20CrMo是一種低碳合金結構鋼，在機械制造領域憑借其良好的綜合力學性能和工藝性能，被廣泛應用于制造各類承受中等載荷、要求較高韌性和強度的零件。其性能的形成與獨特的化學成分和合理的熱處理工藝緊密相關。

從化學成分來看，20CrMo中碳（C）含量約為 0.17% - 0.23%，屬于低碳鋼。低碳特性賦予鋼材良好的塑性和韌性，使其在鍛造、軋制等熱加工過程中易于成型，也便于進行切削加工等冷加工操作，能夠滿足復雜形狀零件的加工需求 。鉻（Cr）含量為 0.80% - 1.10%，鉻是提高鋼淬透性的關鍵元素之一，它能使鋼材在淬火時，從表面到內部更均勻地發生組織轉變，從而獲得更理想的力學性能 。同時，鉻還能增強鋼的抗氧化性和耐腐蝕性，在一定程度上保護鋼材，延長零件的使用壽命 。鉬（Mo）含量為 0.15% - 0.25%，鉬元素可以細化晶粒，提高鋼的回火穩定性，抑制高溫回火脆性，保證鋼材在高溫下仍能保持較好的力學性能 。此外，鋼中還含有少量的硅（Si，0.17% - 0.37%）和錳（Mn，0.40% - 0.70%）等元素。硅能強化鐵素體，提高鋼的強度和彈性極限；錳則可與碳協同作用，進一步增強鋼的強度，改善鋼的熱加工性能，降低鋼的過熱敏感性 。嚴格控制磷（P≤0.035%）和硫（S≤0.035%）等雜質元素的含量，以避免降低鋼材的韌性和疲勞性能，保證鋼材質量的穩定性。

20CrMo的性能特點顯著。經過適當的熱處理后，它具有良好的綜合力學性能。調質處理后，抗拉強度可達 885MPa 以上，屈服強度約 785MPa，能夠承受中等程度的應力和載荷 。其淬透性良好，在油中臨界淬透直徑可達 25 - 40mm，這使得它可以用于制造尺寸較大的零件，并保證零件在淬火后獲得均勻的組織和性能 。該鋼還具備較好的低溫沖擊韌性，在低溫環境下仍能保持一定的韌性，不易發生脆性斷裂 。同時，20CrMo具有良好的切削加工性能，在退火狀態下，切削性能良好，便于加工成各種形狀的機械零件；并且通過合適的焊接工藝和措施，它也具有一定的焊接性能，可滿足零件的焊接裝配需求 。此外，20CrMo還具有較好的抗疲勞性能，能夠在長時間的交變載荷作用下，保持良好的工作狀態。

20CrMo的熱處理工藝主要包括淬火和回火。淬火是提高鋼材強度和硬度的關鍵工序，淬火溫度一般在 880℃左右，采用油冷方式，使鋼中的奧氏體迅速轉變為馬氏體組織，從而大幅提高鋼材的硬度和強度 。但淬火后鋼內部存在較大的殘余應力，且組織不穩定，需要通過回火處理來消除應力、調整組織和性能。回火溫度根據所需性能而定，** 高溫回火（500 - 650℃）** 是常用的工藝，經過高溫回火后，鋼材可獲得良好的綜合力學性能，在具備較高強度的同時，保持較好的韌性和塑性，滿足不同工況對材料性能的要求 。若需要更高的硬度和耐磨性，可采用低溫回火（150 - 250℃）；若要求更好的韌性，則可適當提高回火溫度 。

在應用領域，20CrMo的應用十分廣泛。在汽車工業中，常用于制造發動機的連桿、曲軸、齒輪等零件 。發動機連桿在工作時承受著交變的拉壓應力，20CrMo的強度和韌性能夠保證連桿在復雜工況下可靠工作，確保發動機的正常運轉 。在機床制造行業，可用于制造機床的主軸、絲杠等關鍵部件 。機床主軸在加工過程中承受切削力和扭矩，需要具備較高的強度和精度，20CrMo的性能能夠保證主軸的穩定運行，提高機床的加工精度和效率 。此外，在石油化工設備中，20CrMo可用于制造管道、閥門等零件，其良好的力學性能和一定的耐腐蝕性能夠滿足石油化工行業對設備零件的要求 。在農機制造領域，如拖拉機的傳動部件等也常常采用20CrMo，以適應農業生產中復雜多變的工況 。