第五节 表面硬化结构钢
一、ISO标准表面硬化钢[ISO683/18：1996]
1.ISO标准表面硬化钢的钢号与化学成分，见表4-2-34。
表4-2-34 表面硬化钢的钢号与化学成分（质量分数）（%）
| 钢号 |
C |
Si |
Mn |
P≤ |
S≤ |
Cr |
Mo |
Ni |
|
C10
C15E4
C15M2
20Cr4
20CrS4
16MnCr5
16MnCrS5
20MnCr5
20MnCrS5
20NiCrMo2
20NiCrMoS2
18NiCrMo7 |
0.07-0.13
0.12-0.18
0.12-0.18
0.17-0.23
0.17-0.23
0.13-0.19
0.13-0.19
0.17-0.23
0.17-0.23
0.17-0.23
0.17-0.23
0.15-0.21 |
0.15-0.40
0.15-0.40
0.15-0.40
0.15-0.40
0.15-0.40
0.15-0.40
0.15-0.40
0.15-0.40
0.15-0.40
0.15-0.40
0.15-0.40
0.15-0.40 |
0.30-0.60
0.30-0.60
0.30-0.60
0.30-0.60
0.30-0.60
1.00-1.30
1.00-1.30
1.10-1.40
1.10-1.40
0.65-0.95
0.65-0.95
0.35-0.65 |
0.035
0.035
0.035
0.035
0.035
0.035
0.035
0.035
0.035
0.035
0.035
0.035 |
≤0.035
≤0.035
0.020-0.40
≤0.035
0.020-0.04
≤0.035
0.020-0.040
≤0.035
0.020-0.040
≤0.035
0.020-0.040
0.035 |
-
-
-
0.90-1.20
0.90-1.20
0.80-1.10
0.80-1.10
1.00-1.30
1.00-1.30
0.30-0.65
0.30-0.65
1.50-1.80 |
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0.15-0.25
0.15-0.25
0.25-0.35 |
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0.40-0.70
0.40-0.70
1.40-1.70 |
注：本表摘自表面硬化结构钢光亮棒材的现行标准。另外，表面硬化结构钢黑皮棒材的技术标准可参考ISO 683/11；1987，其钢号及化学成分与L表基本相同或近似，本节从略。
2.ISO标准表面硬化结构钢的力学性能，见表4-2-35。
表4-2-35 表面硬化结构钢的力学性能
| 钢号 |
φ6mm |
φ30mm |
φ63mm |
|
σs
≥
/MPS |
σb
/MPa |
δ
≥
（%） |
AkU
≥
/J |
σs
≥
/MPS |
σb
/MPa |
δ
≥
（%） |
AkU
≥
/J |
σs
≥
/MPa |
σh
/MPa |
δ
≥
（%） |
AkU
≥
/J |
| C10 |
270 |
450-800 |
14 |
35 |
250 |
400-700 |
15 |
35 |
- |
- |
- |
- |
|
C15E4
C15M2 |
300 |
500-850 |
13 |
30 |
260 |
450-750 |
14 |
30 |
- |
- |
- |
- |
|
20Cr4
20CrS4
|
550 |
820-1170 |
9 |
25 |
490 |
750-1100 |
9 |
25 |
450 |
670-1020 |
10 |
25 |
|
16MnCr5
16MnCrS5
|
600 |
880-1230 |
9 |
25 |
520 |
770-1120 |
10 |
25 |
450 |
650-1000 |
11 |
25 |
|
20MnCr5
20MnCrS5
|
670 |
1000-1350 |
8 |
20 |
610 |
900-1250 |
9 |
20 |
540 |
780-1130 |
10 |
23 |
|
20NiCrMo2
20NiCrMoS2
|
560 |
810-1160 |
9 |
25 |
510 |
730-1080 |
10 |
30 |
470 |
660-1010 |
11 |
30 |
| 18NiCrMoS2 |
820 |
1130-1480 |
7 |
20 |
780 |
1080-1430 |
70 |
20 |
730 |
1010-1360 |
8 |
20 |
3.ISO标准表面硬化结构钢（H等级）的标准淬透性数据，见表4-2-36。
表4-2-36 表面硬化结构钢（H等级）的标准淬透性数据
| 钢号 |
淬火温度
/℃ |
硬度值
上下限 |
硬度值HRC
（距淬火端下列距离/mm处） |
| 1.5 |
3 |
5 |
7 |
9 |
11 |
13 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
|
20Cr4H
20CrS4H |
900±5 |
上限
下限 |
49
41 |
48
38 |
46
31 |
42
26 |
38
23 |
36
21 |
34
- |
32
- |
29
- |
27
- |
26
- |
24
- |
23
- |
|
16MnCr5H
16MnCrS5H
|
900±5 |
上限
下限 |
47
39 |
46
36 |
44
31 |
41
28 |
39
24 |
37
21 |
35
- |
33
- |
31
- |
30
- |
29
- |
28
- |
27
- |
|
20MnCr5H
20MnCrS5H
|
900±5 |
上限
下限 |
49
41 |
49
39 |
48
36 |
46
33 |
43
30 |
42
28 |
41
26 |
39
25 |
37
23 |
35
21 |
34
- |
33
- |
32
- |
|
20NiCrMo2H
20NiCrMoS2H
|
900±5 |
上限
下限 |
49
31 |
48
37 |
45
31 |
42
25 |
