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18CrMnNiMoA鋼齒輪鋼替代18Cr2Ni4WA鋼的分析與對比
18CrMnNirMoA共滲型類的合金結(jié)構(gòu)用鋼具有較高的淬透性和較好的切削加工性能，鍛造時(shí)冷裂傾向小且不易產(chǎn)生磨裂紋，熱處理工藝簡單，合金結(jié)構(gòu)用鋼材的價(jià)格低廉。對18CrMnNirMoA鋼替代18Cr2Ni4WA鋼翻造煤礦機(jī)械重藏齒輪，在保證芯裁齒輪質(zhì)量的同時(shí)，簡化熱處理工藝，提高工藝性能，降低重載齒輪的生產(chǎn)成本。在資源的轉(zhuǎn)換中起了很重要的作用。不同鋼類產(chǎn)品分析的方式也采取不一樣，而我們主要從以下幾個(gè)方面來分析和比對。
1.化學(xué)成分對比分析
18CrMnNiMoA鋼是鉻錳鎳錮系合金鋼，其中鉻、鉬、錳元素均可增加鋼的淬透性，鎳元素可強(qiáng)化鐵素體，提高鋼的強(qiáng)度，并改善鋼的韌性，鉬在鋼中，既可固溶鐵素體或奧氏體，又可形成碳化物，起固溶強(qiáng)化和沉淀強(qiáng)化作用，在保持高韌性的同時(shí)，提高鋼的強(qiáng)度。所以從化學(xué)成分來看，以18CrMnNiMoA鋼中的多元少量合金元素的綜合作用，基本可以達(dá)到18Cr2Ni4WA中較高的合金含量所起到的作用。
重載齒輪代用鋼的選擇
表1 兩種鋼的常規(guī)力學(xué)性能
表1 兩種鋼的常規(guī)力學(xué)性能
| 材料 | 熱處理工藝 | σ1/MPa | σ2/MPa | σ10/MPa | ψ/% | σk/J.CM |
| 18CrMnNiMoA | 830℃油淬 | 1496 | 1387 | 12 | 58 | 124 |
| 200℃回火 | ||||||
| 18Cr2Ni4WA | 830℃油淬 | 1485 | 1342 | 13 | 59 | 126 |
| 200℃回火 |
表2 兩種鋼滲碳淬火后的沖擊韌性和靜彎曲強(qiáng)度
2.從識別結(jié)果來進(jìn)行分析，網(wǎng)絡(luò)對待識樣本進(jìn)行了正確分類。2個(gè)樣本分別是正常和齒根裂紋。從這個(gè)實(shí)例可以看出、正常和故障信號有比較好的重復(fù)性。該識別方法對齒輪的故障模式識別的精度較高，一方面對待識樣本進(jìn)行了正確的分類；另一方面對偏離訓(xùn)練樣本的征兆也能正確識別。但是人為制造齒輪故障的局限性。有些故障有痔于模擬，本文只進(jìn)行了兩類模式識別，多故障（兩種故障以上）和故障融合正在研究中。
| 材料 | 熱處理工藝 | σk/J.cm-2 | σb/MPa | |
| 18CrMnNiMoA | 920℃滲碳 | 650℃回火 | 24.2 | 2107 |
| 830℃油淬 | 200℃回火 | |||
| 18Cr2Ni4WA | 930℃滲碳 | 680℃回火 | 25.5 | 2225 |
| 830℃油淬 | 200℃回火 | |||
從表l、表2可以看出：18CrMnNiMoA鋼和18Cr2Ni4WA鋼在熱處理規(guī)范相同的條件下，常規(guī)力學(xué)性能指標(biāo)相當(dāng)，滲碳淬火后σk值和σbb值也相近，而后者在一定程度上更能反映材料制造煤礦重載齒輪在井下工礦條件下的承受能力，因此從強(qiáng)韌性綜合考慮。8CrMnNiMoA鋼也是可以替代18Cr2Ni4WA鋼的。
3.淬透性對比分析
通過比較，18Cr2N14WA鋼淬透性遠(yuǎn)比18CrMnNiMoA鋼高，但淬透性過高，熱處理后應(yīng)力大，變形也大，熱處理工藝相對復(fù)雜，從重戴齒輪要求的淬透性和熱處理變形等方面的綜合考慮，18CrMnNiMoA鋼就可滿足替代要求。合金結(jié)構(gòu)用鋼在這些淬透性、熱處理技術(shù)上還有待加強(qiáng)。
4.工藝性能對比分析
18CrMnNiMoA鋼是低鎳鉻合金鋼，與I8Cr2N14WA鋼捆比，其鍛造溫度低，從而減少了冷裂傾向，同時(shí)鍛后正火高溫回火硬度低，淬火后心部硬度也較低，便于切削加工，而且其熱處理工藝省去了等溫淬火和冰冷處理工序，因而具有較好的鍛造、切削和熱處理工藝性能，而I8Cr2Ni4WA鋼正火后高溫回火軟化溫度較窄，回火溫度稍低或稍高都會(huì)使硬度偏高，且易產(chǎn)生磨削裂紋。因此從工藝性能角度看,18CrMnNiMoA鋼也是較為理想的代用材料。
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