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齿轮钢淬透性预报及质量控制研究

作　者: 郭艺勇
导　师: 姜周华；龚伟
学　校: 东北大学
专　业: 钢铁冶金
关键词: 齿轮钢淬透性非线性回归方程数学模型白点
分类号: TF762
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

本钢根据本公司的实际情况和发展规划,建成“转炉→精炼→大矩形坯连铸→连轧”的大矩形坯特殊钢生产线,产品定位以高档为主,齿轮钢便是其中之一。文中综述了国内外齿轮钢的钢种、牌号、发展概括和冶金质量要求。指出淬透性带较宽和离散度较大是齿轮钢发展存在的主要问题。而淬透性是衡量齿轮钢档次高低的重要因素,本文比较了各种计算淬透性方法的优劣性,采用非线性回归方程计算方法,以本钢大矩形坯生产线试制的20CrMnTiH齿轮钢淬透性数据对计算淬透性的数学模型进行了修正。非线性回归方法考虑变量之间的线性关系,确定端淬曲线和淬透性带基本形态的关键指标半马距Eb,从水冷端J0和Eb这两个中间变量与化学成分的非线性关系,过渡到端淬硬度JF与端淬距离E的非线性关系,建立了非线性回归数学模型,预测精度更高,更接近于实测值。然后用VB6.0编程制作了齿轮钢淬透性的预报软件,实现根据成分和预设的晶粒度级别预报任意端淬距离的淬透性值,精度比采用未经修正的非线性回归方法和多元线性回归方法的要高,而与采用人工神经网络方法的相当,可为钢种设计、钢材选用和替代及冶金控制等提供技术依据,也为将来应用于在线检测提供了可能。同时,以此数学模型为基础,导出化学成分与淬透性和晶粒度之间的方程式,借助VB6.0编程制作了成分预报软件,有经验模型和非线性回归模型可供选择,真正起到冶炼辅助设计作用。文中还分析了影响淬透性的因素和淬透性预报模型产生误差的原因,并提出控制齿轮钢窄淬透性带的措施,主要体现在化学成分精度和化学成分均匀性两方面。对于化学成分精度控制,先根据不同合金元素对淬透性的影响来确定化学成分内控标准,再通过转炉终点合金化并结合LF成分微调来实现；对于化学成分均匀性控制,主要是控制铸坯偏析,通过控制钢液过热度、采用合适的电磁搅拌工艺、严格控制拉坯速度、制定合理的二冷制度和采用凝固末端动态轻压下技术来实现。此外,本文综合分析了齿轮钢的实物水平,找出影响齿轮钢质量问题的关键所在——白点,并对白点的形成、预防和消除进行了研究,改进了齿轮钢的生产工艺,提高了质量,为企业赢得了效益。

齿轮钢淬透性预报及质量控制研究

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