【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铸铁，尤其涉及一种铸铁热分析仪判断铁水亚共晶、共晶、过共晶的方法。
技术介绍
1、申请号为202211691141.3的专利公开了一种铸铁热分析仪对液态铁水中渗碳体含量的测量方法，包括如下步骤：步骤1，将铁水倒入铸铁热分析仪的样杯中进行检测，测得铁水随时间冷却的温度-时间曲线以及相位随时间变化的相位-时间的微分曲线；步骤2，由于在该相位-时间的微分曲线中相位随时间的变化中有且只有一次相位上升趋势，因此，定义微分曲线中相位上升至0时所属时刻的温度为低温共晶温度；步骤3，计算渗碳体，渗碳体=a-b*低温共晶温度。本专利技术能够通过微分方法快速计算出铁水渗碳体的含量。
2、但是该铸铁热分析仪对液态铁水中渗碳体含量的测量方法也存在一些问题，例如，现有用碳当量，共晶度判断铁水种类：亚共晶铸铁，共晶铸铁，过共晶铸铁不同，现用碳当量和共晶度，只能作初步判断，不能准确判断铁水类型，其难以准确判断铸铁的亚共晶、共晶和过共晶，判断的准确性较低。
技术实现思路
1、基于
技术介绍
存在难以准确判断铸铁的亚共晶、共晶和过共晶的问题，本专利技术提出了一种铸铁热分析仪判断铁水亚共晶、共晶、过共晶的方法。
2、本专利技术提出的一种铸铁热分析仪判断铁水亚共晶、共晶、过共晶的方法，包括以下步骤：
3、s1：将待检测的铸铁熔化后制成铁水，铁水倒入铸铁热分析仪的样杯中，采用的pd-gd热分析系统，其热分析样杯中热电偶探头能够直接获取并记录铁液降温凝固过程中温度变化的关键参数
4、s2：液相线温度>低端共晶温度，oxf>12 亚共晶铸铁、液相线温度=低端共晶温度，oxf>12共晶铸铁、液相线温度>低端共晶温度，；0xf<12过共晶铸铁，从而判断出亚共晶铸铁、共晶铸铁和过亚共晶铸铁，通过铸铁凝固曲线形态，再通过逻辑判断及数学计算方式判断，可以准确判断铁水种类：亚共晶铸铁，共晶铸，过共晶铸铁，热分析曲线是判断铸铁亚共晶、共晶、过共晶的重要依据之一，通过观察铸铁在热分析过程中的相变行为，可以获得有关铸铁组织类型的信息，根据不同组织类型的铸铁，在热分析曲线上表现出不同的特征，例如，亚共晶铸铁的热分析曲线通常会显示出多个凝固峰，对应于初生奥氏体和共晶凝固：共晶铸铁的热分析曲线通常只有一个凝固峰，对应于共晶凝固；过共晶铸铁的热分析曲线可能显示出多个额外的峰，对应于过共晶组织的形成，在判断铸铁的组织类型时，可通过铸铁的凝固曲线、金相分析，能更准确地判断铸铁的组织类型。
5、优选地，所述在s1中，pd-gd热分析系统采用的是加高型圆形样杯，开口处内径为30mm，深度为60mm，底部中心伸出30mm高的套有石英保护管的k型热电偶探头，探头顶端刚好位于样杯的中心部位，样杯内腔和石英管均涂有锆英粉涂料，浇注样杯时需控制浇注温度在1300～1350℃，使用时铁液需要将样杯充满，此时样杯内铁液重量可以达到250g以上，最多不会超过265g，以样杯内铁液重量250g为标准，来计算孕育剂的加入量，可以确保检测的准确性。
6、优选地，所述在s1中，关键参数包括：液相线、共晶开始温度、共晶低端温度、共晶高端温度、固相线，还有热导率系数、再辉温度、初生奥氏体和初生石墨以及铁液类型、缩孔概率、缩松概率、冶金质量等数据，这些是通过上述直接获取的关键参数计算得到的间接参数；以上参数可以反应铁液的凝固特性，其中，关键参数热导率系数是自行定义的一种参数，反映的是铁液凝固末期石墨在残余熔体中析出长大的情况，因为石墨析出长大将导致该参数值变大且与热导率呈正比例关系而命名，其并不是热导率，获得关键参数后方便进行分析。
7、优选地，所述在s1中，根据实际铸件剖切后观测到的缩孔缩松缺陷结果，与上述热分析参数做相关性分析后，将相关性强的几个参数做多元回归分析，再用计算出来的公式对各类铸件的缩孔缩松概率多次进行验证比对并优化公式，最终确定了缩孔概率经验公式、缩松概率经验公式以及冶金质量得分的经验公式，涉及到铁液类型、共晶低端温度、热导率系数、缩孔概率、缩松概率和冶金质量得分6个参数，辅助检测出亚共晶铸铁，共晶铸，过共晶铸铁。
8、优选地，所述在s1中，在铁液凝固具有初生相时，温度下降曲线会有明显的降温放缓，甚至有一段时间温度是保持不变的，这是由初生相结晶放热导致的；而铁液共晶凝固时则没有温度放缓的阶段，温度直接到达一个较低的温度后再回升，pd-gd热分析系统通过样杯中热电偶探头获取铁液凝固特性曲线，再通过逻辑判断以及数学计算的方式，判断出铁液的成分类型，获取到与石墨析出形态和铁液收缩特点有关的参数，基于热分析原理，对利用pd-gd热分析系统判断的亚共晶、共晶以及过共晶成分铁液都做了分析，也比较了获取到的不同成分铁液凝固特征参数的差异，辅助检测。
