合金钢及其热处理工艺
钢的五种热处理工艺
钢的五种热处理工艺热处理工艺——表面淬火、退火、正火、回火、调质工艺：1、把金属材料加热到相变温度（700度）以下，保温一段时间后再在空气中冷却叫回火。
2、把金属材料加热到相变温度（800度）以上，保温一段时间后再在炉中缓慢冷却叫退火。
3、把金属材料加热到相变温度（800度）以上，保温一段时间后再在特定介质中（水或油）快速冷却叫淬火。
◆表面淬火•钢的表面淬火有些零件在工件时在受扭转和弯曲等交变负荷、冲击负荷的作用下，它的表面层承受着比心部更高的应力。
在受摩擦的场合，表面层还不断地被磨损，因此对一些零件表面层提出高强度、高硬度、高耐磨性和高疲劳极限等要求，只有表面强化才能满足上述要求。
由于表面淬火具有变形小、生产率高等优点，因此在生产中应用极为广泛。
根据供热方式不同，表面淬火主要有感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火等。
感应表面淬火后的性能:1.表面硬度：经高、中频感应加热表面淬火的工件，其表面硬度往往比普通淬火高2～3单位（HRC）。
2.耐磨性：高频淬火后的工件耐磨性比普通淬火要高。
这主要是由于淬硬层马氏体晶粒细小，碳化物弥散度高，以及硬度比较高，表面的高的压应力等综合的结果。
3.疲劳强度：高、中频表面淬火使疲劳强度大为提高，缺口敏感性下降。
对同样材料的工件，硬化层深度在一定范围内，随硬化层深度增加而疲劳强度增加，但硬化层深度过深时表层是压应力，因而硬化层深度增打疲劳强度反而下降，并使工件脆性增加。
一般硬化层深δ＝（10～20）％D。
较为合适，其中D。
为工件的有效直径。
◆退火工艺退火是将金属和合金加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。
退火后组织亚共析钢是铁素体加片状珠光体；共析钢或过共析钢则是粒状珠光体。
总之退火组织是接近平衡状态的组织。
•退火的目的①降低钢的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工。
②细化晶粒，消除因铸、锻、焊引起的组织缺陷，均匀钢的组织和成分，改善钢的性能或为以后的热处理作组织准备。
合金钢管道焊后消应热处理工艺标准
合金钢管道焊后消应热处理工艺标准1、适应范围本工艺标准适用于非低温用碳钢、低合金钢及1Cr5Mo钢等钢材的焊缝焊后消应热处理。
2、施工准备2.1热处理所用保温材料应为无碱超细玻璃棉，应有质量证明书或合格证。
2.1.1热处理设备为可自动控制温度的固定盘柜式控制柜或手提式控制箱，并应配有自动打点记录仪，加热器采用绳状红外线加热器，热电偶为K型，其连接线为补偿导线。
2.1.2热处理设备应经检查合格，温度指示仪表及热电偶校验准确。
2.1.3挡雨、雪的遮盖物准备齐全。
2.2作业条件2.2.1热处理前应对焊缝进行确认，确认项目包括：1）焊接工作已完成；2）焊缝外观符合质量标准；3）其他要求的检验项目已检验合格，并已取得检验合格通知书；4）除铬钼耐热钢以外焊缝的无损检测已检验合格，并已取得检验合格通知书；3、操作工艺3.1工艺流程：施工准备→热电偶及加热器安装→热处理→硬度检验→资料整理3.2热电偶及加热器安装3.2.1每道焊口对称安装两只热电偶，热电偶安装在靠近焊缝边缘的30mm，管材与热电偶端部接触处应用砂轮机打磨露出金属光泽，热电偶安装采用细铁丝捆扎，为保证所测温度为管材实际温度，在热电偶与加热器之间点小块保温玻璃布进行隔离。
