本發明涉及非硼鋼理想淬透直徑計算方法。

　　背景技術：

　　：一百多來，對淬透性研究的腳步一直沒有停下，產生出各種對淬透性的預報的方法，如淬透性線性回歸法，非線性回歸法，數據庫法，人工神經網絡模型，理想臨界直徑換算法等。但是gb/t5216、stma255、saej406仍然把理想臨界直徑換算法納入標準的唯一方法。可見理想臨界直徑換算法對淬透性的預報是多么的重要。但是眾所周知：碳含量決定鋼的淬透性曲線起始點的高低（j1.5），而理想淬透直徑決定淬透性曲線下降的快慢，di值越大，淬透性曲線下降越慢，因此準確的計算理想淬透直徑對淬透性的預報非常重要。而gb/t5216-2014《保證淬透性結構鋼》附錄a1中，理想淬透直徑的計算方法中，只考慮碳、錳、硅、鎳、鉻、鉬、銅、釩、鋯，沒有考慮磷、硫、硼、鈦、鋁、鈮對理想淬透直徑的影響，而且國標中碳、錳、鎳合金元素因子因含量范圍不同也會對應不同的計算方法，適用性差。美標astma255-10-2014表11理想淬透直徑的計算方法中，只考慮碳、錳、硅、鎳、鉻、鉬、銅、釩、鋯，沒有考慮磷、硫、硼、鈦、鋁、鈮對理想淬透直徑的影響。美標saej406-2009表15理想淬透直徑的計算方法中，只考慮碳、錳、硅、鎳、鉻、鉬、銅、釩，也沒有考慮磷、硫、硼、鈦、鋁、鈮對理想淬透直徑的影響。但是非硼鋼磷、硫、硼、鈦、鋁、鈮對淬透性及理想淬透直徑的影響還是比較明顯的，例如：微量硼對鋼種20crmntih淬透性的影響非常明顯，見下表：因此，完善理想淬透直徑的計算方法，對淬透性的預報非常重要。技術實現要素：本發明目的在于完善理想淬透直徑的計算方法，考慮到gb/t5216-2014中碳、錳、鎳合金元素因子根據含量的不同有多個計算公式，計算時比較繁瑣，本專利參照gb/t5216-2014公式采用多項式進行回歸，并對淬透性曲線起始點j1.5進行回歸。對釩合金因子重新回歸，并增加了硼、磷、硫、鈦、鋁、鈮合金元素的影響，提高理想淬透直徑的計算準確性和精度，擴大了本申請計算方法對應化學成分的適用范圍。碳、錳、鎳合金元素因子分別用一個公式進行計算元素因子：碳：fc=-1.935c5+5.424c4-5.263c3+1.741c2+0.368c+0.001錳：fmn=-0.897mn5+3.934mn4-5.389mn3+2.782mn2+2.868mn+1.009鎳：fni=0.0012ni5+0.0045ni4-0.0059ni3-0.0075ni2+0.3696ni+0.9994硅、鉻、鉬、銅、鋯，合金元素因子參照gb/t5216-2014。對于釩元素，gb/t5216-2014中釩合金元素因子為:1+1.73*v%,釩是強碳化物形成元素，釩當淬火溫度較高時，由于碳化物溶解于奧氏體中，可增加鋼的淬透性；反之，當淬火溫度較低時，當含碳量較高時，他們一部分溶入奧氏體中，另一部分以未溶碳化物形態存在時，并因此減少奧氏體中的碳含量，細化晶粒，就會降低它的淬透性。因此釩對淬透性影響系數很復雜，釩對淬透性的影響計算方法很有爭議，例如：gb/t5216-2014中釩合金元素因子為:1+1.73*v%，實際情況釩在xc55sicrv中是降低淬透性。例如en10089表7中規定54sicr6j25:30-55hrc,而54sicrv6j25:30-43hrc進一步驗證了釩在54sicrv6中是降低淬透性的。淬透性隨釩含量的增加先升高后降低，釩含量0.03-0.05%時具有較好的淬透性。綜上，本申請得出釩合金元素因子為:釩:fv=13305v5-10023v4+2894v3-397.5v2+22.06v+0.983。對含硼鋼淬透性隨硼含量的增加先升高后降低，硼含量在0.0020-0.0030%時具有較好的淬透性。對非硼鋼，當硼含量0.0003-0.0005%時，對淬透性就有明顯影響，特別對含鈦鋼，對淬透性影響較明顯。本申請得出硼合金元素因子為:硼:fb=5.447e+12b5-4.054e+10b4+5.424e+07b3+1.127e+05b2-1.092e+01b+1.002本申請磷合金元素因子為:磷:fp=2.625p+1硫對淬透性沒有直接影響，但硫和錳反應生成硫化錳夾雜物，降低錳對淬透性的效果。