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钢的淬透性是保证齿轮钢热处理后的变形小,精度高的重要指标,淬透性带宽愈窄、离散度愈小,愈有利于齿轮啮和精度。我国2004年颁布的GB/T 5216-2004《保证淬透性结构钢》要求对24种钢进行淬透性检验,其“带宽”范围一般为10～12HRC。宝钢股份特殊钢分公司企业标准规定20CrMnTiH齿轮钢的允许波动范围为7HRC,高于国家标准,但该钢种质量异议也一直存在,经常发生波动大,超出标准范围的缺陷。宝钢股份特殊钢分公司采用100tDC(80%废钢+20%生铁)-LF/VD-2202CC生产20CrMnTiH,标准要求淬透性控制在±3.5HRC。在实际生产中,采用对碳、锰、铬、钛四个元素规定每个元素的成分范围,操作过程严格控制各元素均达到控制范围内,进行生产。导致现今质量问题仍居高不下的主要原因是:一、现场操作是按碳、锰、铬、钛四元素单独控制,保证每个元素均在内控范围之内,因此不可避免的出现四个元素均低限或均高限的现象;另一方面,由于采用废钢冶炼,铜、镍、钼、硼等残余元素在长时期内是稳定的,但个别炉号的波动也是必然存在的,为此,20CrMnTiH钢淬透性不合格现象长期存在。课题通过对有学者给出的元素与淬透性经验公式,同时在本研究过程中也开发了采用线性回归、理想临界尺寸DI值预测淬透性模型及人工神经网络共四种模型对20CrMnTiH钢淬透性进行预测控制。采用人工神经网络模型,具有预测精度高的特点(标准偏差0.73,最大极差2.98HRC),是最理想的控制方法;理想临界尺寸DI值预测淬透性模型,其控制精度也较高,也能满足生产应用;基于线性方程的淬透性控制模型则精度较低,但也优于现行单元素控制方式。结合生产车间的硬件装备及生产现场要求的快速响应的特点,最终采用理想临界尺寸DI值模型预测淬透性在生产现场应用,效果良好。