3.2.2电加热器缠绕宽度为焊缝两侧各100-125mm，一根加热器缠绕多道焊缝时，必须保证热处理部位的相似性，即：同材质、同规格、缠绕的圈数及宽度相同。
3.2.3加热器安装完毕后用无碱超细玻璃棉进行保温，保温厚度100-125mm，为降低温度梯度，加热器外部100mm范围内应予以保温。
3.3热处理工艺3.3.1升温温度：300℃以下不控制，300℃以上升温速度为5125/δ.℃/h，且不大于220℃/h（δ为壁厚，单位为mm）。
3.3.2热处理温度见下表：升温期间任意两测温点温差不大于50℃。
3.3.3恒温时间：厚度在25mm以下的非合金钢和16Mn恒温时间为1h，厚度25mm以上为2h，合金钢及1Cr5Mo（或度40mm以下）恒温时间为2h。
合金钢热处理
合金钢热处理
合金钢热处理是指将合金钢加热到一定温度，保持一段时间后再进行冷却的工艺过程。
通过热处理可以改变合金钢的组织和性能，提高其硬度、强度、耐腐蚀性等。
常见的合金钢热处理方法包括退火、正火、淬火、调质等。
1. 退火：将合金钢加热至一定温度，保温一段时间后慢慢冷却。
退火可以消除合金钢内部的应力，改善其可加工性和韧性。
2. 正火：将合金钢加热至适当温度，经过一定时间保温后以空气冷却。
正火可以使合金钢的组织均匀化，提高其硬度和强度。
3. 淬火：将合金钢加热至适当温度，迅速冷却。
淬火可以使合金钢的组织变为马氏体，从而提高硬度和强度。
4. 调质：先进行淬火处理，然后将合金钢重新加热至一定温度保温一段时间，最后进行适当冷却。
调质可以减轻淬火带来的内部应力，提高合金钢的韧性和耐蚀性。
不同的合金钢成分和要求会选择不同的热处理方法，以达到预期目标。
合理的热处理可以提高合金钢的整体性能，延长其使用寿命。
合金钢及其热处理工艺
合金钢及热处理工艺第一篇结构钢各类结构钢的含碳量及热处理方法第一节调质钢调质钢分低淬透性调质钢中淬透性调质钢高淬透性调质钢一、低淬透性调质钢油淬临界直径最大为30~40mm，合金元素种类少，总含量不大于2.5%，常用的有铬钢、锰钢、铬硅钢和含硼钢。
如30Cr、35Cr、40Cr、45Cr、30Mn2、35Mn2、40Mn2、45Mn2、50Mn2、42Mn2V、40MnB等（一）40Cr过热倾向不大，淬火性较好，回火稳定性较高，经调质后能获得较高的综合机械性能。
因此它是应用最广的调质钢之一。
40Cr有两种加工路线；1）硬度较高（HB341~451）锻造-正火（退火）-加工-调质2）硬度较低（HB255~285）锻造-调质-加工调质前是否进行正火或退火，关键在于锻造的掌握上，掌握得好，可以从略。
淬火温度水淬830~850℃；油淬850~870℃。
40Cr也可以制造经表面硬化处理的零件，如气体碳氮共渗，感应加热。
（二）45Mn2能促进钢的晶粒长大，显著提高钢的淬透性，45Mn2有较敏感的回火脆性，高温回火后要快冷（水或油中冷却）。
淬火温度810~840℃，油淬。
（三）硅锰钢硅全部溶入铁素体，固溶强化效果显著，但含量过多（＞2%）将会较多地降低塑性和韧性。
硅能提高淬透性，单一不明显，与锰或铬复合加入，效果显著。
但与锰或铬共存，回火脆性敏感。
此外，含硅的钢易产生脱碳现象。
常用的有35SiMn和42SiMn，它们既没有锰钢那样容易过热，也没有硅钢那样容易脱碳，但高温回火后必须快冷。
