬透性显著优于同等碳含量的碳素钢，可制造截面尺寸较大的零件。
- 焊接性尚可：相比35CrMo等高碳铬钼钢，20CrMo的焊接性有显著改善，属于可焊接的合金结构钢。但仍需采取预热（~200℃）和焊后热处理等严格工艺措施。
- 抗疲劳性能好：特别适合制造承受交变载荷的零件。
20CrMo与35CrMo的核心区别
特性
20CrMo
35CrMo
碳含量
较低 (~0.20%)
较高 (~0.35%)
20CrMo核心性能
韧性、塑性更优，焊接性更好
强度、硬度更高，淬透性更好
20CrMo热处理重点
常用于渗碳+表面淬火，制造耐磨零件
主要用于整体调质，制造高强度结构件
焊接性
相对较好，可焊接（需严格工艺）
差，一般不推荐焊接
20CrMo典型应用
齿轮、活塞销、高压管件
主轴、连杆、高强度螺栓
20CrMo主要应用领域
- 齿轮与传动件：汽车、机床的变速箱齿轮、主动轴、活塞销等（经渗碳处理）。
- 高压管件与紧固件：石油化工、电站设备中的高压管道、法兰、螺栓、螺母。
- 风电行业：风力发电机组的高强度连接螺栓。
- 其他结构件：需要综合性能良好的重要轴类、拉杆等。
20CrMo使用注意事项
- 明确热处理状态：采购和使用时必须明确材料是以热轧/退火态交货，还是以热处理（正火、调质）状态交货，这直接决定其加工和最终性能。
- 焊接仍需谨慎：虽然焊接性优于35CrMo，但仍属于低合金钢焊接工艺，需制定严格的焊接工艺规程（WPS），包括预热、低氢焊材、焊后热处理等，以防冷裂纹。
- 非压力容器主体材料：与35CrMo一样，20CrMo不用于制造压力容器壳体，主要用于制造法兰、管件、螺栓等承压部件，遵循相关锻件或紧固件标准。
- 加工工艺顺序：对于需渗碳的零件，通常在渗碳前进行粗加工，渗碳淬火后进行精加工。
20CrMo总而言之，20CrMo是一款性能均衡、适用性广的合金结构钢，尤其适合需要表面耐磨而心部强韧的渗碳零件，是机械制造中的关键材料之一。