36
22 |
33
20 |
31
- |
30
- |
27
- |
25
- |
24
- |
24
- |
23
- |
| 18NiCrMo7H |
860±5 |
上限
下限 |
48
40 |
48
40 |
48
39 |
48
38 |
47
37 |
47
36 |
46
35 |
46
34 |
44
32 |
43
31 |
42
30 |
41
29 |
41
29 |
4.表面硬化结构钢（HH和HL等级）的窄淬透性带数据，见表4-2-37。
表4-2-37 表面硬化结构钢（HH和HL等级）的窄淬透性带数据
| 钢号 |
淬火温度
/℃ |
硬度值
上下限 |
硬度值HRC
（距淬火端下列距离/mm处） |
| 1.5 |
3 |
5 |
7 |
9 |
11 |
13 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
|
20Cr4HH
20CrS4HH |
900±5 |
上限
下限 |
49
44 |
48
41 |
46
36 |
42
31 |
38
28 |
36
26 |
34
24 |
32
22 |
29
- |
27
- |
26
- |
24
- |
23
- |
|
20Cr4HL
20CrS4HL |
900±5 |
上限
下限 |
46
41 |
45
38 |
41
31 |
37
26 |
33
23 |
31
21 |
29
- |
27
- |
24
- |
22
- |
21
- |
-
- |
-
- |
|
16MnCr5HH
16MnCrS5HH |
900±5 |
上限
下限 |
47
42 |
46
39 |
44
35 |
41
32 |
39
29 |
37
26 |
35
24 |
33
22 |
31
20 |
30
- |
29
- |
28
- |
27
- |
|
16MnCr5HL
16MnCrS5HL |
900±5 |
上限
下限 |
44
37 |
43
36 |
40
31 |
37
28 |
34
24 |
32
21 |
30
- |
28
- |
26
- |
25
- |
24
- |
23
- |
22
- |
|
20MnCr5HH
20MnCrS5HH |
900±5 |
上限
下限 |
49
44 |
49
42 |
48
40 |
46
37 |
43
34 |
42
33 |
41
31 |
39
30 |
37
28 |
35
26 |
34
25 |
33
24 |
32
23 |
|
20MnCr5HL
20MnCrS5HL |
900±5 |
上限
下限 |
46
41 |
46
39 |
44
36 |
42
33 |
39
30 |
37
28 |
36
26 |
34
25 |
32
23 |
30
21 |
29
- |
28
- |
27
- |
|
20NiCrMo2HH
20NiCrMoS2HH
|
900±5 |
上限
下限 |
49
44 |
48
41 |
45
36 |
42
31 |
36
27 |
33
24 |
31
22 |
30
21 |
27
- |
25
- |
24
- |
24
- |
23
- |
|
20NiCrMo2HL
20NiCrMoS2HL
|
900±5 |
上限
下限 |
46
41 |
44
37 |
40
37 |
36
25 |
31
22 |
29
20 |
27
- |
26
- |
23
- |
21
- |
20
- |
20
- |
-
- |
| 18NiCrMo7HH |
860±5 |
上限
下限 |
48
43 |
48
43 |
48
42 |
48
41 |
47
40 |
47
40 |
46
39 |
46
38 |
44
36 |
43
35
|
42
34
|
41
33
|
41
33 |
| 18NiCrMo7HL |
860±5 |
上限
下限 |
45
40
|
45
40 |
45
39 |
45
38 |
44
37 |
43
36 |
42
35 |
42
34 |
40
32 |
39
31 |
38
30 |
37
29 |
37
29 |
二、ISO标准渗氮结构钢[ISO683/10:1987]
1.ISO标准渗氮结构钢的钢号与化学成分，邮表4-2-38。
表4-2-38 渗氮结构钢的钢号与化学成分（质量分数）（%）
| 钢号 |
C |
Si |
Mn |
P≤ |
S①≤ |
Cr |
Mo |
Ni |
Al |
|
31CrMo12
33CrAlMo54
41CrAlMo74 |
0.28-0.35
0.30-0.37
0.38-0.45 |
≤0.40
≤0.50
≤0.50 |
0.40-0.70
0.50-0.80
0.50-0.80 |
0.030
0.030
0.030 |
0.035
0.035
0.035 |
2.80-3.30
1.00-1.30
1.50-1.80 |
0.30-0.50
0.15-0.25
0.25-0.40 |
≤0.30
-
- |
-
0.80-1.20
0.80-1.20 |
①如供需双方协商同意，硫含量可低于0.035%。
2.ISO标准渗氮结构钢的力学性能，见表4-2-39。
表4-2-39 渗氮结构钢的力学性能
| 钢号 |
钢材直径 |
σs
≥
/MPa |
σb
/MPa |
δ
≥
（%） |
AkU
≥
/J |
渗氮表面硬度 |
| HV |
HR15-N① |
| 31CrMo12 |
≤100
＞100-250P |
800
700P |
1000-1200
900-1100 |
11
12 |
30
30 |
800
800 |
92
92 |
| 33CrAlMo54 |
≤70 |
600 |
800-1000 |
14 |
25
20
25 |
950 |
93.5 |
| 41CrAlMo74 |
≤100
＞100-160 |
700
600 |
900-1100
800-1000 |
12
14 |
20
25 |
950
950 |
93.5
93.5 |
①采用3个U形缺口试样的平均值。如果求采用V形缺口试样，由供需双方协商试验条件。
②洛氏表面硬度，15-N表示试验条件：采用金刚石圆锥压头，总载荷147N（15kgf）。 |