（四）含硼调质钢硼突出的作用是提高淬透性，并且加入量很少（0.0005~0.001%）时就效果显著,当有效硼在0.001%以下时,淬透性随含硼量增加增加,当超过0.001%,淬透性保持不变,超过0.003%,冲击韧性下降,即”硼脆”超过0.007%引起热脆性,增加热加工困难.含硼量一般都控制在0.0005~0.0035%,可代替1.6%Ni、0.3%Cr、0.2%Mo、0.2~0.7%Mn 的作用.微量硼对钢的过热倾向与回火脆性倾向略有增大的作用,而对回火稳定性则无影响.在淬火冷却时，硼有促进未淬透部分出现针状铁素体的作用，使钢的韧性降低，40MnB锻造后，为改善组织，提高切削性，进行预先热处理，通常采用正火，而不是退火，以防止硼相析出造成硼脆。
40cr热处理工艺过程
40cr热处理工艺过程1.引言1.1 概述概述40Cr是一种优质合金钢材料，具有较好的机械性能和热处理性能。
热处理是指通过对材料进行加热和冷却等工艺处理，改变其组织结构和性能的技术方法。
对于40Cr来说，正确的热处理工艺可以显著提高其硬度、强度和耐磨性，从而适应不同领域的使用需求。
本文将重点介绍40Cr的热处理工艺过程。
首先，将给出40Cr热处理工艺的步骤和条件，包括加热温度、保温时间、冷却速率等方面的参数设置。
其次，将对40Cr热处理工艺的影响因素进行分析，例如化学成分、热处理设备、工艺控制等。
最后，将对40Cr热处理工艺的效果进行总结，并展望未来的研究方向和发展趋势。
通过深入研究40Cr热处理工艺，可以为工程领域提供重要的参考和指导。
研究者们可以通过优化热处理工艺参数，提高40Cr的性能，从而满足不同工程应用的需求。
此外，研究40Cr热处理工艺还可以为其他类似材料的热处理提供参考和借鉴，为相关领域的发展做出贡献。
本文的研究内容和结论将为相关领域的研究者和工程师提供有益的指导和启发。
通过深入了解40Cr热处理工艺的步骤和条件，能够更好地应用和控制热处理过程，有效提高40Cr的机械性能和耐磨性。
同时，对未来研究的展望也将为热处理领域的研究者提供新的思路和方向，推动该领域的发展。
1.2文章结构文章结构部分内容可以包括以下几个方面：1. 研究背景：介绍40Cr热处理工艺的研究背景和意义。
可以提到该工艺在钢铁行业中的重要性，以及对材料性能和工件性能的影响等。
2. 文章组成：说明本文的章节划分和内容安排。
列举各个章节的标题，并简要介绍各个章节的主要内容和目标。
3. 章节内容概述：对每个章节的内容进行简要概述，提供读者对全文结构和各章节内容的整体把握。
可以用一两句话概括每个章节的主要内容。
4. 研究方法概述：如果文章涉及具体的研究方法或实验过程，可以在文章结构部分简要介绍该研究方法的基本原理和操作步骤。
综上所述，本文的结构部分可以包括研究背景、文章组成、章节内容概述和研究方法概述。
中碳钢或中碳合金钢最佳的热处理方式
中碳钢或中碳合金钢最佳的热处理方式中碳钢或中碳合金钢的最佳热处理方式主要取决于所需的机械性能和用途。
以下是几种常用的热处理方式：
1.淬火：淬火是将钢材加热到临界温度以上，然后迅速冷却，在水、油或其他淬火介质中冷却。
淬火可以使中碳钢的硬度大幅提高，但也会产生一些问题，如易于开裂、易于变形等。
因此，在淬火之后，需要进行进一步的热处理，如回火、正火等。
2.回火：回火是一种重要的热处理工艺，它是在淬火后进行的，通过加热到一定的温度并保持一段时间，以调整钢材的机械性能。
回火可以消除淬火引起的内应力，降低脆性，提高韧性。
3.调质处理：调质处理是淬火和回火的结合，通常在铸件或锻件完成后再进行。
调质处理可以使中碳钢的强度和韧性得到提高，并且改善其综合机械性能。
4.等温淬火：等温淬火是一种特殊的热处理方式，它通过将钢材加热到临界温度以上，然后在等温介质中缓慢冷却，以获得良好的机械性能。
