石家庄20#-55#碳素结构钢5CrMnMo中加入Cr、Mn、Mo元素主要是提高钢的淬透性，尤其是共同作用时，淬透性提高极大。Cr、Mn、Mo元素可固溶于铁素体中起固溶强化作用，又可固溶于Fe3C中形成（Fe、Cr、Mo）3C，改善其硬度，提高钢的耐磨性。Cr、Mn、Mo元素共同作用显著提高钢的回火稳定性。石家庄20#-55#碳素结构钢Mo元素可减少回火脆性和细化晶粒。由于Ni元素显著提高钢的淬透性、韧性与耐热疲劳性能，所以5CrMnMo钢与5CrNiMo钢相比，虽然强度不降低，但常温及较高温度下的韧性和塑性却降低很多，且淬透性和耐热疲劳性能也稍低。 另外，5CrMnMo钢中加入Mn、Mo元素，钢的过热敏感性稍大。此外，钢中存在Cr元素使钢产生一定的抗氧化性与耐蚀性。

石家庄20#-55#碳素结构钢大型锻件的传统制造方式是采用大型钢锭开坯、自由锻造成形。但随着重大装备的不断发展，对大型锻件的要求越来越高，不仅规格和截面越来越大，而且内在质量也不断提高，传统的制造方式已经难以满足要求。为了适应高端装备的需求，实现大型锻件形质兼备的目标，急需对制造方式进行变革。为此，以传统钢锭制造技术提升和新型增材制坯技术开发为代表的均质化制坯、一体化制造及模锻化成形等制造方式应运而生。石家庄20#-55#碳素结构钢大型锻件是电力、冶金、石化、造船、矿山、航空航天、军工等装备（图1）的基础部件，其经济带动性强，涵盖面广，是装备制造业产业链上不可缺少的重要一环。大型锻件传统的制造方式是自由锻造成形，“肥头大耳”和“傻大黑粗”曾经是大型锻件的代名词。

石家庄20#-55#碳素结构钢锻件是指通过对金属坯料进行锻造变形而得到的工件或毛坯。利用对金属坯料施加压力，使其产生塑形变形，可改变其机械性能。锻件按坯料在加工时的温度，可分为冷锻温锻和热锻。冷锻一般是在室温下加工，热锻是在高于金属坯料的再结晶温度下加工。石家庄20#-55#碳素结构钢的锻件热处理按其热处理的目的不同可分为两组。通过锻造可消除金属的疏松。孔洞，使锻件的机械性能得以提高。

石家庄20#-55#碳素结构钢锻件淬火冷却时，由于不同部位存在温度差异及组织转变的不同所引起的应力称为淬火内应力。当淬火应力超过钢的屈服强度时，锻件将产生变形；当淬火应力超过钢的抗拉强度时，锻件将产生裂纹而成为废品。石家庄20#-55#碳素结构钢为了防止锻件的变形和开裂的产生，可采用不同的淬火方法 (如分级淬火或等温淬火等）和工艺合理的设计措施（如结构对称、斜面均匀、避免尖角等），尽量减少淬火应力，并在淬火后及时进行回火处理。