16MnCr5 的碳含量在 0.14% - 0.19%，而 20MnCrS5 碳含量處于 0.17% - 0.22%。20MnCrS5 相對更高的碳含量，使其在熱處理后能獲得更高的強度和硬度。在制造承受較大壓力和磨損的零件時，20MnCrS5 可憑借更高碳含量帶來的優勢，展現出更好的耐磨性和抗變形能力。然而，較高碳含量也會降低材料的塑性和韌性。相比之下，16MnCr5 塑性和韌性稍好，在對零件韌性要求較高，且強度需求并非極端的情況下，16MnCr5 能更好地滿足使用要求，例如一些需要承受一定沖擊但又需保持形狀穩定的機械結構件，16MnCr5 可減少因沖擊導致脆斷的風險。

從力學性能看，16MnCr5 抗拉強度在 880 - 1180MPa，20MnCrS5 抗拉強度一般在 950 - 1250MPa，20MnCrS5 抗拉強度更高，能承受更大拉力，在承受重載的結構件中更具優勢。16MnCr5 伸長率為 9%，20MnCrS5 伸長率通常在 8% 左右，16MnCr5 在塑性方面略好，在一些需要進行冷變形加工的場合，16MnCr5 能更好地適應變形而不產生裂紋。在沖擊韌性值上，16MnCr5 為 34J/cm2，20MnCrS5 因碳含量和合金元素差異，沖擊韌性稍低，在對零件抗沖擊性能要求高的應用場景中，16MnCr5 是更合適的選擇，比如礦山機械中易受沖擊的部件。

在合金元素方面，兩種鋼材都含有錳（Mn）和鉻（Cr）。16MnCr5 中錳含量為 1.00% - 1.30%，鉻含量 0.80% - 1.10%；20MnCrS5 錳含量 1.10% - 1.40%，鉻含量 0.80% - 1.10%，20MnCrS5 錳含量略高。錳能提高鋼的強度、韌性和淬透性，20MnCrS5 較高錳含量使其淬透性稍優于 16MnCr5，在大尺寸零件熱處理時，能更均勻地硬化。此外，20MnCrS5 中還添加了硫（S），硫的加入主要是為了改善切削性能，在機械加工過程中，20MnCrS5 能使刀具磨損更慢，加工表面更光潔，相比 16MnCr5 在切削加工方面具有明顯優勢，更適合復雜形狀零件的批量加工，可有效提高生產效率。

在表面處理適應性上，兩種鋼材各有特點。16MnCr5 由于成分相對簡單且雜質少，在進行電鍍、熱浸鍍等表面處理時，能獲得較為均勻、結合力良好的鍍層。例如在進行鍍鋅處理后，能有效提高零件的耐腐蝕性，廣泛應用于戶外設備零件。而 20MnCrS5 因含有硫元素，在某些表面處理過程中可能會影響處理效果。但在進行滲碳、滲氮等表面強化處理時，20MnCrS5 較高的碳含量和良好的淬透性使其能形成更厚、更均勻的硬化層，提高零件表面耐磨性和疲勞強度，在一些對表面硬度和耐磨性要求的模具制造中應用廣泛。

成本方面，16MnCr5 相對更具優勢。一方面，其化學成分相對簡單，生產過程中對原材料純度等要求略低，降低了原材料采購成本。另一方面，由于 16MnCr5 焊接性能好，在制造過程中焊接工藝成本低；且其加工性能雖不如 20MnCrS5，但對于一般簡單形狀零件加工，通過合理選擇刀具和切削參數，也能滿足生產要求，整體加工成本可控。20MnCrS5 雖在切削加工等方面有優勢，但硫元素的添加以及為性能對合金元素更的控制，增加了原材料成本。并且其焊接難度大，焊接成本高。在對性能要求不是極為苛刻，且成本控制較為重要的項目中，16MnCr5 是更經濟實惠的選擇，例如普通機械制造中的一些非關鍵結構件。
航空航天領域對材料性能要求極為嚴苛。16MnCr5 因其較好的韌性和相對穩定的性能，可用于制造一些非關鍵的結構件和輔助設備零件，如飛機內部的一些小型支架、連接件等。這些零件需要在一定強度的同時，具有較好的抗疲勞性能，以應對飛機飛行過程中的復雜應力環境。20MnCrS5 憑借其高淬透性、高強度和良好的表面處理性能，可用于制造航空發動機中的一些小型齒輪、軸類零件等。這些零件在發動機高溫、高壓、高轉速的極端工況下工作，20MnCrS5 能滿足對零件高強度、高耐磨性和的要求，確保發動機的可靠性和安全性。