[發明專利]一種鋼的淬透性通用擬合計算方法

無效

• 申請號: 201310598566.4
• 申請日: 2013-11-22
• 公開（公告）號: CN103617354A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 余志剛;王麗娜;徐化巖
• 申請（專利權）人: 冶金自動化研究設計院
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

技術領域

本發明屬于鋼鐵淬透性計算技術領域，特別是涉及一種鋼的淬透性通用擬合計算方法。

背景技術

鋼的淬透性是表征鋼材淬火時獲得馬氏體能力的特性，它是提供鋼的性能及設計機器零件的一項重要數據，目前常用的淬透性計算方法主要有下面幾種。一是理想直徑換算法：這是40年代初的一種換算方法，它是通過計算淬透性的理想臨界直徑，然后利用水冷端硬度和端淬硬度比值表引申而來，美國SAE?J406-2009標準以及國內的GB/T5216-2004標準都詳細描述了該算法；二是Just擬合公式法：E·Just于l968年提出一種計算公式，在此基礎上美國汽車工業學會也對低中碳(合金)鋼分別提出了計算公式。該公式是通過對合金元素做了數值變換后，利用回歸方程計算的方法獲得的；三是余柏海公式：該公式在業界計算淬透性時使用頻率也較高，它是在Just公式的基礎上依靠專業知識和經驗進行廣泛的統計分析進行非線性擬合改進后得到的。

計算淬透性的方法雖多，但這些方法存在著預測精度低、適用范圍窄等缺點，另外目前為止尚未有一種通用的擬合方法或者計算模型，都不能解決所有鋼種淬透性的計算問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鋼的淬透性通用擬合計算方法，克服了上述預測精度低、適用范圍窄等缺點；適用于低、中、高碳鋼的淬透性通用擬合及計算；能夠適應所有鋼種淬透性計算的擬合。

本發明的方法包括使用非線性擬合方法建立淬透性系數與端淬硬度的一般關系式、使用支持向量機方法建立合金元素及晶粒度等級與淬透性系數的關系、結合一般方法增強算法適應性等三個方面。該計算方法適用范圍較廣，適應能力較強，能有效提高淬透性預測精度。

本發明所采用的技術方案的工藝步驟包括三部分：使用非線性方法擬合端淬硬度與淬透性系數的關系，使用支持向量機方法擬合淬透性系數與合金元素及晶粒度之間的關系，結合一般計算方法在數據條件不具備時增強算法適用性。

所述的淬透性系數能表征鋼材淬火時獲得馬氏體能力的特性，與末端距離的大小無關。

一是使用非線性擬合方法建立淬透性系數與端淬硬度的一般關系式，它的依據如下：

中低淬透性鋼的硬度幾乎從起始端就開始下降；

高淬透性鋼的硬度在端部一段距離內保持不變，而在超過一定距離后才開始下降；

無論高低淬透性鋼，在距離趨于無窮大時，最終會獲得一個較為穩定的硬度；

設端淬距離為x，硬度分布密度為J(x)，則有當x=0時，獲得最大硬度J_max；當x→∞時，獲得最小硬度J_min?，F在得到一個一般的擬合公式：

J(x)=AU(x)+J_min

滿足條件：

J(x)|_x=0=J_max

limx→∞J(x)=Jmin]]>

帶入公式后可得到：

U(x)=J(x)-JminJmax-Jmin]]>

以下的公式符合上面提到的特征：