20CrMnTiH齿轮钢的淬透性计算及窄淬透性带控制

采用非线性方程计算法计算20CrMnTiH钢末端淬透性,只需利用生产实际数据加以修正,就能进行精确的淬透性计算和预报,与实测值偏差不超过2HRC。采用化学成分设计和控制,保证20CrMnTiH钢△[C]不超过0.007%,△[Si]波动不超过0.04%,△[Mn]、△[Cr]不超过0.02%,△[Ti]不超过0.01%,△[Alt]不超过0.010%,[Ni]、[Cu]不超过0.05%,[Mo]、[W]、[V]不超过0.03%,[P]、[S]不超过0.020%,[N]和[B]分别不超过0.006 0%和0.000 5%,并控制碳偏析指数不超过1.035%,可实现国际先进水平的末端淬透性HRC4带宽控制。     

齿轮钢窄淬透性带控制技术

 为提高齿轮钢淬透性带控制精度,优化了齿轮钢成分控制目标及精度要求,建立合金加料计算机控制模型和成分调整规则库,开发基于增量神经网络的齿轮钢淬透性预报模型,形成一套完整的齿轮钢窄淬透性带宽控制技术,并将该技术应用于20CrMnTiH齿轮钢。研究结果表明,可实现窄淬透性带控制,J9和J15淬透性带宽不大于4HRC的比例分别达到93.3%和89.2%,不大于6HRC的比例分别达到99.3%和98.4%。     

20CrMnTiH齿轮钢窄淬透性带短流程生产工艺

介绍了采用90t转炉-LF-CC-热轧生产窄淬透性带20CrMnTiH齿轮钢工艺。轧材检验及生产过程中取样分析表明,钢中气体含量（N2＋O2）〈60×10-6,淬透性带宽△HRC〈6.5,夹杂物检验等级及偏析程度均〈1.5级,组织晶粒度〉7级,各项机械性能均符合GB5612-2004要求。     

天钢保淬透性齿轮钢的生产实践

天钢在现有的装备条件下成功开发了保淬透性齿轮钢20CrMnTiH。根据淬透性要求,计算得出合理的成分控制范围,并设计了一套适用于现场控制的控制表。介绍了20CrMnTiH转炉—LF精炼—连铸—连轧流程生产线的关键工艺控制点。检测结果符合相关的标准要求。20CrMnTiH的成功开发完善了天钢的产品线,进一步提高了天钢产品的市场竞争力。     

w(B)对20CrMnTiH淬透性的影响及控制措施

经分析发现微量的残余元素B对20CrMnTiH淬透性的影响非常明显。通过优化电炉吹氧量,电炉熔炼温度以及精炼渣系的优化等工艺措施,可将w(B)控制在0.0003%以下,20CrMnTiH淬透性带宽可实现控制在3 HRC以内。     

碳偏析和残余B对20CrMnTiH1齿轮钢淬透性的影响

试验分析了电磁搅拌电流对20CrMnTiH1齿轮钢180mm×180mm连铸坯碳偏析的影响以及精炼和连铸工序钢中残余B含量及其变化对钢淬透性的影响。结果表明，电磁搅拌电流从200A降至100A时，铸坯碳偏析指数降低0．1；控制钢中残余B≤0．0002％，可使20CrMnTiH1齿轮钢淬透性带宽≤4HRC。     

齿轮钢22CrMoH淬透性的控制

为满足大规格22CrMoH齿轮钢窄淬透性的要求,兴澄特钢在实际生产中采用包内合金化与RH成分微调控制齿轮钢的化学成分;通过控制钢液过热度在15—20℃,采用电磁搅拌工艺和凝固末端动态轻压下技术,并保证铸坯的加热温度和均热时间,保证了成分的均匀性。热轧成品横断面上成分偏析度均〈5％,从而较好地控制了22CrMoH齿轮钢的淬透性和淬透性带宽,J15为33～39HRC,带宽为7HRC。     

20CrMnTiH(FQ)淬透性工艺研究

淬透性是20CrMnTiH(FQ)的重要性能指标,20CrMnTiH(FQ)要求的淬透性带宽6-8HRC,属于窄带,在开发时曾发生大比例由于淬透性不合而由协议标准改用国标的情况,经过课题组的攻关,目前已完全解决淬透性问题,合格率由最初的50%～60%提高到98%。     

SAE8620H齿轮钢末端淬透性控制研究

通过现场试验,研究了结晶器电磁搅拌强度对齿轮钢成分均匀性的影响。结果表明:采用合适的MEMS参数,能够改善连铸坯横截面成分偏析,控制钢的末端淬透性带宽,SAE8620H齿轮钢的圆钢横截面碳偏析指数由原来的0.92~1.08降至0.97~1.04;末端淬透性带宽由8 HRC降至5 HRC,实现了淬透性窄带化,满足了客户对齿轮钢淬透性带宽的需求。     

