S20C(AISI 1020)—— 渗碳硬化、硬度与小件电镀
为什么 S20C 只能渗碳而不能整体淬硬,硬化层能做到心部做不到的事,以及为什么表面硬化螺钉镀锌后仍落入 ISO 4042 的烘烤要求。
牌号数据
| JIS 牌号 | S20C |
|---|---|
| 最接近的对应牌号 | AISI 1020 / DIN C22 |
| 含碳量 (%) | 0.18–0.23 |
| 钢类 | 普通碳素钢 |
| 热处理路线 | 渗碳(表面硬化) |
| 典型表面硬度 (HRC) | 55–62 HRC |
| 实际使用中规定的硬度 (HRC) | 55–60 HRC |
| 可否热处理硬化 | 可以 |
硬度值是我们所处理小件的典型行业范围,取决于零件、断面尺寸、淬火方式与适用规范。它不是保证值,也不能替代您的图纸或标准。
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这是什么钢
S20C 是普通低碳钢。碳含量不足以靠单纯淬火形成有用的马氏体,因此它属于表面硬化钢种:必须先把碳渗进表层。作为交换,它便宜、冷镦性极好、成形稳定,所以大量自攻螺钉和销件都从 S20C 线材开始。
如何热处理
工艺路线是渗碳后淬火并回火。碳在渗碳温度下扩散进表层,淬火使富碳表层转变为马氏体,而低碳心部保持韧性。有效硬化层深由您的图纸规定,按 ISO 2639 测定,不是工厂自定的默认值。整体淬硬对该牌号不成立——没有碳就没有可硬化的东西。
电镀与氢脆
即使心部很软,表面硬化层的硬度也远高于 ISO 4042 的触发点,因此电镀的表面硬化螺钉通常要烘烤,且必须在电镀后尽快开始。如果客户接受非电解涂层,锌铝涂层可以彻底去掉酸洗与电解这两个氢来源。
电镀后应去氢烘烤
ISO 4042 规定:电镀紧固件在性能等级 10.9 及以上,或硬度约 390 HV(≈ 40 HRC)及以上时应做去氢烘烤。许多客户规范的触发点更低——以图纸为准,而不是本页。
除氢烘烤规划工具常用 ISO 898-1 性能等级
什么时候选它
当您需要在便宜、易冷镦的钢上获得耐磨、可自攻的硬表面,而载荷由韧性心部承担时选它——自攻螺钉、敲入螺钉、小销和卡簧类零件。
什么时候不要选它
当图纸要求整体性能等级(如 8.8 或 10.9)时不要选它:渗碳 S20C 只有表面硬度,没有整体强度,应改用调质钢种。硬化后还要再切削的零件也不适合,因为切削会把硬化层削掉。
该牌号常见的问题
常见问题
S20C 可以整体淬硬吗?+
不行。含碳量太低,淬火响应不足,所以必须先渗碳或碳氮共渗把碳加进去。如果有人向您报"整体淬硬的 S20C 螺栓",请追问心部硬度测的是多少。
表面硬化的 S20C 螺钉镀锌后需要烘烤吗?+
通常需要。虽然心部不到触发点,但表面高于 ISO 4042 的硬度触发点,而表面硬化螺钉正是延迟断裂的高发群体。按图纸执行,并在电镀后尽快烘烤。