中碳合金钢冷轧板16MnCr5 和 20MnCr5，厚度规格最大为15mm

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一、 牌号基本信息与对应关系

这两种牌号属于欧洲标准的渗碳钢/表面硬化钢，相当于德国的DIN/EN
标准。它们的核心特点是低碳芯部韧性 + 高碳表面硬度。

  • 16MnCr5 (1.7131)
    • 归类： 渗碳钢，合金结构钢。
    • 核心特点： 碳含量较低，淬透性中等，在保证表面硬度的同时，芯部具有更好的韧性和塑性。是应用最广泛的齿轮用钢之一。
  • 20MnCr5 (1.7147)
    • 归类： 渗碳钢，合金结构钢。
  • 核心特点： 相比16MnCr5，碳含量稍高，因此芯部强度和淬透性也略有提高，但韧性稍低。同样是非常经典的齿轮和传动部件用钢。

成分对比（典型值，%）：

牌号 16MnCr5 20MnCr5

C 0.14-0.19 0.17-0.22

Si ≤0.40 ≤0.40

Mn 1.00-1.30 1.10-1.40

Cr 0.80-1.10 1.00-1.30

P ≤0.035 ≤0.035

S ≤0.035 ≤0.035

二、 关于“冷轧板”与厚度规格的说明

  1. 冷轧板特性
    • 您指定的冷轧板意味着材料是经过冷轧工艺生产的钢板/钢带。其特点是：
  • 尺寸精度高：厚度公差小，表面光洁度好（通常为光亮表面或银白表面）。
  • 机械性能优异：通过冷加工硬化，可获得较高的强度和硬度（交货状态）。
  • 可直接冲压成型：非常适合用于后续的精密冲压、弯曲、拉伸等加工，制造形状复杂的零件。
  1. 厚度最大15mm：对于中低碳合金钢，15mm厚度已经属于冷轧板中比较厚的规格。更常见的渗碳钢冷轧板（带）厚度在0.5mm ~ 6.0mm之间，用于制造轻型齿轮、齿圈、离合器片、活塞等。
    • 厚度达到8mm ~ 15mm
      的冷轧板，通常用于制造承载更高的重型齿轮、大型传动齿圈、轴类零件或其他需要渗碳淬火的重要结构件

三、 热处理工艺与最终性能

这两种材料必须经过渗碳/碳氮共渗 + 淬火 + 低温回火的热处理，才能发挥其最大价值。冷轧板通常是这种热处理的原材料（毛坯）。

  • 最终理想的金相组织
  • 表面层： 高碳马氏体 + 少量残余奥氏体 + 碳化物 →高硬度 (HRC 58-62)，耐磨
    • 芯部： 低碳马氏体或贝氏体/索氏体 →高强度、良好的韧性
  • 两种牌号选择的核心考量
    • 选 16MnCr5： 当零件需要承受较大冲击载荷或交变应力，对芯部韧性和抗疲劳性能要求更高时。例如，高速齿轮、重型车辆的变速齿轮。
    • 选 20MnCr5： 当零件以承受接触应力（点蚀、磨损）为主，对芯部强度要求稍高，且冲击载荷相对较小时。其淬透性略好于16MnCr5，对于较厚的零件，能保证更深的有效硬化层和芯部硬度。

四、 典型应用领域

这两种材料的冷轧板（尤其是较厚规格）广泛应用于需要表面高硬度、芯部强韧的零部件，主要包括：

  1. 汽车工业： 变速箱齿轮、同步器齿环、传动轴花键、离合器零件、发动机正时齿轮。
  2. 工程机械： 重型车辆的传动齿轮、驱动桥齿轮、履带销套。
  3. 通用机械： 工业齿轮箱中的各类齿轮、轴类、销轴。
  4. 其他： 石油机械零件、风电齿轮箱中的部分齿轮。

五、 加工关键建议

  1. 确认交货状态
    • 冷轧板通常以软化退火状态交货，硬度约为HB 140-190，以便于后续的切削和冷成型加工。
    • 加工工艺链：典型的工艺路线为：冷轧板（退火态） → 下料（激光/等离子/冲压） → 机械加工（车、铣、钻） → 渗碳淬火+回火 → 精加工（磨齿、研磨） → 成品

总结：16MnCr5和20MnCr5是性能优异的渗碳齿轮钢。您提出的冷轧板，最大厚度15mm的要求，适用于制造高性能、高载荷的精密传动部件。选择时，应根据零件的具体受力情况（侧重冲击韧性还是接触强度）来决定牌号.

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