[发明专利]一种齿轮钢窄淬透性带宽的控制方法

摘要

一种齿轮钢窄淬透性带宽的控制方法，属于齿轮钢技术领域。采用生产数据对淬透性计算公式进行优化，得到适合齿轮钢钢种的计算参数，然后根据优化后的计算公式计算影响淬透性的元素C、Si、Mn、Cr、Ni、Mo、Ti、B的成分上下限，要求满足J5、J9、J11、J13处的淬透性带宽小于3.5HRC，得到的成分范围与△C≤±0.01％、△Si≤±0.02％、△Mn≤±0.02％、△Cr≤±0.01％、△Ni≤±0.01％、△Mo≤±0.01％、△Ti≤±0.01％、△Al≤±0.01％、△B≤±0.005％、△S≤±0.002％进行对比，最终确定最窄的控制范围作为具有窄淬透性带宽要求的齿轮钢的成分控制范围，采用10～20℃的低过热度浇注，保证连铸坯加热温度波动≤±7℃，保温时间波动≤±5min，得到淬透性带宽小于4HRC的齿轮钢棒材。

主权项

1.一种齿轮钢窄淬透性带宽的控制方法，其特征在于：利用不少于10组的该齿轮钢钢种实际生产数据对淬透性计算公式中的淬透性系数h进行优化，其中，J(x)指不同位置的硬度值，HRC；x指距淬火端的距离，mm；J_max指端淬硬度的最大值，HRC；J_min指端淬硬度的最小值，HRC；b指端淬试样获得全马氏体的区域长度，mm；h指淬透性系数，mm；所选生产数据中C含量用符号C_x表示，需在目标C含量±0.01％的范围，即保证C_t‑0.01％≤C_x≤C_t+0.01％，其C_t指目标C含量，并且应保证下列5个条件同时成立：①所选择的生产数据中至少有一个C含量用符号C_x1表示，使得C_t‑0.01％≤C_x1＜C_t‑0.006％；②所选择的生产数据中至少有一个C含量用符号C_x2表示，使得C_t‑0.006％≤C_x2＜C_t‑0.002％；③所选择的生产数据中至少有一个C含量用符号C_x3表示，使得C_t‑0.002％≤C_x3≤C_t+0.002％；④所选择的生产数据中至少有一个C含量用符号C_x4表示，使得C_t+0.002％＜C_x4≤C_t+0.006％；⑤所选择的生产数据中至少有一个C含量用符号C_x5表示，使得C_t+0.006％＜C_x5≤C_t+0.01％；根据实际生产数据对淬透性系数h与C含量进行拟合，得到淬透性系数h与钢种C含量的关系，从而得到该钢种C含量附近优化的淬透性系数h的表达式，代入上面的淬透性计算公式，得到优化的淬透性计算公式；利用优化后的淬透性计算公式及优化后的参数计算影响淬透性的元素C、Si、Mn、Cr、Ni、Mo、Ti、B的成分上下限，要求满足J5、J9、J11、J13位置处的淬透性带宽小于3.5HRC；将得到的各元素成分上下限与以下设定的成分控制范围进行对比，设定成分波动范围：‑0.01％≤ΔC≤0.01％、‑0.02％≤ΔSi≤0.02％、‑0.02％≤ΔMn≤0.02％、‑0.01％≤ΔCr≤0.01％、‑0.01％≤ΔNi≤0.01％、‑0.01％≤ΔMo≤0.01％、‑0.01％≤ΔTi≤0.01％、‑0.01％≤ΔAl≤0.01％、‑0.005％≤ΔB≤0.005％、‑0.002％≤ΔS≤0.002％；取计算成分范围和设定成分范围中的更严者作为冶炼成分的最终控制范围；按照得到的冶炼成分控制范围进行冶炼，冶炼方法采用电炉/转炉+炉外精炼+真空脱气+连铸+轧制的工艺，浇注过程采用10～20℃的低过热度进行浇注；得到的连铸坯在轧制前加热时控制加热温度在目标加热温度±7℃的范围，即保证T_t‑7℃≤T_x≤T_t+7℃，其中T_t为目标控制温度，T_x为实际加热温度，同时控制加热保温时间在目标保温时间±5min的范围，即保证t_t‑5min≤t_x≤t_t+5min，其中t_t为目标保温时间，t_x为实际保温时间。