SNCM220 完整详细技术手册一、标准、牌号含义、各国对应钢号执行标准JIS G4053(机械结构用合金钢)、JIS G4103(镍铬钼钢) 淬透性专用牌号:SNCM220H(H 钢,硬度区间稳定,... 展开
SNCM220 完整详细技术手册
一、标准、牌号含义、各国对应钢号
执行标准
JIS G4053(机械结构用合金钢)、JIS G4103(镍铬钼钢) 淬透性专用牌号:SNCM220H(H 钢,硬度区间稳定,大批量齿轮优选) 旧牌号:SNCM21
牌号释义
·SNCM = Steel Nickel Chromium Molybdenum 镍铬钼合金钢
·220:平均碳含量 0.20% 左右,低碳渗碳专用钢
全球等效对照
表格
标准体系 | 对应牌号 |
中国GB/T3077 | 20CrNiMo / G20CrNiMoA |
美标SAE/AISI | 8620 / 8620H |
德标EN/DIN | 20NiCrMo2-2(1.6523) |
ISO | 20NiCrMo2 |
韩标KS | SNCM220 |
材料定位
低碳Ni-Cr-Mo 复合渗碳钢,对比SCM415/SCM420 多添加镍元素;心部韧性、低温冲击、淬透性全面优于铬钼系SCM 钢,主打重载、强冲击、大截面渗碳齿轮/ 轴,汽车、工程机械主流齿轮钢。
二、化学成分(质量分数%,JIS 标准)
表格
元素 | 标准区间 | 合金作用 |
C 碳 | 0.17~0.23 | 低碳基体,保证心部高韧;渗碳后表层高碳耐磨 |
Si 硅 | 0.15~0.35 | 脱氧、细化组织、小幅提升回火稳定性 |
Mn 锰 | 0.60~0.90 | 提升淬透、改善锻造与切削性能 |
Ni 镍 | 0.40~0.70 | 核心优势元素:大幅提升心部韧性、低温抗冲击、提高疲劳极限 |
Cr 铬 | 0.40~0.65 | 提升淬透深度、表层耐磨性、抗氧化 |
Mo 钼 | 0.15~0.30 | 消除回火脆性、细化晶粒、提升高温强度 |
P | ≤0.030 | 有害杂质,严控防冷脆 |
S | ≤0.030 | 有害杂质,控量防止热锻开裂 |
Cu 残余 | ≤0.30 | 残余上限管控 |
三、基础物理性能
·密度:7.85 g/cm³
·弹性模量E:210 GPa
·热导率:43 W/(m・K)
·平均线膨胀系数:12.9×10⁻⁶/℃
·低温韧性突出:-40℃仍保持高冲击值
四、分状态力学性能
1)退火 / 热轧原材料(供货态)
硬度≤183 HB,塑性好,可冷镦、冷挤压、车铣加工
·抗拉强度≥590 MPa
·屈服≥345 MPa
·伸长率δ5 ≥21%
·断面收缩ψ ≥60%
2)调质态(极少使用,仅不需渗碳的结构件)
870℃油淬 + 550℃回火
·抗拉≥860 MPa,屈服≥660 MPa
·调质硬度250~300 HB,韧性远高于同碳 SCM420
3)渗碳淬火 + 低温回火(核心使用状态)
常规硬化层0.6~2.0mm
·表面硬度:HRC 60~64,耐磨、接触疲劳极强
·心部硬度:HRC 30~40,冲击韧性远高于SCM420,重载冲击不易断齿、齿根不开裂
·低温冲击性能优异,高寒设备齿轮首选
五、全套标准热处理工艺
1. 软化退火(机加工前)
820~860℃保温 2~3h,随炉缓冷至 500℃出炉,硬度≤183HB,降低切削阻力。
2. 锻造后正火(细化晶粒、消除锻造应力)
880~920℃加热空冷,均匀组织,减少热处理变形。
3. 渗碳标准工艺(齿轮主力工艺)
1.渗碳:900~930℃可控气氛渗碳,根据层深控温保温
2.一次淬火:840~870℃油冷(晶粒细化,变形小)
3.低温回火:140~180℃保温 1.5~3h,消除淬火应力,防止磨削裂纹 补充:碳氮共渗温度 830~860℃,零件变形更小,适合精密小齿轮。
4. 去应力退火(精加工后)
480~530℃保温 2h,缓慢冷却,释放机加工应力。
5. 焊接规范
碳当量中等,焊接冷裂风险低于SCM 系列:
·预热120~180℃,厚大件 200℃
·焊后500℃去应力回火。
六、核心材料特性(对比SCM420 最大优势)
1.镍元素加持,韧性天花板同等碳含量下,心部冲击韧性、低温韧性远超SCM415/SCM420,承受剧烈冲击、交变载荷不易崩齿。
2.淬透性更强Ni-Cr-Mo 三元合金,大直径工件全截面淬透均匀,大模数重载齿轮、厚壁轴优选。
3.接触疲劳寿命高齿轮长期高速运转不易点蚀、剥落,变速箱、差速器齿轮寿命显著优于SCM420。
4.无回火脆性钼元素抑制回火脆,长期高温工况韧性稳定。
5.成型加工优良退火态塑性佳,支持热锻、冷挤压、冷镦小型销轴。
6.短板含镍,材料成本高于SCM420;不适合仅调质、不渗碳的零件。
七、典型应用场景
1. 汽车传动核心齿轮(最主流)
变速箱齿轮、差速器齿轮、主动从动锥齿轮、发动机凸轮轴、同步器齿套、重型卡车齿轮。
2. 工程机械 / 农机重载传动件
挖掘机减速器齿轮、装载机花键轴、拖拉机传动齿轮、大型链轮。
3. 高冲击耐磨轴销类
重型传动轴、活塞销、液压柱塞、大型轴承衬套、牙轮钻头牙爪。
4. 低温 / 户外设备零件
矿山机械、高寒地区农机、风电小型渗碳齿轮、船舶传动小件。
八、SNCM220 VS SCM420 横向对比
表格
对比项 | SNCM220 | SCM420 |
合金体系 | Ni-Cr-Mo 三元 | Cr-Mo 二元 |
镍含量 | 0.40~0.70% | 无镍 |
心部韧性 | 极高,耐强冲击、低温韧性好 | 良好,冲击一般 |
淬透能力 | 更强,大截面零件性能均匀 | 中等,适合中小模数齿轮 |
疲劳寿命 | 接触疲劳、弯曲疲劳更高 | 常规疲劳够用 |
材料成本 | 偏高(含镍) | 更低 |
适用工况 | 重载、大模数、冲击大、低温齿轮 | 中小型、常规乘用车变速箱齿轮 |
九、供货形态
热轧黑皮圆钢、光亮研磨棒、锻打方料、线材、无缝钢管;规格φ6~350mm,支持 SNCM220H 淬透性钢定轧。
十、选材速记
1.普通中小型乘用车齿轮、预算有限→ SCM420
2.重卡、工程机械、大模数齿轮、强冲击、低温工况、追求超长齿轮寿命→SNCM220
3.轻载小件、极致韧性、低成本→ SCM415
收拢