20Cr渗碳钢，该钢是我国目前产量的几个合金结构钢之一，用途非常广泛。硬度较高，韧性比15CrA差。该钢具有比较好的淬透性、中等的强度和韧性。油淬到半马氏体硬度的淬透性为ф20～ф23mm。该钢经渗碳淬火表面强化处理后，在模具表面会获得细针状回火马氏体，硬度为58～62HRC；心部获得低碳马氏体组织，硬度35～40HRC，基本强韧性高，可满足冷作模具高硬度、高强度、高韧性和适当的耐腐蚀性的使用性能要求。正火可促进组织球化，细化大块状先共析铁素体，改进毛坯的切削性能。

20Cr钢淬火、低温回火后具有良好的综合力学性能，低温冲击韧性良好，回火脆性不明显。渗碳时钢的晶粒有长大倾向，所以要求二次淬火，以提高心部韧性，不宜降温淬火。当正火后硬度为170～217HB时，相对切削加工性约为65%，焊接性中等，焊前应预热到100～150℃，冷变形时塑性中等。
20Cr钢为了提高模具型腔的耐磨性，模具成型后需要进行渗碳处理，然后再进行淬火和低温回火，从而保证模具表面具有很高硬度、高耐磨性而心部具有很好的韧性。对于使用寿命要求不很高的模具，也可以直接进行调质处理。

国内也有不少应用低碳马氏体钢强烈淬火制造冷作模具的实例。
20Cr钢模具零件工艺路线：下料→锻造模坯→退火→机械粗加工→冷挤压成型→再结晶退火→机械精加工→渗碳→淬火、回火→研磨抛光→装配。参考对应钢号  我国GB标准钢号20Cr、日本JIS标准钢号SCr22、美国AISI/ASTM标准钢号5120、德国DIN标准钢号20Cr4、英国BS标准钢号590M17、法国NF标准钢号18C3、国际标准化组织ISO标准钢号20Cr4。

20Cr钢相变点温度（近似值）Ac1=765℃ 、Ac3=863℃、Ar3=799℃、Ar1=702℃。
正火规范 温度920～950℃，硬度156～179HBS.
冷压毛坯软化处理规范 （700～720）℃×（8～15）h，再以50～100℃/h的冷速，随炉降至温度≤550～600℃，出炉空冷。
处理前硬度≤179HRS，软化后硬度≤140HRS。

①20Cr钢冷挤压冲头 重截冷镦冲头，厚度为10～25mm的中厚钢板冲孔冲头，直径小天ф5～ф6mm的小冲头。
②20Cr钢用于制造汽车软管锌合金接头八角模冲头，硬度要求58～62HRC。原采用Cr12MoV钢制造的模具寿命很短，往往不到0.2万件就断裂；把冲头材料换成20Cr钢并经渗碳淬火处理后，渗层深1.0～1.2mm，硬度为60～62HRC，使用寿命提高到3万件。