冶金过程对齿轮钢窄淬透性的影响与控制

由于齿轮钢淬透性与钢的化学成分和组织结构间存在非常复杂的关系,传统方法难以建立准确的预测模型。针对这一问题,提出了一种多支持向量机的建模方法,将影响淬透性的各因素按其相关性进行分类,根据分类结果确定子模型个数和子模型的输入。同时,为保证模型具有更好的拟合精度和泛化能力,在模型的训练中采用遗传算法对支持向量机进行参数寻优。仿真结果表明,采用多支持向量机建立的钢材淬透性预测模型具有更高的预测精度。

人工神经网络模型预报汽车齿轮钢淬透性

利用c形缺口试样,研究nb-b微合金化齿轮钢的渗碳热处理畸变。结果表明,由于细小的nb(c,n)析出相在奥氏体晶界起钉扎作用,nb-b微合金化渗碳齿轮钢的原奥氏体晶粒平均尺寸明显细于20crmoh钢和22crmoh钢。微量b使20crmoh钢和22crmoh钢的淬透性提高,理想淬透直径di值增大,渗碳淬火畸变率增加;nb微合金化细化晶粒,细晶粒齿轮钢的渗碳淬火畸变相对较小;nb-b微合金化可实现淬透性提高而渗碳淬火畸变不显著增加。

通过末端淬火的方法研究7055铝合金厚板的淬透性,采用透射电子显微镜对微观组织进行分析。结果表明:该合金板材的淬透深度可达45mm,使其淬透的冷却速率需大于230℃/min;随着冷却速率的减小,淬火过程析出平衡相的数量和尺寸增加,时效后析出的η′沉淀强化相的数量减少,晶界无沉淀析出带宽度增加;在所研究的冷却速率范围内,时效后铝合金板材的硬度、晶界无沉淀析出带宽度与冷却速率的对数均呈线性关系。

齿轮钢综述 齿轮产品是机械工业的关键基础件，绝大部分机械成套设备的主要传动部件 都是齿轮传动。近年来，我国齿轮产业快速发展，齿轮产业已成为中国机械通用 零部件基础件领域的领军级行业，中国已经成为名副其实的世界齿轮制造大国。 而齿轮行业的主要上游产业为钢铁产业，钢铁是齿轮产品的主要原材料来源，因 此齿轮钢的变动对齿轮行业有着直接的影响。 一、齿轮钢的应用及市场 1、齿轮钢的应用 齿轮钢使用覆盖面较广，我国齿轮产业由三部分合成：车列齿轮、工业齿轮 和齿轮装备。其中，车列齿轮其市场份额达到60；工业齿轮由工业通用、专用、 特种齿轮构成，其市场份额分别为18、12、8；齿轮装备占市场份额的2。 车辆齿轮主要是为汽车、摩托车、农用运输车、农机、工程机械配套的齿轮， 以汽车齿轮为主。车辆齿轮中汽车齿轮占60%、摩托车3.5%、农用运输车15%、 农机12%、工程机械

1国内外汽车齿轮用钢现状1.1国外齿轮钢应用情况 钢中含钼量较低的scm415、scm418、scm420、scm421钢大多用于中型汽车变速齿轮和轻型 汽车 国外,最初使用的渗碳齿轮钢基本上是锰钢和锰铬钢,例如日本的smn420、smnc420,德国的 16mncr5、20mncr5等。此类钢便宜,性能良好。这是当时从经济角度出发,考虑到资源条件 而研制的,但它们质量不稳定,强韧性配合差,往往强度指标合格而硬度达不到要求,晶粒粗 化倾向大。因此,目前国外汽车工业中已很少采用而逐渐被铬钢、铬钼钢、镍铬钼钢所取代。 德国zf公司就曾在mn2cr钢的基础上再加硼处理,形成了颇具特色的zf钢系列,其各方面的 性能大大改善。各国渗碳齿轮钢应用状况如下: 日本:主要用铬钢和铬钼钢。如铬钢scr415、scr420和铬钼钢scm415、scm4

铝合金淬透性是合金淬火-时效后性能与淬火冷却速率相关的特性,对于指导在线淬火和提高合金性能有着重要的意义。对铝合金的淬透性研究方法进行了分类介绍,其中包括端淬-硬度试验法测定铝合金淬透层深度、等温时效-电导率法测定铝合金ttt曲线、等温时效-力学性能测试法测定ttp曲线、连续冷却-相变试验法测定铝合金cct曲线。指出有必要进一步完善铝合金淬透性试验方法,为铝合金在线淬火以及提高合金综合性能方面提供基础资料。

要求淬透性的钢一般称为“h”钢。钢的淬透性是重要的热处理工艺性能,是使零件整个截面上获得均匀组织和良好性能的前提。随着工业技术的进步,世界各主要工业国家都相继发展了保证淬透性用钢(h钢)。早在1947年,为了向汽车制造厂和其他机器制造厂及其配件厂提供稳定淬透性的钢坯、钢材,美国汽车工程师学会(sae)和钢铁标准学会(aisi)制定了世界上第一个按淬透性供应钢材的(试行)标准。

