一种蠕墨铸铁蠕化率的判定方法技术

本发明专利技术属于蠕墨铸铁蠕化率测定技术领域，公开了一种蠕墨铸铁蠕化率的判定方法，得到铁液中各元素的铁液蠕化改变能力；各元素的铁液蠕化改变能力为该元素在铁液中的摩尔百分比与铁液蠕化改变能力参数的乘积；对各元素的铁液蠕化改变能力求和，总和除以铁液中的石墨的摩尔百分比，即得铁液蠕化水平。该方法具有判定简单、调控定量化的优点，可以大幅提高蠕墨铸铁生产效率。铸铁生产效率。铸铁生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种蠕墨铸铁蠕化率的判定方法


[0001]本专利技术属于蠕墨铸铁蠕化率测定
，具体涉及一种蠕墨铸铁蠕化率的判定方法。

技术介绍

[0002]这里的陈述仅提供与本专利技术相关的
技术介绍
，而不必然地构成现有技术。
[0003]蠕墨铸铁在导热和力学等方面综合性能优异，已成为新一代高端铸造件如柴油发动机的首选材料。相对于灰铸铁，蠕墨铸铁的抗拉强度、疲劳强度、刚度更高，而且具有更优良的耐腐蚀性、耐热疲劳性、韧性、抗冲击性和较小的壁厚敏感性等；与球墨铸铁相比，其热膨胀系数较低、导热性能较高而且铸造性能较好。当蠕化率较高时，性能接近灰铸铁；蠕化率低时，性能与球墨铸铁相近。
[0004]生产中，通常在铁液中加入一定量的球化元素，使其具有蠕化能力，即在一定量的范围内，可称其为蠕化元素，通过对铁液的液态调控获得指定要求的蠕虫状石墨。此外，由于蠕墨铸铁的生产技术要求非常苛刻，现在普遍采用了通过热分析方法判定铁液蠕化水平，无法给出调控措施，在实际应用上受到有许多限制，使其难以实现大规模稳定生产。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种蠕墨铸铁蠕化率的判定方法，该方法具有判定简单，调控定量化的优点，可以大幅提高蠕墨铸铁生产效率。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：一种蠕墨铸铁蠕化率的判定方法，包括如下步骤：得到铁液中各元素的铁液蠕化改变能力；各元素的铁液蠕化改变能力为该元素在铁液中的摩尔百分比与铁液蠕化改变能力参数的乘积；对各元素的铁液蠕化改变能力求和，总和除以铁液中的石墨的摩尔百分比，即得铁液蠕化水平。
[0007]上述本专利技术的一种或多种实施例取得的有益效果如下：该方法具有判定简单，调控定量化的优点，可以大幅提高蠕墨铸铁生产效率。
附图说明
[0008]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0009]图1为元素吸附能第一性原理模拟计算的物理模型，其中，a）为Etop
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物理模型俯视图；b）为Etop
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物理模型侧视图 ；c）为Eedge
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物理模型俯视图；d）为Eedge
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物理模型侧视图。
具体实施方式
[0010]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本专利技术使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0011]一种蠕墨铸铁蠕化率的判定方法，包括如下步骤：得到铁液中各元素的铁液蠕化改变能力；各元素的铁液蠕化改变能力为该元素在铁液中的摩尔百分比与铁液蠕化改变能力参数的乘积；对各元素的铁液蠕化改变能力求和，总和除以铁液中的石墨的摩尔百分比，即得铁液蠕化水平。
[0012]在一些实施例中，铁液中各元素的铁液蠕化改变能力参数分别为：Mg
ꢀ‑
1.7；Cu：
‑
1.57；Sr：
‑
1.23；Al：
‑
1.02；Ca：
‑
0.98；Y：
‑
0.8；Se：
ꢀ‑
0.14；Sn：
‑
0.11；La：
‑
0.06；Ni：0；Bi：0.03；Ce：0.07；Be： 0.16；S：0.41；P：0.58；Cr：0.58；Sb：0.59；Mo：0.62；B：0.68；Th：0.79；Pb： 0.87；As：0.92；Mn：1.19；O：1.5；Ti：2.02；V：2.36；Re：2.62。
[0013]优选的，得到铁液中各元素的铁液蠕化改变能力参数S
x
的方法为利用公式：S
x
=Etop
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‑ꢀ
Eedge
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+CEtop
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为该元素在石墨（0001）面上的吸附能，Eedge
