0CrMnTiH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0.0005%,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。     

重载齿轮用8620H钢多点窄淬透性带计算与控制

利用硬度分布函数计算8620H钢淬透性,以最优淬透性计算结果的各主要化学成分值为基础指导生产,采用化学成分窄范围设计,保证主要化学元素成分控制范围:w(C)为±0.007 5%,w([Si])为±0.03%,w([Mn])、w([Cr])、w([Ni])为±0.02%,w([Mo])为±0.01%,w([Alt])为±0.010%,w([P])、w([S])不超过0.020%,w([B])不超过0.000 5%,并控制碳偏析指数0.95～1.05。产品实测J_(1.5)、J_(5.0)、J_(7.9)、J_(12.7)淬透性满足要求,淬透性带宽达到不大于6 HRC,甚至不大于4 HRC的水平。     

莱钢20CrMnTiH钢淬透性带宽的原因分析与控制

莱钢生产的20CrMnTiH钢成分波动较大,淬透性带8～10 HRc,范围较宽,这制约齿轮钢质量档次的进一步提高.通过对试样横截面的硬度测试及铸坯成分分析,发现铸坯碳偏析为主要问题.通过在冶炼过程中严格控制化学成分,执行分带生产、增加电磁搅拌等措施后,C控制在0.19%～0.22%的炉次达到了95.6%,淬透性带控制在6 HRc内的达到了92.1%,在4 HRC内的达到了86.2%,提高了产品质量,满足了用户需求.     

120t转炉-LF—CC短流程20CrMnTiH窄淬透性带生产工艺

采用120t转炉-LF—CC-热轧短流程生产φ28—120mm20CrMnTiH齿轮钢。轧材检验及生产过程中取样分析表明,钢中氮氧含量总和小于60×10^-6,淬透性带宽（J9,J15）△HRC〈7,夹杂物检验等级和偏析程度均小于1．5级,组织晶粒度大于7级,各项机械性能均符合GB要求。     

20CrMnTiH淬透性分析与预测

回归20CrMnTiH淬透性数据,得出回归预测公式,进而分析其影响因素,证明C、Mn、Cr,Ti、Mo、硼为某钢厂所生产的20CrMnTiH的淬透性主要影响因素;对比余氏理论公式中加以修正,以预测该钢种的生产成品的淬透性.在预测误差限定在3HRC以内,J9和J15的预测准确率分别在100％和92.9％.     

攀钢120 t转炉-LF+RH流程20CrMnTiH窄淬透性带齿轮钢的试制

攀钢采用120 t转炉-130 t LF+RH-280 mm×380 mm方坯连铸-热轧工艺生产Φ25～160 mm 20CrMnTiH齿轮钢(%:0.20～0.22C、0.25～0.31Si、0,93～1.00Mn、1.03～1.15Cr、0.05～0.08Ti)。检验结果表明,钢中氧含量(10～20)×10^-6(平均14×10^-6),淬透性(J₉,J₁₅)带宽△HRC值≤7,机械性能和组织均符合GB/ T5216-2004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...     

20CrMnTiH齿轮钢质量分析

通过实测数据对电炉和转炉生产的20CrMnTiH齿轮钢的质量情况进行分析对比,结果表明,钢的低倍组织优良,P含量控制0.019%以下,S含量0.010%,氧含量控制在20×10~(-6)以下,非金属夹杂物级别低,晶粒度7~8级,化学成分稳定,淬透性带宽≤8 HRC的比例达78.5%~82.9%,顶锻合格率99.50%以上。20CrMnTiH齿轮钢总体质量控制在较好水平,均能达到标准要求。     

齿轮钢晶粒尺寸对淬透性的影响

以20CrNiMoH齿轮钢为实验对象,研究了齿轮钢不同晶粒尺寸对其淬透性的影响。在同一棒料上截取端淬试样,经925、950、980、1 000和1 050℃等不同奥氏体化温度处理后开展末端淬火实验,结果发现经不同奥氏体化温度处理的试样淬透性能差距较大。进一步研究发现,20CrNiMoH齿轮钢试样淬透性能的不一致主要源自于不同试样晶粒尺寸的差别。20CrNiMoH齿轮钢试样经不同奥氏体化温度处理后,晶粒尺寸和长大趋势不同,晶粒尺寸长大会推迟过冷奥氏体相变发生,从而保持奥氏体的稳定性,提高齿轮钢的淬透性。此外还定量研究了20CrNiMoH齿轮钢晶粒度等级同淬透性硬度的关系,发现20CrNiMoH钢晶粒度级别提高1级,J5、J9和J15处端淬硬度值分别下降约1.9HRC、4.0HRC和1.3HRC,J9处端淬硬度受晶粒度的影响最为显著。     

20CrMnTiH钢淬透性预测与成分影响分析

基于临界理想直径(DI)模型,采用非线性拟合、多元化分析等方法,建立了20CrMnTiH钢淬透性预测数学模型,根据回归方程分析了钢液中化学成分对淬透性的影响,采用VC语言对数学模型进行程序编写。结果表明:模型预测值与实际值吻合度较好,J9、J15平均偏差分别在3.79%与5.78%,基本能满足实际生产的需要。     

窄淬透性20CrMnTiH2齿轮钢棒材的研制开发

通过分析C,Si,Mn,Cr,Ti,S等元素对保淬透性齿轮钢的淬透性等的影响,设计了20CrMnTiH2典型齿轮钢钢种的化学成分,并通过试生产和检、试验得出了典型钢种最佳的窄成分控制范围,从而很好地满足了用户对齿轮钢产品窄淬透性带宽、细晶和高纯净度等的要求。