等温淬火可以改善钢材的耐磨性、抗疲劳性能和抗腐蚀性能。
根据实际需求选择合适的热处理方式，以达到所需的机械性能和用途。
合金钢的性能及热处理
➢渗碳
渗碳是向低碳钢或低碳合金钢的表面层渗入碳原子的 过程。常用的渗碳方法有气体渗碳和固体渗碳两种。 低碳钢渗碳后，表面层含碳量以0.85-1.05％为最好。 渗碳层厚度一般为0.5-2.5mm。太薄易引起表面疲劳 剥落，太厚抗冲击能力差。
➢等温退火
如果在对应于某钢C曲线上的珠光体 形成温度使温度使奥氏体进行等温转变， 便可在等温处理的前后以较快的速度进 行冷却，则退火所需要的时间便可大大 地缩短。这种退火方法称为等温退火。
➢球化退火
为使钢中碳化物球状化的热处 理工艺称为球化退火。
目的是为了消除过共析钢中网 状二次渗碳体，降低硬度，并为淬 火作好组织准备。
➢去应力退火
去应力退火又称低温退火,它主要用于消除 铸件,锻件,焊接件,冷冲压件以及机加工 件中的残余应力。
去应力退火工艺是将工件随炉缓慢加热至 500~650度(<A1),保温一定时间后,随炉 缓慢冷却至200度再出炉空冷。
➢扩散退火
为了减少钢锭、铸件或锻坯的化学成分 和组织不均匀性，将其加热到略低于固相 线或液相线的温度，长时间保温并进行缓 慢冷却的热处理工艺，称为扩散退火或均 匀化退火。
调质钢
调质钢就是经过淬火加高温回火处理而使用的结 构钢，其经调质处理后的组织为回火索氏体S回， 这种组织有良好的综合机械性能，即高强韧性的 统一。
弹簧钢
1. 弹簧的使用条件及性能要求 用以制造弹簧或类似弹簧性能零件的钢种称为弹
簧钢。在机器设备中这类零件的主要作用是：间断吸 收冲击能量，缓和机械振动及冲击作用以及周期性贮 存能量。常用零件如汽车叠板弹簧，仪表弹簧，汽阀 弹簧等。
§5 钢的热处理新技术 一、可控气氛热处理 二、真空热处理 三、形变热处理 四、表面处理和技术
钢的热处理原理及工艺
6.67 0.89 14.8 0.41 0.02
表明： 相界面向α一侧推移速度比向Fe3C一侧的推移速度快14.8倍。 通常情况下，片状珠光体的α片厚度比Fe3C片厚度大7倍。 所以奥氏体等温形成时，总是α先消失，剩余Fe3C。
3)残余Fe3C溶解
未溶解，这些Fe3C称为残余Fe3C。
也是一个点阵重构和碳的扩散过程。
（1）过冷奥氏体缓慢冷却，分解的过冷度很小，得到 近于平衡的珠光体组织。 （2）冷却速度较快时，可把过冷奥氏体过冷到较低温 度，碳原子尚可扩散，铁原子不能扩散，得到贝氏体组织。 （3）更快速的冷却，奥氏体迅速过冷到不能进行扩散 分解，得到马氏体组织。
Figure 8. TTT Diagram and microstructures obtained by different types of cooling rates
dC
A 长大
∆Cr↔k
dx
∆Cr↔α
2）奥氏体晶格改组
一般认为： ①平衡加热过热度很小时，通过Fe原子子扩散完成晶格改组。
②当加热过热度很大时，晶格改组通过Fe原子切变完成。
2）奥氏体晶核的长大速度
奥氏体晶核向铁素体和渗碳体两侧推移速度是不同的。
780℃时，
v v Fe 3C
C Fe 3C C
α→γ结束后，还有相当数量的Fe3C尚
残余Fe3C溶解
4）奥氏体均匀化
在原来Fe3C部位，C%较高，而原来α部位C% 较低，必须经过适当保温后，奥氏体中的C%才能均 匀。
A 均匀化
共析碳钢A形成过程示意图
1.奥氏体晶核的形成 2.奥氏体晶核的长大 3.残余渗碳体的溶解 4.奥氏体成分的均匀化
