17MnCr5-3 是德国 DIN 标准下的含铬锰系低合金高强度渗碳钢

17MnCr5-3 是德国 DIN 标准下的含铬锰系低合金高强度渗碳钢，德国 W-Nr. 数字牌号为1.3521，归类的正式名称常写作17MnCr5（"17MnCr5-3"为市场与部分供应商对该牌号的书写/供货代号）。它属于 DIN EN ISO 683-17:2015《热处理钢、合金钢和易切削钢 第17部分：滚珠轴承钢》标准中的表面硬化轴承钢类别，兼具"低碳渗碳钢"与"轴承钢"的双重身份——既可通过渗碳/碳氮共渗获得高硬度耐磨表层，又保持了较低碳当量带来的良好淬透性、焊接性与冷成形性。

牌号说明：市场上"17MnCr5-3"的写法存在两类数据口径。一类按 DIN 1.3521 / 17MnCr5 渗碳轴承钢（C 0.14-0.19%、Mn 1.00-1.30%、Cr 0.80-1.10%）；另一类按 steel-grades 数据库将其归为"可焊高强度低合金 MnCr 钢"，成分上限为 C≤0.18%、Mn≤0.80%、Cr≤1.00%，并含 V≤0.08%、Nb≤0.05%、Mo≤0.30%、B≤0.005% 等微量元素。下文以更主流的DIN 1.3521 / 17MnCr5 渗碳轴承钢体系为主介绍，采购时请以厂家质保书为准。

一、化学成分（质量分数）

依据 DIN EN ISO 683-17 及 DIN 17230 标准，17MnCr5 的化学成分范围为：

元素

C

Si

Mn

P

S

Cr

Cu

Al

O

最小值

0.14

1.00

0.80

最大值

0.19

0.40

1.30

1.10

0.30

注：询价与订购时可商定 S 最大 0.03% 以改善加工性能；除非买方特别批准，不得故意添加钙或钙合金。

成分设计逻辑：

• 
  
• 低碳（0.14-0.19%C）：保证渗碳前心部具备良好韧性，渗碳后表层高碳实现高硬度
• 
  
• 较高锰（1.00-1.30%Mn）：显著提高淬透性，改善热加工性能与表面质量
• 
  
• 适量铬（0.80-1.10%Cr）：形成合金渗碳体，提高渗层耐磨性与抗接触疲劳能力
• 
  
• 低杂质（P≤0.025%、S≤0.015%）：保证纯净度，满足轴承钢对疲劳寿命的严苛要求
• 
  
• 微量 Al（≤0.05%）：细化晶粒、脱氧，调控夹杂物形态

二、供应形式

17MnCr5-3/17MnCr5 可按多种形态交货，覆盖用户所需的各类半成品：

• 
  
• 圆钢/棒材：热轧圆钢、锻制圆钢、车光圆钢，常见直径 Φ3-880mm
• 
  
• 线材/盘条：热轧线材卷（5.5-25mm），供冷镦、自动车床进料；固溶酸洗盘状或直条状丝材
• 
  
• 板材/带材：热轧板、冷轧板、精密带，厚度 0.5-360mm 均可供货
• 
  
• 锻件：自由锻件、模锻件、圆环、法兰、锻管等，退火+车光状态交货
• 
  
• 管材：无缝管、焊管，固溶+酸洗状态交货
• 
  
• 其他：焊材、配套焊接材料等

交货状态可按需选择：软化退火（+A）、球化退火（+AC）、铁素体-珠光体组织（+FP）、固溶处理（+TH）等，硬度通常控制在 140-207 HBW 之间，便于后续切削与冷成形。

