20Gr鋼比相同含碳量的碳素鋼的強度和淬透性都明顯地高，油淬到半馬氏體硬度的淬透性為Φ20～23mm。這種鋼淬火低溫回火后具有良好的綜合力學性能，低溫沖擊韌性良好，回火脆性不明顯。滲碳時鋼的晶粒有長大傾向，所以要求二次淬火以提高心部韌性，不宜降溫淬火。當正火后硬度為HB170～217時相對切削加工性約為65%，焊接性中等，焊前應預熱到100～150℃，冷變形時塑性中等。該鋼使用于制造中、小型塑料模具。為了提高模具型腔的耐磨性，模具成型后需要進行滲碳處理，然后再進行淬火和低溫回火，從而保證模具表面具有很高硬度、高耐磨性而心部具有很好的韌性。對于使用壽命要求不很高的模具，也可以直接進行調質處理
化學成分

20Gr鋼的化學成分示于表4-11-1。

表4-11-1  20Gr鋼的化學成分（GB/T3077-1990）ω/%

C

Si

Mn

Cr

P

S

0.18～0.24

0.17～0.37

0.50～0.80

0.70～1.00

≤0.030

≤0.030

物理性能

20Gr鋼的物理性能示于表4-11-2和表4-11-3,其密度為7.83t/m3

表4-11-2  20Gr鋼的臨界溫度

臨界點

Ac1

Ac3

Ar3

Ar1

溫度（近似值）/℃

765

863

799

702

  

表4-11-3  20Gr鋼的線（膨）脹系數

溫度/℃

20～100

20～200

20～300

20～400

20～500

20～600

線（膨）脹系數/C-1

11.3×10-6

11.6×10-6

12.5×10-6

13.2×10-6

13.7×10-6

14.2×10-6

熱加工

20Gr鋼的熱加工工藝示于表4-11-4。

表4-11-4  20Gr鋼的熱加工工藝

加熱溫度/℃

開始溫度/℃

終止溫度/℃

冷卻方法

1220

1200

≥800

堆冷

熱處理

20Gr鋼的熱處理示于表4-11-5，與熱處理有關的性能示于表4-11-6～表4-11-8。與熱處理有關的曲線示于圖4-11-1～圖4-11-10。

表4-11-5  20Gr鋼的熱處理

項目

退火

正火

高溫回火

淬火

回火

滲碳

溫度/℃

650～680

870～900

700～720

860～880

240～330

890～910

冷卻

爐冷

空氣

空氣

油或水

油或空氣

  

硬度（HB）

≤179

≤270

≤179

  

≤250

  

  

項目

一次淬火

二次淬火

回火

滲碳

淬火

回火

溫度/℃

860～890

780～820

170～190

890～910