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合金钢及热处理工艺第一篇结构钢各类结构钢的含碳量及热处理方法第一节调质钢调质钢分低淬透性调质钢中淬透性调质钢高淬透性调质钢一、低淬透性调质钢油淬临界直径最大为30~40mm，合金元素种类少，总含量不大于2.5%，常用的有铬钢、锰钢、铬硅钢和含硼钢。
如30Cr、35Cr、40Cr、45Cr、30Mn2、35Mn2、40Mn2、45Mn2、50Mn2、42Mn2V、40MnB等（一）40Cr过热倾向不大，淬火性较好，回火稳定性较高，经调质后能获得较高的综合机械性能。
因此它是应用最广的调质钢之一。
40Cr有两种加工路线；1）硬度较高（HB341~451）锻造-正火（退火）-加工-调质2）硬度较低（HB255~285）锻造-调质-加工调质前是否进行正火或退火，关键在于锻造的掌握上，掌握得好，可以从略。
淬火温度水淬830~850℃；油淬850~870℃。
40Cr也可以制造经表面硬化处理的零件，如气体碳氮共渗，感应加热。
（二）45Mn2能促进钢的晶粒长大，显著提高钢的淬透性，45Mn2有较敏感的回火脆性，高温回火后要快冷（水或油中冷却）。
淬火温度810~840℃，油淬。
（三）硅锰钢硅全部溶入铁素体，固溶强化效果显著，但含量过多（＞2%）将会较多地降低塑性和韧性。
硅能提高淬透性，单一不明显，与锰或铬复合加入，效果显著。
但与锰或铬共存，回火脆性敏感。
此外，含硅的钢易产生脱碳现象。
常用的有35SiMn和42SiMn，它们既没有锰钢那样容易过热，也没有硅钢那样容易脱碳，但高温回火后必须快冷。
（四）含硼调质钢硼突出的作用是提高淬透性，并且加入量很少（0.0005~0.001%）时就效果显著,当有效硼在0.001%以下时,淬透性随含硼量增加增加,当超过0.001%,淬透性保持不变,超过0.003%,冲击韧性下降,即”硼脆”超过0.007%引起热脆性,增加热加工困难.含硼量一般都控制在0.0005~0.0035%,可代替1.6%Ni、0.3%Cr、0.2%Mo、0.2~0.7%Mn 的作用.微量硼对钢的过热倾向与回火脆性倾向略有增大的作用,而对回火稳定性则无影响.在淬火冷却时，硼有促进未淬透部分出现针状铁素体的作用，使钢的韧性降低，40MnB锻造后，为改善组织，提高切削性，进行预先热处理，通常采用正火，而不是退火，以防止硼相析出造成硼脆。
正火的温度在850~900℃，空冷。
40MnB的淬透性和调质后的机械性能与40Cr相当，切削性良好。
二、中淬透性调质钢这类钢油淬直径约40~60mm，通常是含有两种以上合金元素的合金钢，如铬镍钢、铬锰钢、铬钼钢、铬锰硅钢等。
（一）铬镍钢1．镍在钢中的作用其一在提高强度的同时，不降低塑性和韧性，甚至还有提高；其二，降低脆性转变温度，获得良好的低温韧性。
镍单独加入钢中，对提高淬透性作用不大，与铬同时加入却显著增加钢的淬透性，并获得良好的综合机械性能。
2．40CrNi钢铬的含量虽然不及40Cr钢多，但由于铬、镍的共同作用，其淬透性远较40Cr高，40CrNi钢过热敏感性较小，回火稳定性较高。
第二类回火脆性较严重，在450~550℃回火时，必须快冷。
预先热处理多用完全退火，加热温度一般取820~850℃之间，经保温后炉冷至600℃出炉空冷。
预先热处理也可采用正火加高温回火，正火温度870~900℃，回火温度在600~700℃之间，回火后油冷。
（二）铬锰硅钢特点：铬锰钢机械性能接近铬镍钢，但过热倾向较大，低温冲击韧性也较差，故应用不多。
