20CrNiMo是一種合金滲碳鋼，以其良好的綜合力學性能和工藝性能，在機械制造、汽車、航空航天等領域的零件制造中發揮著重要作用，尤其適用于制造承受沖擊、振動和循環載荷的零件。

從化學成分分析，20CrNiMo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，有利于進行鍛造、軋制等熱加工和切削加工等冷加工 。鎳（Ni）含量為 0.40% - 0.70%，鎳能顯著提高鋼的淬透性，極大地改善鋼的韌性，特別是在低溫環境下，降低鋼的冷脆轉變溫度，使鋼材在低溫下仍保持良好的韌性，具備優異的低溫沖擊性能 。鉻（Cr）含量為 0.35% - 0.65%，鉻能提高鋼的淬透性，增加鋼的抗氧化和耐腐蝕能力；同時，鉻在鋼中形成碳化物，有助于提升鋼的硬度和耐磨性 。鉬（Mo）含量為 0.20% - 0.30%，鉬可細化晶粒，提高鋼的回火穩定性，抑制回火脆性，進一步優化鋼的綜合力學性能 。此外，鋼中還含有少量的硅（Si，0.15% - 0.35%）、錳（Mn，0.60% - 0.95%）等元素輔助強化性能，嚴格控制磷（P≤0.030%）、硫（S≤0.030%） 等雜質元素含量，以保證鋼材質量 。

20CrNiMo的性能特點顯著。經過適當的熱處理后，它可實現表面高硬度、高耐磨性，而心部保持良好韌性和強度的理想狀態。表面硬度可達58 - 62HRC，能夠承受強烈的摩擦和磨損；心部由于低碳特性，在保證一定強度的同時，具備良好的韌性，可承受沖擊載荷 。該鋼的淬透性較高，在油中臨界淬透直徑可達 40 - 60mm，即使是較大尺寸的零件也能在淬火后獲得均勻的組織和性能 。同時，20CrNiMo具有優異的低溫沖擊韌性，在 - 40℃甚至更低溫度下，仍能保持較高的沖擊吸收功，這使其在寒冷地區或低溫工況下表現出色 。此外，該鋼還具有較好的切削加工性能和焊接性能，便于制造和裝配 。

20CrNiMo的熱處理工藝主要包括滲碳、淬火、回火。滲碳溫度一般在 900 - 930℃，通過滲碳處理，碳原子滲入鋼材表面，形成厚度約 0.8 - 1.2mm 的滲碳層 。滲碳后進行淬火處理，淬火溫度通常在 800 - 850℃，采用油冷方式，使滲碳層中的奧氏體轉變為高碳馬氏體，提高表面硬度和耐磨性。淬火后進行回火處理，回火溫度一般在 150 - 200℃，低溫回火可消除殘余應力，提高韌性，使零件達到表面與心部性能的良好匹配 。