20CrMnTiH齒輪鋼質量現狀與分析

20CrMnTiH齒輪鋼是國內各種工程機械、汽車·等傳動齒輪、齒輪軸材料廣泛使用的鋼種。工藝方面要求化學成分的均勻性,更小的波動性,鋼液的高純凈度。

齒輪鋼質量現狀與分析

電爐鋼與轉爐鋼的實測數據對齒輪鋼的質量現狀進行描述

對于電爐鋼和轉爐鋼的低倍組織分別統計,兩者一般疏松與錠型偏析均為0.5級,遠低于 GB/T5216-2004標準的要求,中心疏松波動范圍不大,均在可控范圍之內,低倍合格率*。

有害元素分析

鋼液中S、Р等是易偏析元素,在鋼液中的含量和分布形態影響鑄坯的中心偏析和中心疏松。上海隆繼通過冶煉潔凈鋼,采用鐵水預處理或鋼包脫硫等技術,降低鋼液中S、P等易偏析元素含量,提高鋼水純凈度,可有效防止中心偏析和中心疏松的產生。

由表2可以看出,電爐鋼Р含量均值0.017% ,S含量均值0.010% ,轉爐鋼Р含量均值0.019% ,s含量均值0.010% ,無論是電爐鋼或者是轉爐鋼,其有害元素硫磷控制得比較好。通過降低鋼中的S、P含量,能夠有效地提高鋼水的潔凈度,降低鋼中夾雜物含量與級別,減少鋼材裂紋缺陷,改善鋼材的各項性能指標,提高鋼材的綜合質量。

非金屬夾雜和晶粒度

非金屬夾雜破壞了鋼的連續性,造成了鋼的組織不均勻,嚴重危害鋼材質量,降低鋼的使用壽命。鋼中的非金屬夾雜物應盡量少,其氧化物、硫化物的級別不大于3級,二者之和不大于5.5級。統計數據表明(表3):電爐鋼與轉爐鋼非金屬夾雜控制在較低級別,其中電爐鋼C細、C粗均為О級,夾雜物去除情況良好,這是由于鋼包吹氬條件下,鋼中固相夾雜物隨氣泡上浮而去除,采用低強度吹氬并適當延長時間有效的提高鋼潔凈度,去除細小的夾雜物。

滲碳齒輪鋼要求晶粒度不粗于5級,電爐鋼與轉爐鋼均能達到要求,鋼材的細晶粒是制品滲碳層晶粒細化的基礎。如果滲層晶粒粗大,齒輪在使用過程中容易剝落。原因是粗晶的晶界比細晶的晶界具有更高的碳量,從而更容易形成碳化物。淬火時碳化物不能充分溶解,因而阻礙再結晶和晶粒細化，從而使齒輪剝落的因素增強。

主要化學成分

影響淬透性的因素是很多的,如化學成分、夾雜﹑偏析、奧氏體晶粒度、奧氏體化溫度、時間、淬火介質、規格及取樣部位等。影響淬透性的主要因素是固溶在奧氏體中的碳含量,與晶粒度大小也有一定關系。

結論

1)齒輪鋼總體質量水平控制在較好水平,均能達到GB/T5216- 2004要求。采取爐外精煉技術，使得冶煉時化學成分的精確控制得到了顯著進步。上海隆繼在鋼水冶煉時,通過鋼包精煉技術,可進行成分微調,可以將硫磷等有害元素含量控制到較低水平,低倍組織﹑高倍組織質量優良,晶粒度7~8級,均能滿足用戶使用要求。

2)電爐鋼20CrMnTiH 齒輪鋼冶煉成分控制穩定,波動范圍較小,碳、硅、錳、鉻、鈦均值(% )分別為0.20,0.22,0.89、1.09,0.066;極差( %)分別為0.02,0. 05、0.04、0.08,0.019,化學成分穩定,J9，J15淬透性帶基本控制8HRC。

3)轉爐鋼20CrMnTiH 齒輪鋼冶煉成分控制穩定,波動范圍較小,碳、硅、錳、鉻、鈦均值(%)分別為0.20,0.24,0.92、1.08,0.065;極差(%)分別為0.02,0.04、0.05,0.07,0.018,化學成分穩定,J9，J15淬透性帶基本控制8HRC。