在铬锰钢基础上加入1%左右的硅，构成了铬锰硅钢，硅的加入提高了强度而不降低韧性。
因此铬锰硅钢的最大优点是在高强度下，具有足够的韧性。
此外，还具有良好的焊接性，缺点是回火脆性很敏感，各向异性和脱碳倾向也较明显。
常用的有30CrMnSi 30CrMnSi是一种高强度的调质钢，常用作重要零件或焊接构件，如高压鼓风机叶片、阀板等。
（三）铬钼钢铬钢中加入微量的钼可以消除钢的回火脆性，并能防过热，进一步提高淬透性。
铬和钼同时加入使钢调质后能获得较高的强度和冲击韧性。
此外，钼还具有较好的抗回火能力和抗蠕变能力，提高钢的耐热性。
因此，铬钼钢是一种具有良好的常温和高温综合机械性能。
常用的35CrMo，调质后综合机械性能良好，淬透性较高，高温下有一定的强度，长期工作温度可达500℃，因此常用来制造承受冲击、震动、弯曲、高负荷、大截面的重要零件，或强度要求高的、长期在高温（<500℃）下工作的零件。
也可用作较高强度的焊接件，此外，也用作渗氮零件。
三、高淬透性调质钢油淬临界直径大于60~100mm，属于多元合金钢主要有铬镍钼钢、硅锰钼钒硼钢、铬锰钼硼钢和硅锰钼钨钒钢，以及含镍更高的铬镍钢等。
（一）铬镍钼钢在中碳铬镍钢中添加钼，可抑制回火脆性，减少过热倾向，并进一步提高淬透性和回火稳定性，减少过热倾向，并进一步提高淬透性和回火稳定性，使钢在调质后能获得很高的强度和韧性，所以铬镍钢是一种性能优良的钢种。
常用的是40CrNiMo，它淬透性高，强度高，室温及低温韧性都良好，可用于制造强度高、截面较大或在很低温度下工作要求高韧性的重要零部件，如轮机轴、连杆等。
一般情况对回火脆性不敏感，但对大截面零件，高温回火后还要在水中或油中冷却，否则冲击韧性将会降低。
（二）不含铬镍的高淬透性调质钢由于铬镍比较稀缺面贵，所以研究出一些代替40CrNiMo的新钢种主要有：30SiMn2MoV、37SiMn2MoWV等，利用硅、锰、钼、钨等元素的适当配合，获得高淬透性、高强度和高的韧性。
钢中的钒，主要是为了细化晶粒，钼、钨、钒还可增加高温回火稳定性，从而提高强度。
此外，钼、钨皆减少回火脆性倾向。
四、含铝渗氮专用钢渗氮用钢是专门用来制造高硬度、特别耐磨的、需经氮化处理的机器零件的钢。
普通碳钢是不能作为渗氮用钢，只有那些含有一定的合金元素，能够在渗氮过程中形成稳定性很高的氮化物，且有较高淬透性和回火稳定性的合金钢才能够作为渗氮用钢。
目前应用最广的和最成熟的只有38CrMoAlA一种。
铝与氮有较强的亲和力，能形成稳定的和高硬度的并且具有高红硬性的氮化物，从而获得高耐磨性的表面。
铬在钢中主要是增大钢的淬透性，提高强度，改善钢件心部的性能。
至于钼的作用，主要是防止长期渗氮过程中引起的回火脆性，并提高钢的淬透性。
铝在钢中有升高临界点、减缓奥氏体形成和均匀化过程（含铝的铁素体稳定性较高）的作用，因此，38CrMoAlA淬火的加热温度要高（一般在900℃以上），保温时间也要长（约为一般使金结构钢的1.5倍）。
此外，铝及钼在钢中均增大脱碳倾向，加热时要多加注意。
38CrMoAlA淬透性并不高，油淬时，其临界直径只有30mm。
第二节渗碳钢一、化学成分特点含碳量含碳量的高低，主要是根据渗碳件心部的强度和韧性的要求来确定的，这适应零件在使用条件下可能受到较大冲击载荷的情况，一般都控制在0.1~0.2%的范围内。
合金元素加入合金元素的目的，在于增大淬透性，细化晶粒，改善渗碳性能1．增大淬透性如铬、镍、锰、钼等2．奥氏体晶粒渗碳温度高达900~950℃，时间长达10h以上，因此有心要加入一些能减少奥氏体晶粒长大倾向的元素来细化晶粒。