本申請得出硫合金元素因子為:硫:fs=-0.666s+1鈦是強碳化物形成元素，當淬火溫度較低時，由于未溶碳化物的影響，因而降低淬透性，當淬火溫度較高時，鈦熔入奧氏體中，因而對淬透性起有利的作用。鈦與釩一樣，對淬透性的影響計算方法很有爭議，嚴謹地，本申請將鈦視為降低淬透性的元素。鈦合金元素因子為:鈦：fti=-0.2ti+1鋁對淬透性的影響較復雜，由于對晶粒度有細化作用，降低淬透性。如果鋁固溶于鐵素體中，則能提高鋼的淬透性。鋁合金元素因子為:鋁：fal=3.5al+1鈮由于對晶粒度有細化作用，通常認為鈮降低淬透性。鈮合金元素因子為:鈮：fnb=-0.125nb+1與現有技術相比，本發明的優點在于：提高化學成分的適用范圍，考慮進了硼、磷、硫、鈦、鋁、鈮合金元素的合金因子，并對j1.5進行回歸，本申請計算的理想淬透直徑di公式，可以提高含釩、鈦等鋼種淬透性的預報的準確率。附圖說明圖1為硅錳鉻鎳銅鉬的合金元素因子圖；圖2為鉬釩硼鋁鈦磷硫的合金元素因子圖；圖3為鈮的合金元素因子圖。具體實施方式以下結合實施例對本發明作進一步詳細描述。淬透性系數公式化學成分按質量百分比計為c：0.1-0.90%，si：0-2.00%，mn：0-1.95%，p：≤0.14%，s：≤0.12%，cr：0-2.50%，ni：≤3.5%，cu：≤0.55%，mo：≤0.55%，v≤0.2%，ti≤0.1%，nb：≤0.6%，al：≤0.12%，b：≤0.0005%，w：≤0.8%，zr：≤0.,25%，余量為fe及不可避免的雜質元素。根據碳和合金元素因子計算理想臨界直徑di值。di=25.4*fc*fsi*fmn*fp*fs*fcr*fni*fcu*fmo*fv*fti*fnb*fal*fb*fw*fzrgb/t5216-2014、astma255-10-2014、saej406-2009都認為j1.5與碳含量有關，與di無關，通過回歸認為：j1.5主要與碳含量有關，理想淬透直徑di對j1.5的影響較小：20crmoh:j1.5=35.3+43.7*c%+0.0161*di（樣本數1216）20mncr5:j1.5=37.9+31.4*c%+0.00549*di（樣本數1209）j1.5回歸公式：（碳含量0.15-0.55%）j1.5=-19,487.18c5+34,335.66c4-23,189.98c3+7,399.01c2-1,041.30c+94.09該式由于沒有考慮理想臨界直徑di值對j1.5的影響，會有±1hrc的誤差。隨著離端淬距離的增加，理想淬透直徑di對淬透性的影響逐漸增大，到半馬氏體部位理想淬透直徑di對淬透性的影響達到最大值，然后理想淬透直徑di對淬透性的影響逐漸減少。用本專利計算的理想淬透直徑di公式，可以提高含釩、含鈦等鋼種淬透性的預報的準確率，例如：用國標gb/t5216-2014法及本專利計算的理想淬透直徑計算方法進行51crv4淬透性回歸：（樣本數：104）用國標gb/t5216-2014法及本專利計算的理想淬透直徑計算方法進行20crmntih淬透性回歸：（樣本數：74）di計算方法鋼種j1.5/j9回歸公式j9±2hrc可信度j1.5/j15回歸公式j15±2hrc可信度gb/t5216-2014法20crmntih12.8124di^(-0.5797)73%27.9710di^(-0.7303)63.5%本專利方法20crmntih12.5860di^(-0.5436)73%26.7322di^(-0.6792)81.1%當前第1頁12

　　技術特征：

　　技術總結

　　本發明涉及一種非硼鋼理想臨界直徑的計算方法，考慮到GB/T5216?2014?中碳、錳、鎳合金元素因子根據含量的不同有多個計算公式，計算時比較繁瑣，采用多項式進行回歸，并對J1.5進行回歸，擴大了本申請計算方法對應化學成分的適用范圍。對釩、鈦合金因子重新回歸，并增加了硼、磷、硫、鈦、鋁、鈮合金元素的影響，提高含釩、含鈦等鋼種淬透性預報的準確率。

　　技術研發人員：李翔禎

　　受保護的技術使用者：江陰興澄特種鋼鐵有限公司

　　技術研發日：2017.03.30

　　技術公布日：2017.08.04