利用旋转弯曲疲劳试验方法研究了三种重载齿轮钢渗碳后的疲劳性能。结果表明,添加铌能够细化重载齿轮钢组织,提高渗碳层硬度,从而提高其疲劳强度。同时,疲劳裂纹在渗碳层沿原奥氏体晶界扩展,铌微合金化重载齿轮钢的晶粒细化,从而可以阻碍疲劳裂纹的扩展。此外,扫描电镜观察疲劳断口发现,重载齿轮钢渗碳后疲劳裂纹起源于基体或夹杂物,夹杂物尺寸越小,疲劳性能越好。

典型钢种如20、20cr等,其淬透性和心部强度均较低,水中淬火,工件临界直径不超过20~35mm。只适用于受冲击载荷较小的工件。

研究了齿轮钢生产过程中氮质量分数的变化,通过在不同工序取样分析,找出了增氮的主要工序,对这些工序深入研究并加以改进,降低了齿轮钢中的氮质量分数。研究发现,转炉放钢过程、lf精炼、连铸浇注过程增氮显著;通过采取优化转炉出钢口的尺寸和形状、精炼降低通电时间增大渣量埋弧操作、钢包中间包水口双重保护浇注,在无脱气设备的情况下,可将齿轮钢在整个生产过程中的增氮量比原来降低30%以上,达到国内领先水平。通过整个生产系统的工艺优化和改进,使齿轮钢中的氮质量分数控制在40×10-6以下。

铌微合金在齿轮钢中的应用研究

采用一种新的端淬方法,研究了球墨铸铁的淬透性能。试验结果表明,该方法可有效地测定合金球铁的淬透性;合金成分不同其淬透性也不同;从淬火端其组织变化依次为马氏体和贝氏体(加铁素体)、贝氏体(加铁素体)、贝氏体和珠光体(加铁素体)、珠光体(加铁素体)。

第1页共3页 中国齿轮钢行业概况 （1）齿轮钢行业概况 齿轮钢是机械传动部件——齿轮的主要材料，是重要的特钢种类。中国齿轮钢产 量占全部特钢产量的比重在10%左右，其中汽车齿轮钢占全部齿轮钢消费量的比例达 80%以上。 随着汽车、铁路、工程机械、风电等行业的长足发展，中国已经成为机械齿轮生产 大国，齿轮钢材料产销规模也取得较快增长。2009-2018年，全国重点优特钢企业齿 轮钢产量由201万吨增至347万吨，年复合增长率达6.28%。 2009-2018年全国重点优特钢企业齿轮钢产量 单位：万吨 第2页共3页 （2）国内齿轮钢技术水平情况 ①齿轮钢产品技术水平的主要参数指标 齿轮钢作为机械齿轮制造的主要材料，其晶粒度、探伤、纯净度等技术指标决定材 料稳定性、可靠性及使用寿命，除材料化学成分设计外，对熔炼工艺技术要求较高。因 此，晶

根据国内汽车行业的发展趋势,分析了汽车用齿轮钢的性能要求,介绍了国产汽车用齿轮钢的研究应用情况,并对未来汽车用齿轮钢的发展趋势进行了展望。

通过对3种齿轮钢20crni2mo、17crnimo6、20crmnmo进行渗碳及热处理,研究了不同渗碳时间后3种钢的表面碳含量及热处理前后的渗层硬度和组织。结果表明:3种钢的合金系数从高到低依次为20crmnmo钢、17crnimo6钢、20crni2mo钢,合金系数越大,相同渗碳条件下表面碳含量越高;高温回火前3种渗碳层的表面硬度均在45hrc以上,回火后均有所降低;高温回火前渗碳层的组织为马氏体、残余奥氏体等非平衡态混合组织。

常用齿轮钢的晶粒度显示方法

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。

对齿轮钢淬透性预报的研究现状进行了综述,结合人工神经网络理论在预测模型方面的应用,运用bp神经网络对转炉连续生产的100炉实际数据进行齿轮钢淬透性回归分析。结果表明,实测值与预测数据线性相关系数均在0.93以上,端淬控制模型具有高的准确性,可实现窄淬透性的控制。采用优化后的淬透性预报模型成功地进行了20crmntih子钢号的开发,实现了窄成分的控制。

众所周知,对金属材料进行相应的热处理会在结构以及性能上发生一定的改变。对钢化材料组装而成的机械齿轮进行不同的预先热处理时,对其微型组织进行了观察,同时对钢材结构表面的强度以及耐磨损性能进行了参数化的测试和分析。本文主要就该试验的过程和结论进行了系统且全面的研究,希望能够为机械化生产产业贡献出一份力量,从而推动国家经济的快速发展。

分析了连铸浇注时钢水过热度和拉坯速度、水口浸入深度、中包覆盖剂性能、冲击区流场形式对齿轮钢中非金属夹杂物的影响。以20crmnti齿轮钢为例,利用非金属夹杂物特殊检验方法和正交分析理论极差法,得出了合理的连铸工艺参数组合,降低了非金属夹杂物出现炉数比率和非金属夹杂物平均级别。

论提高20CrMnTi(H)钢的淬透性