三、热处理工艺

17MnCr5 的核心热处理路线是渗碳/碳氮共渗 + 淬火 + 低温回火，典型工艺如下：

1. 预处理（球化退火）

790-810℃ 加热，710-720℃ 等温，空冷 → 硬度 HB 207-229，为后续切削与渗碳准备最佳组织。

2. 渗碳

900-930℃ 气体渗碳 4-8 小时，渗层深度 0.6-1.2mm，表层碳浓度控制在 0.8-1.0%。

3. 淬火

可采用"直接淬火"或"重新加热淬火"：

• 
  
• 第一次淬火：880℃ 油淬（细化心部组织）
• 
  
• 第二次淬火：780-820℃ 油淬（细化表层组织）
• 
  
• 也可采用 810-840℃ 单次油淬的简化工艺

4. 低温回火

150-200℃ 回火 2-4 小时，空冷或水冷。回火后：

• 
  
• 表层硬度：HRC 58-62（渗碳态可达 HRC 62-66）
• 
  
• 心部硬度：HRC 30-45（随零件截面尺寸变化）

5. 可选深冷处理

-60℃ 至 -70℃ 深冷 2 小时，随后 150-160℃ 回火，表层硬度可达 HRC≈67。

临界点参考：Ac₁ ≈ 734℃、Ac₃ ≈ 827℃、Ms ≈ 430℃。该钢油淬淬硬性深度 40-50mm，淬透性优于普通铬钢。

四、机械性能

17MnCr5 的性能随热处理状态差异显著：

退火/供货态（母材）：

• 
  
• 抗拉强度：≥ 835 MPa
• 
  
• 屈服强度：≥ 540 MPa
• 
  
• 伸长率：≥ 10%
• 
  
• 断面收缩率：≥ 40%
• 
  
• 冲击功 Akv：≥ 47 J
• 
  
• 硬度：≤ 179 HBW

渗碳淬火 + 低温回火后：

• 
  
• 表层硬度：HRC 58-62（最高可达 HRC 67）
• 
  
• 抗拉强度：可达 1373 MPa
• 
  
• 屈服强度：可达 1187 MPa
• 
  
• 伸长率：约 13%
• 
  
• 断面收缩率：约 57%
• 
  
• 冲击韧性 αₖᵤ：约 72 J/cm²

关键特性：淬火和回火后硬度高且均匀，耐磨性能好，接触疲劳强度高；碳化物分布均匀，不易析出碳化物网；受热软化温度约 320℃。

五、物理性能

依据 EN 1.3521 材料数据库：

• 
  
• 密度：7.8 kg/dm³
• 
  
• 弹性模量：190 GPa
• 
  
• 剪切模量：73 GPa
• 
  
• 泊松比：0.29
• 
  
• 热膨胀系数：13 µm/(m·K)
• 
  
• 热导率：45 W/(m·K)
• 
  
• 比热容：470 J/(kg·K)
• 
  
• 熔点：1420-1460℃
• 
  
• 最高服役温度：约 420℃

六、应用领域

17MnCr5-3 凭借"渗碳级高硬度表层 + 强韧心部 + 优异接触疲劳性能"的组合优势，主要应用于：

轴承制造（核心应用）

内燃机、电动机车、汽车、拖拉机、机床、轧钢机、钻探机、矿山机械、通用机械等高速旋转高载荷机械传动轴承的钢球、滚子、套圈。

⚙️ 齿轮与传动件

制造齿轮、蜗轮、密封轴套、塑料模具、汽轮机油封和汽油套等；也用于制造拉杆、重要的焊接和冲压零件、高强度结构件。

汽车工业

变速箱齿轮、差速器齿轮、传动轴、转向齿条、凸轮轴等渗碳淬火件。

️ 机械结构件

桥梁、结构设计组件、储油罐、压力容器、热交换器、热水器、转子、叶轮和轴等。

其他领域

刀具、石油、电子、化工、医疗、轻纺、食品、机械、建筑、核电、航空航天、军工等行业。

七、材料核心优势

1. 
   
2. 渗碳性能卓越：低碳设计 + 1%Cr 合金化，渗碳后表层可获得 HRC 60+ 的高硬度，而心部保持 HRC 30-45 的良好韧性，完美匹配"表面耐磨、心部抗冲击"的轴承与齿轮工况
3. 
   
4. 接触疲劳强度高：作为 DIN EN ISO 683-17 标准认证的滚珠轴承钢，具备极高的抗接触疲劳性能，轴承服役寿命长
5. 
   
6. 淬透性优良：油淬淬硬性深度 40-50mm，较大截面零件热处理后仍能获得较高且均匀的硬度
7. 
   
8. 韧性储备充足：在 HRC 60+ 的高硬度下，心部仍保持 ≥40% 的断面收缩率与 ≥47 J 的冲击功，安全性远高于高碳轴承钢
9. 
   
10. 工艺性能全面
    • 
      

• 锻造性良好：但易脱碳，需在中性或保护气氛炉中加热
  • 
    
• 切削性良好：球化退火后硬度 ≤207 HBW，可切削性优异
  • 
    
• 焊接性尚可：碳当量 CEV ≈ 0.69（最大值），可通过预热与焊后热处理实现可靠焊接
  • 
    
• 热处理变形小：回火稳定性好，渗碳淬火变形可控

1. 
   
2. 组织均匀性佳：碳化物分布均匀，不易析出碳化物网，可通过正火消除网状及粗片碳化物组织
3. 
   
4. 省时节电的锻热调质：施以锻热调质处理，可获得细密的回火索氏体组织，简化工艺，既有良好的切削加工性能，又有理想的余热处理组织
5. 
   
6. 标准成熟、替代性强：对应 ISO 683-17、ASTM A534（B23）、DIN 17230 等多国标准，国内相当于17CrMnH
   钢，供应链成熟、性价比高

⚠️ 工程选用提示：

• 
  

• 17MnCr5-3 的核心价值在于渗碳应用，裸材直接使用难以发挥其性能潜力
  • 
    
• 锻造与热处理过程中易脱碳，必须在中性气氛或保护气氛炉中加热
  • 
    
• 不同标准（DIN 17230-1980 vs DIN EN ISO 683-17-2015）下 S、P 含量上限略有差异，关键件采购务必核对质保书
  • 
    
• 市场上"17MnCr5-3"写法存在两种成分口径（见文首说明），订货时需与供应商明确对应的标准版本

17MnCr5-3（1.3521 / 17MnCr5）作为德国引进的成熟渗碳轴承钢，成功在"表面高硬度耐磨"与"心部强韧"之间取得最佳平衡，是汽车变速箱齿轮、高端滚动轴承等核心传动部件不可替代的经典材料。