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为该元素在石墨片层侧面的吸附能，单位eV/atom。C为Ni元素的Etop
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‑ꢀ
Eedge
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的数值，为8.3。其中各元素的Etop
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与Eedge
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是由密度泛函理论为基础的第一性原理模拟计算得到，其物理模型如图1所示，其中灰色实心小球为碳原子，实心大球为待求元素原子。
[0014]在一些实施例中，各元素的摩尔百分比的测定方法采用直读光谱法或化学滴定法。
[0015]由于系统检测误差的存在，在一些实施例中，还包括对生产检测体系做回归模型，建立铁液蠕化水平V1和蠕化率V的对应关系的步骤。
[0016]优选的，更换仪器进行检测时，还包括对铁液蠕化水平V1和蠕化率V的对应关系进行修正的步骤。
[0017]进一步优选的，还包括定期对铁液蠕化水平V1和蠕化率V的对应关系进行校准的步骤。
[0018]再进一步的，每隔半年对铁液蠕化水平V1和蠕化率V的对应关系进行校准一次。
[0019]实施例1首先定义蠕化能力参数S
x
为某元素调控铸铁石墨组织形态的能力，得到铁液中各元素的铁液蠕化改变能力参数S
x
的方法为采用如下公式获得：S
x
=Etop
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‑ꢀ
Eedge
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+C；其中，Etop
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为该元素在石墨（0001）面上的吸附能；Eedge
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为该元素在石墨片层侧面的吸附能，单位eV/atom；C为Ni元素的Etop
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‑ꢀ
Eedge
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的数值，具体为8.3。其中各元素的Etop
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与Eedge
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是由密度泛函理论为基础的第一性原理模拟计算得到，其物理模型如图1所示。
[0020]得到的各元素的铁液蠕化改变能力参数S
x
的数值如表1所示：表1
将铁液蠕化改变能力参数S
x
与该元素在待求铁液中的摩尔百分比相乘得到该元素对该铁液蠕化改变能力。
[0021]利用直读光谱仪检测铁液中各元素的摩尔百分比N
x
。
[0022]对各元素对该铁液蠕化改变能力求和，并除以铁液中石墨的摩尔百分比得到铁液蠕化水平V
l
。
[0023]对待生产线体系需要做回归模型建立铁液蠕化水平V
l
与蠕化率V的一次对应关系。经验证由于仪器固有偏差，更换成分测定仪器需要对铁液蠕化水平V
l
与蠕化率V的一次对应关系进行修正，该步骤只需要在系统调试之初进行一次，并间隔半年进行一次校准即可。
[0024]利用企业蠕本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蠕墨铸铁蠕化率的判定方法，其特征在于：包括如下步骤：得到铁液中各元素的铁液蠕化改变能力；各元素的铁液蠕化改变能力为该元素在铁液中的摩尔百分比与铁液蠕化改变能力参数的乘积；对各元素的铁液蠕化改变能力求和，总和除以铁液中的石墨的摩尔百分比，即得铁液蠕化水平。2.根据权利要求1所述的蠕墨铸铁蠕化率的判定方法，其特征在于：铁液中各元素的铁液蠕化改变能力参数分别为：Mg
ꢀ‑
1.7；Cu：
‑
1.57；Sr：
‑
1.23；Al：
‑
1.02；Ca：
‑
0.98；Y：
‑
0.8；Se：
ꢀ‑
0.14；Sn：
‑
0.11；La：
‑
0.06；Ni：0；Bi：0.03；Ce：0.07；Be： 0.16；S：0.41；P：0.58；Cr：0.58；Sb：0.59；Mo：0.62；B：0.68；Th：0.79；Pb： 0.87；As：0.92；Mn：1.19；O：1.5；Ti：2.02；V：2.36；Re：2.62。3.根据权利要求1所述的蠕墨铸铁蠕化率的判定方法，其特征在于：得到铁液中各元素的铁液蠕化改变能力参数S
x
的方法为利用公式：S
x
=E...

【专利技术属性】
技术研发人员：林晓航，田学雷，姜爱龙，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：