这些元素多属于强的或较强的碳化物形成元素，如钛、钒、钨、钼等。
2．获得良好的渗碳性能（包括表面碳量适当，过度层平缓，渗碳速度快等到）常用渗碳钢一、低淬透性渗碳钢合金元素总含量在2%以下，淬透性和强度都较低，常用的有铬钢和锰钢，（一）铬钢20Cr应用较广，铬的加入，主要是提高淬透性，溶于铁素体中的铬又能强化铁素体，可提高心部的强度，淬火时可用油作冷却剂，减少变形，铬和碳的亲和力较强，在渗碳时，能强烈地促进表面渗碳，使碳浓度增大。
但使渗碳层容易形成网状碳化物。
故20Cr渗碳时，最好选择较缓和的渗碳剂和较低的渗碳温度（900~920℃）。
铬虽可减少钢的过热倾向，但在900~950℃长时间渗碳，心部晶粒仍有明显长大，故20Cr 钢不宜直接淬火。
20Cr钢淬透性不大，油淬在16mm以下才能淬透。
加入0.1~0.2%的钒，成为20CrV钢，钒可使钢在渗碳时晶粒不易长大，获得细晶粒，从而提高心部的强度、韧性和表面的耐磨性，并可在渗碳后直接淬火。
（二）锰钢像铬一样，锰能强烈地提高淬透性和强化铁素体，因此，出现了以锰代铬的渗碳锰钢，常用的是20Mn2。
从淬透性来看，20Mn2比20Cr钢还好。
从渗碳速度和对渗碳层碳的浓度梯度的影响来看，也没有不利影响，并且还可使渗碳层不易出现反常组织。
但容易过热，因此，应用较低的渗碳温度，常用900~930℃，为了细化晶粒，渗碳可重新加热淬火，或进行两次淬火。
为了细化晶粒，在锰钢中加入少量的钒（0.07~0.12%），形成锰钒钢。
如20MnV，渗碳后可直接淬火，强度、韧性、塑性比20Mn2好，但淬透性较差。
二、中淬透性渗碳钢合金元素总含量约在2~5%，淬透性和强度较高（抗拉强度在1000~1200MN/m2）常用的有铬锰钢、铬锰钛钢、铬锰钼钢、铬镍钢等。
（一）铬锰钛钢铬与锰是强烈提高淬透性和强化铁素体的元素，但铬锰系钢过热倾向较大，渗碳时，晶粒会显著长大。
在铬锰钢的基础上加入少量（0.06~00.12%）的钛元素,形成铬锰钛钢,渗碳后,可直接淬火。
如20CrMnTi，由于铬锰的复合作用，渗碳速度较快，渗碳后渗碳层表面含碳量适中，过渡层均匀，浓度梯度平缓。
20CrMnTi是本质细晶粒钢，过热倾向小，渗碳后，经预冷可直接淬火。
（二）含硼渗碳钢是在渗碳锰钢的基础上，加入硼和钛或钒而发展起来的，如；20Mn2TiB、20MnVB、及20SiMnVB等，是为了代替20CrMnTi钢以节约铬的消耗。
硼对渗碳性能的影响很小，它在渗碳钢中的主要作用仍然是增大淬透性，三、高淬透性渗碳钢合金元素总含量大于5%在低温回火状态下，具有很高的强韧性，抗拉强度高于1300MN/m2，有12Cr2Ni4A、18Cr2Ni4WA和20CrMoVB。
12Cr2Ni4A钢含铬镍量较高，属于半马氏体钢，具有很高的淬透性、强度及韧性，常用来制造尺寸较大的重要渗碳零件，此钢有明显的回火脆性倾向（在200~400℃）和形成白点倾向，予以注意。
18Cr2Ni4WA由于有较多的铬、镍、钨元素，它们的复合作用抑制了过冷奥氏体向珠光体转变，使此类钢在任何截面情况下，空冷都可获得马氏体或贝氏体或两者的混合组织，属于马氏体类钢，具有很高的淬透性。
综合机械性能也很好，特别是低温冲击韧性相当高，故是一种高级的渗碳钢。
由于其中有镍的存在，渗碳后，表层很少出现粗大碳化物，碳浓度分布平缓，不但硬度和耐磨性很高，而且抗疲劳性能也很好。
但是，由于合金元素含量较多，渗碳后Ms降至80℃，M f处于零度以下，淬火后，产生大量残余奥氏体。