窄淬透性带齿轮钢生产试验研究

齿轮钢20CrMnTiH的淬透性窄带化，是用户对20CrMnTiH钢的新要求。根据冶炼设备条件，进行了电炉→LF－VD→模注冶炼窄淬透性带齿轮钢20CrMnTiH的试验研究。结果表明，通过窄化钢的化学成分，电炉→LF→VD模注冶炼20CrMnTiH钢工艺可以实现淬透性窄化，钢的各项性能符合用户要求。     

化学成分回归分析预测20CrMnTiH钢的淬透性和机械性能

利用逐步回归分析的方法得出了化学成分对20CrMnTiH齿轮钢淬透性(J9,J15)和机械性能(σb、σS、ak)影响的回归方程,以便控制钢冶炼时的化学成分。     

窄淬透性带20CrMnTiH齿轮钢的开发

开发的窄淬透性带20CrMnTiH齿轮钢的生产工艺流程为铁水预脱硫-130t BOF-LF-RH-280mm×280mm坯连铸-轧制至Φ60mm圆钢。通过设计的内控成分（/%:0.18~0.20C,0.20~0.30Si,0.90~0.98Mn,≤0.025P,≤0.010S,0.05~0.07Ti,≤0.0015O）,设立结晶器电磁搅拌参数200A,2.5Hz,控制拉速0.62m/min,过热度15~30℃。检验结果表明,化学成分稳定,钢中氧含量≤11.3×10^-6,非金属夹杂级别≤1.0,带状组织级别≤2.0,淬透性带宽HRC值≤3.5,满足产品协议要求。     

120 t BOF-LF-CC流程生产20CrMnTi齿轮钢的工艺实践

武钢条材总厂采用铁水脱硫-120 t BOF-LF-200 mm×200 mm方坯连铸-热轧工艺生产窄淬透性带20CrMnTi齿轮钢。生产结果表明,通过转炉高拉碳工艺,控制终点[C]≥0.08%,出钢时加0.8 kg/t铝块预脱氧、钢包吹氩喂氩喂铝线150 m,LF精炼时喂0.4 kg/t铝线和控制精炼渣碱度3.0~4.0,并采用精确调整合金成分,氩封长水口连铸等工艺措施,生产122炉20CrMnTi齿轮钢成分为(%):0.19~0.21C,0.22~0.31Si,0.85~1.04Mn,1.01~1.19Cr,0.04~0.09Ti,0.02~0.06Cu,≤24×10-6[O],≤55×10-6[N];疏松和偏析级别均≤1.0,晶粒度级别≥9.0;淬透性带宽△HRC≤5.9,满足标准要求。     

20CrMnTiH钢中残余硼对末端淬透性的影响及工艺控制

通过对特钢厂经110 t电弧炉+LF/VD精炼+连铸+热连轧工艺流程生产的400炉钢棒材的数据进行统计,利用末端淬透性实验[(920±10)℃50 min后空冷至室温,随后(880±5)℃30 min水淬]和光谱分析获得了 20CrMnTiH系列钢的淬透性和化学成分,发现淬透性与残余硼元素存在线性关系.通过对各冶炼工序...     

40 t EAF-LF-VD-3.7 t铸锭工艺高品质齿轮钢20MnCr5H-1的研制

采用40 t电弧炉-LF-VD-3.7 t锭模铸-轧制工艺开发了20MnCr5H-1高品质齿轮钢(/%:0.17~0.22C,≤0.12Si,1.0~1.5Mn,≤0.035P,0.015~0.035S,0.8~1.3Cr,≤0.0020O,0.015~0.045A1)-Φ80 mm材。通过控制EAF终点[P]≤0.015%,LF精炼渣碱度≥2.5,并调整钢中元素含量,VD处理、喂硫线等工艺措施,试制的5炉20MnCr5H-1钢的成分为(/%):0.16~0.20C,0.05~0.12Si,1.20~1.30Mn,0.009~0.025P,0.020~0.035S,1.00~1.10Cr,0.0008~0.0015O,0.015~0.040Al,淬透性带宽△HRC为4,各项指标均满足要求。     

C、Mn、Cr对中碳MnB钢228节距履带淬透性的影响

针对碳含量≥0.30%的40SiMn2、35MnTiB和30MnTiB制造的履带板淬火后易出现细小裂纹,不能满足履带板抗断裂性要求。而生产的23MnB钢(/%:0.20～0.27C、0.80～1.10Mn、≤0.20Cr、0.000 5～0.003 0B)的淬透性HRC J_1.542.5～49.0,J_13.0 17.5～37.0达不到228节距HRC J1.544～55和J13.0≥35的要求,通过150 kg中频感应炉试验和120 t BOF-LF-RH-CC-轧制的工艺试验得出,当钢的成分调整为(/%):0.24～0.30C、1.10～1.50Mn、0.20～0.50Cr、0.000 5～0.003 0B时,钢的淬透性HRC J_1.5=48.0～50.0,J_13.0=42.5～46.5可满足228节距履带板的淬透性和抗断裂性要求。