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AISI 8620 渗碳钢全面解析：成分、性能、热处理与应用一篇讲透
AISI 8620 是美标低碳合金渗碳钢，因其优异的渗碳淬火性能、良好的韧性和强度，广泛应用于汽车、航空、机械等行业的中高强度结构零件，尤其适合制造要求耐磨又具心部韧性的齿轮、轴类、曲柄等关键件。
一、AISI 8620 材料简介
名称：AISI 8620
标准：SAE/AISI ASTM
类型：镍铬钼合金渗碳钢
对应中国牌号：20NiCrMo（近似）
典型特征：
极jia的渗碳淬火能力
高强度、高韧性
热处理尺寸稳定性好
耐冲击、耐磨性出色
二、化学成分（%）
| 元素 | 范围 |
|---|---|
| C | 0.18 – 0.23 |
| Mn | 0.70 – 0.90 |
| Cr | 0.40 – 0.60 |
| Ni | 0.40 – 0.70 |
| Mo | 0.15 – 0.25 |
| Si | ≤ 0.35 |
| P/S | ≤ 0.035 |
?? 其中 Ni 提升韧性，Cr 增加淬透性，Mo 提高高温强度与回火抗力，使 AISI 8620 成为非常适合重载、冲击环境的渗碳钢。
三、热处理工艺（典型流程）
| 工艺阶段 | 温度范围（℃） | 冷却方式 | 目的说明 |
|---|---|---|---|
| 渗碳 | 870–950 | 控碳气氛 | 增加表层碳含量，提高硬度 |
| 淬火 | 830–880 | 油冷 | 获得马氏体，提高强度和硬度 |
| 回火 | 150–200 | 空冷 | 消除应力，稳定组织结构 |
? 渗碳层深度 通常控制在 0.8 – 1.2 mm，实际应用可根据承载要求加深。
四、力学性能（热处理后）
| 性能项 | 典型数值 |
|---|---|
| 表面硬度 | HRC 58 – 63（渗碳淬火） |
| 心部硬度 | HB 200 – 260 |
| 抗拉强度 | ≥ 900 MPa |
| 屈服强度 | ≥ 600 MPa |
| 延伸率 | ≥ 12% |
| 冲击韧性 | ≥ 50 J |
?? 在渗碳后，表面硬而耐磨，心部仍保留良好韧性和抗冲击性，特别适合长期承受交变载荷的零件。
五、典型应用场景
| 行业 | 零件类型 |
|---|---|
| 汽车工业 | 齿轮、花键轴、连杆、小轴 |
| 航空航天 | 活塞销、主轴、起落架构件 |
| 工程机械 | 齿圈、凸轮轴、驱动销、销轴 |
| 精密设备 | 齿轮轴、同步环、传动组件 |
? 特别适合高应力、高精度要求的零件，且热处理后形变量小，加工性好。
六、与类似材料对比分析
| 材料 | 渗碳能力 | 韧性 | 加工性 | 成本 | 推荐应用 |
|---|---|---|---|---|---|
| AISI 8620 | ★★★★★ | ★★★★☆ | ★★★★☆ | 中高 | 高精密、抗冲击零件 |
| 20CrMnTi | ★★★★★ | ★★★★ | ★★★★ | 中 | 变速箱齿轮、齿轮轴 |
| 16MnCr5 | ★★★★ | ★★★☆ | ★★★☆ | 中 | 标准强度齿轮件 |
| SCM420 | ★★★★☆ | ★★★★ | ★★★★☆ | 中 | 日系通用齿轮材料 |
七、使用建议 & 加工提示
? 推荐使用场景：
负荷交变的传动件
高速、高精度加工需求
热处理尺寸变化要求小的场合
?? 加工注意事项：
渗碳层较深时，注意工件冷却速度，防止开裂
尽量采用预加工 → 热处理 → 精加工流程
对心部韧性要求高的零件，应避免过度碳化
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