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

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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）

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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

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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