Acier allié GB/T 3077 20CrNi3

Présentation du produit

L'acier 20CrNi3 est un acier de construction classique en alliage chrome-nickel spécifié selon la norme chinoise GB/T 3077-2015, classé comme nuance d'acier à double usage de cémentation et de trempe-revenu. Il contient des éléments équilibrés en alliage de Cr et de Ni pour améliorer considérablement la trempabilité, offrant une combinaison premium de haute résistance à la traction et de résistance aux chocs à basse température exceptionnelle après un traitement thermique standard.

Différent de l'acier faiblement allié commun, le 20CrNi3 atteint une double performance : une surface dure et résistante à l'usure via un traitement de carburation, tout en conservant un noyau interne robuste pour résister aux chocs importants et aux charges alternées. Sa profondeur de pénétration pour la trempe à l'huile atteint Φ50–70 mm, adaptée à la fabrication de composants mécaniques robustes de moyenne et grande section. Le matériau présente une usinabilité douce avec une soudabilité modérée, largement adopté dans la fabrication de machines, d'automobiles, d'équipements d'ingénierie et de systèmes de transmission.

Caractéristiques du produit

Composition chimique

Grade	C	Si	Mn	P.	S	Cr	Ni
20CrNi3	0,17-0,24	0,17-0,37	0,30-0,60	0,030Max	0,030Max	0,60-0,90	2h75-3h15

Propriétés mécaniques

Propriété	Valeur (min.)
Résistance à la traction	930 MPa
Limite d'élasticité	735 MPa
Allongement à la rupture	11%
Réduction de la superficie	55%
Résistance aux chocs	78 J
Dureté	241Max HBW

Traitement thermique

Recuit

Recuit complet à 650–680°C pour un soulagement des contraintes, une structure de grain interne uniforme, un usinage secondaire pratique.

Trempe

Température de chauffage : 830°C ; Moyen de refroidissement : eau ou huile.

Trempe

Température de chauffage : 480°C ; Moyen de refroidissement : eau ou huile.

Tailles d'approvisionnement et tolérance

Gamme de tailles de produits

Type de produit	Gamme de tailles	Longueur
Barre étirée à froid	Φ3-Φ80mm	6000-9000mm
Barre laminée à chaud	Φ16-Φ310mm	6000-9000mm
Barre forgée à chaud	Φ100-Φ1200mm	3000-5800mm
Plaque/feuille laminée à chaud	T : 3-200 mm ; L:1500-2500mm	2000-5800 mm
Bloc forgé à chaud	T : 80-800 mm ; L : 100-2500 mm	2000-5800 mm

Finition de surface, tolérance dimensionnelle et rectitude

Finition de surface	Tourné	Fraisé	Broyage (meilleur)	Poli (meilleur)	Pelé(Meilleur)	Forgé noir	Noir roulé
Tolérance	+0/+3mm	+0/+3mm	+0/+0,05mm	+0/+0,05mm	+0/+0,1mm	+0/+5mm	+0/+1mm
Rectitude	1mm/1000mm maximum.					3mm/1000mm maximum.

Applications

L'acier allié 20CrNi3 est spécialement conçu pour les composants fonctionnant sous des charges lourdes, des impacts alternés et des conditions de travail à basse température, scénarios d'application typiques :

• Pièces de transmission de machines lourdes : gros engrenages, vis sans fin, broches de machines-outils, cames, arbres de réduction.

• Fixations haute résistance : goujons à double extrémité, goupilles de positionnement, boulons robustes, axes de piston.

• Composants de base des équipements automobiles et d'ingénierie : arbres de transmission, pièces d'embrayage, pièces structurelles de pompe hydraulique.

• Pièces forgées structurelles générales pour charges lourdes pour machines métallurgiques, minières et marines

20CrNi3 VS nuances d'acier courantes

1. 20CrNi3 contre 20CrMnTi

• 20CrNi3 : Nickel plus élevé, trempabilité plus profonde (jusqu'à Φ70 mm), excellente résistance aux chocs à basse température, pour les engrenages de grande taille et à forte charge dans les environnements froids

• 20CrMnTi : moindre coût, profondeur de durcissement limitée (≤Φ40 mm), mauvaise ténacité à basse température, pour les petits engrenages automobiles de masse à température ambiante

2. 20CrNi3 contre 40Cr

• 20CrNi3 : acier de carburation à faible teneur en carbone, surface dure résistante à l'usure + noyau robuste, s'adapte aux pièces à friction et à fort impact

• 40Cr : acier trempé-revenu à teneur moyenne en carbone, dureté uniforme, aucune carburation nécessaire, pour arbres généraux de résistance moyenne

3. 20CrNi3 contre 42CrMo

• 20CrNi3 : cémentable, ténacité cryogénique supérieure, pour les grands composants de transmission à basse température

• 42CrMo : acier trempé Cr-Mo, résistance stable aux hautes températures, sans couche de surface dure, pour les arbres lourds travaillant à chaud

4. 20CrNi3 contre 20CrNi2Mo

• 20CrNi3 : nickel plus élevé, trempabilité plus profonde, meilleure ténacité inférieure à zéro, contrôle de forgeage plus strict pour éviter les taches blanches

• 20CrNi2Mo : teneur réduite en nickel avec molybdène, moins de défauts internes, idéal pour les engrenages de carburation de taille moyenne

5. Guide de sélection rapide

• 20CrMnTi : petits engrenages automatiques à température ambiante

• 40Cr :  arbres ordinaires de résistance moyenne

• 42CrMo : arbres lourds à haute température

• 20CrNi2Mo : engrenages de carburation moyennement stables

• 20CrNi3 : pièces d'usure à forte section et à basse température

FAQ

Q1 : Quelle est la différence entre l’acier 20CrNi3 et 20CrMnTi ?

A1 : 20CrNi3 contient une teneur plus élevée en nickel, une meilleure ténacité à basse température et une trempabilité plus profonde, adaptée aux engrenages et arbres à forte charge de grande section transversale ; Le 20CrMnTi est plus rentable pour les engrenages automobiles de petite et moyenne taille.

Q2 : L’acier 20CrNi3 peut-il être utilisé pour la carburation de pièces ?

A2 :  Oui, le 20CrNi3 est un acier allié de carburation courant. Après la trempe par carburation, la surface atteint une dureté élevée pour une résistance à l'usure tandis que le noyau maintient une ténacité élevée pour résister aux charges d'impact.

Q3 : Quel est le diamètre maximum de l’acier 20CrNi3 qui peut être entièrement durci par trempe à l’huile ?

A3 :  Dans le cadre du processus standard de trempe à l'huile à 830 °C, la profondeur de durcissement totale atteint Φ50–70 mm ; les pièces plus épaisses adoptent une trempe à l'eau pour un meilleur effet de durcissement à travers.

Q4 : Quelle dureté de livraison puis-je obtenir pour la barre ronde 20CrNi3 ?

A4 : Dureté de livraison recuite ≤ 241HBW, suffisamment souple pour le tournage et le perçage CNC directs sans traitement de pré-recuit.

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