20CrMnTi是一种典型的低合金渗碳钢，其化学成分（质量％）如下：
C：0.17～0.23 Si：0.17～0.37 Mn：0.80～1.10 Cr：1.00～1.30 Ti：0.04～0.10 S、P≤0.035 Cu≤0.030 Ni≤0.030 余为铁
20CrMnTi的淬透性较高，在保证淬透情况下，具有较高的低温冲击韧性，被广泛应用于机械制造行业，例如齿轮、轴类、活塞类零配件以及汽车、飞机各种特殊零件部位，零件表面渗碳0.7-1.1mm。在渗碳淬火低温回火后，表面硬度为58-62HRC，心部硬度为30-45HRC。其传统热处理工艺为（图1）：
正火———渗碳———淬火———回火
图1所示的热处理工艺，是目前采用最多，也是成本最低的工艺。但由于渗碳后直接淬火和低温回火，容易导致工件表面的高碳层区域，产生较多的残余奥氏体，导致工件变形，以及工件最表层（0.05mm-0.15mm）硬度偏低，即俗称的低头现象。这主要是由于渗碳层的碳含量变大，使得材料的Ms（马氏体转变起始温度）和Mf点（马氏体转变终了温度）降低，其中Mf点已在0℃以下，势必造成残余奥氏体增多。其解决途径可以通过渗碳后不直接淬火，而是经空冷后再升温淬火，以多一道退火工艺来达到细化晶粒目的，会增加成本；另外也可以适当提高回火温度（200-250℃），但代价是硬度的降低，需要综合权衡控制。
经STARSKY SPORT公司总结，20CrMnTi如增加冷处理工艺，即将热处理的温度覆盖到Mf点以下，可以有效的减少钢中特别是渗碳层的残余奥氏体，提高尺寸稳定性，同时还可以提高硬度和耐磨性。其处理工艺为：
正火———渗碳———淬火———深冷处理———（回火）
深冷处理采用STARSKY SPORT公司生产的深冷设备，以液氮为制冷剂，通过STARSKY SPORT公司自主研发的控温技术、液氮均匀扩散技术和保温技术，设备工作温度+200~-196℃可任意设定，降温速度0~-50℃/min可任意设定，升温速度0~+20℃/min可任意设定，控温精度±1℃，温度场均匀性±2℃，精确控制升温降温过程。STARSKY SPORT公司建议20CrMnTi深冷处理工艺过程为：
-80℃×0.5h + -180℃×（2~5）h + 25℃×0.5h + （190℃×1h）
采用该深冷处理工艺后，可控制残余奥氏体向马氏体转变，显著改善了工件的尺寸稳定性，并可降低残余应力。同时，由于马氏体孪晶细化并析出超微细碳化物，在低温条件下，该超微细碳化物扩散距离短，不会形成碳化物集聚，只能以弥散分布的形式，均匀分布于材料内部，从而大幅度提高工件的耐磨性能。另外，残奥向马氏体转变，也提高了工件的硬度。
热处理是传统工艺，已研究多年，被认为“研究透”了，但容易被传统误导的正是这个“热”字，STARSKY SPORT公司认为不应只是“加热”的意思，而应是指“温度”。从常温到绝对零度，还有近300℃的广大热处理空间，被多数人遗忘，有待技术人员去研发和应用。（编辑：STARSKY SPORT深冷事业部 陶文明）