9、优选地，所述在s1中，共晶与亚共晶球墨铸铁的对比：先利用anycasting铸造模拟分析软件设计了浇注试块，该试块本身具有两处热节，较小的热节处有缩松缺陷，较大的热节处有缩孔缺陷，大热节部位的尺寸为60mm×40mm×40mm，利用该试块比较经球化孕育处理的球墨铸铁凝固后缩孔缺陷的大小，以验证不同铁液的收缩倾向，根据模拟结果制作的覆膜砂壳型，在横浇道上放置随流孕育剂，壳型用粘芯膏粘牢，使用时上面再放置压铁，防止浇注过程中抬箱，左右两侧试块的横浇道都加入0.07%的镧稀土孕育剂，一模出两件试块，可以对比出共晶与亚共晶球墨铸铁。
10、优选地，所述在s1中，检测了qt600-3和qt450-10两种铁液的冶金质量，qt600-3的炉后光谱主要成分为c 3.61%，si 1.78%，mn 0.88%，cu 0.50%，p 0.017%，s 0.008%，mg0.048%；qt450-10的炉后光谱主要成分c 3.58%，si 2.73%，mn 0.36%，p 0.019%，s 0.009%，mg 0.043%，球化工艺均采用三明治法做球化处理球化剂加入量1.2%+倒包孕育处理孕育剂加入量0.4%+随流孕育镧稀土孕育剂0.07%～0.08%，每种铁液为一组，共两组，都是用保温勺取3kg以上铁液，分别倒入砂壳及热分析样杯中，砂壳与热分析样杯中均加入了0.07%的镧稀土孕育剂，确保检测质量。
11、优选地，所述在s1中，共晶与过共晶球墨铸铁的对比：利用热分析检测了fcd450的凝固过程，球化孕育后终铁液的主要成分为，c 3.56%、si 2.73%、mn 0.48%，p 0.056%、s0.022%、mg 0.047%，对比上述铁液未加随流孕育剂和加随流孕育剂的热分析参数及金相的差异，试验采用的随流孕育剂为硅铁，粒度为0.2～0.7mm，可以判断出共晶与过共晶球墨铸铁。
12、优选地，所述在s2中，0xf=s2/(s2+s3)，oxf 氧化因素，可以准确判断铁水种类：亚共晶铸铁，共晶铸，过共晶铸铁。
13、优选地，s1是液相线温度到低端共晶的温度，所需时间，s2是低端共晶温度到高端共晶温度的时间本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种铸铁热分析仪判断铁水亚共晶、共晶、过共晶的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种铸铁热分析仪判断铁水亚共晶、共晶、过共晶的方法，其特征在于，所述在S1中，PD-GD热分析系统采用的是加高型圆形样杯，开口处内径为30mm，深度为60mm，底部中心伸出30mm高的套有石英保护管的K型热电偶探头，探头顶端刚好位于样杯的中心部位，样杯内腔和石英管均涂有锆英粉涂料，浇注样杯时需控制浇注温度在1300～1350℃，使用时铁液需要将样杯充满，此时样杯内铁液重量可以达到250g以上，最多不会超过265g，以样杯内铁液重量250g为标准，来计算孕育剂的加入量。
3.根据权利要求1所述的一种铸铁热分析仪判断铁水亚共晶、共晶、过共晶的方法，其特征在于，所述在S1中，关键参数包括：液相线、共晶开始温度、共晶低端温度、共晶高端温度、固相线，还有热导率系数、再辉温度、初生奥氏体和初生石墨以及铁液类型、缩孔概率、缩松概率、冶金质量等数据，这些是通过上述直接获取的关键参数计算得到的间接参数；以上参数可以反应铁液的凝固特性，其中，关键参数热导率系数是自行定义
4.根据权利要求1所述的一种铸铁热分析仪判断铁水亚共晶、共晶、过共晶的方法，其特征在于，所述在S1中，根据实际铸件剖切后观测到的缩孔缩松缺陷结果，与上述热分析参数做相关性分析后，将相关性强的几个参数做多元回归分析，再用计算出来的公式对各类铸件的缩孔缩松概率多次进行验证比对并优化公式，最终确定了缩孔概率经验公式、缩松概率经验公式以及冶金质量得分的经验公式，涉及到铁液类型、共晶低端温度、热导率系数、缩孔概率、缩松概率和冶金质量得分6个参数。
5.根据权利要求1所述的一种铸铁热分析仪判断铁水亚共晶、共晶、过共晶的方法，其特征在于，所述在S1中，在铁液凝固具有初生相时，温度下降曲线会有明显的降温放缓，甚至有一段时间温度是保持不变的，这是由初生相结晶放热导致的；而铁液共晶凝固时则没有温度放缓的阶段，温度直接到达一个较低的温度后再回升，PD-GD热分析系统通过样杯中热电偶探头获取铁液凝固特性曲线，再通过逻辑判断以及数学计算的方式，判断出铁液的成分类型，获取到与石墨析出形态和铁液收缩特点有关的参数，基于热分析原理，对利用PD-GD热分析系统判断的亚共晶、共晶以及过共晶成分铁液都做了分析，也比较了获取到的不同成分铁液凝固特征参数的差异。
6.根据权利要求1所述的一种铸铁热分析仪判断铁水亚共晶、共晶、过共晶的方法，其特征在于，所述在S1中，共晶与亚共晶球墨铸铁的对比：先利用AnyCasting铸造模拟分析软件设计了浇注试块，该试块本身具有两处热节，较小的热节处有缩松缺陷，较大的热节处有缩孔缺陷，大热节部位的尺寸为60mm×40mm×40mm，利用该试块比较经球化孕育处理的球墨铸铁凝固后缩孔缺陷的大小，以验证不同铁液的收缩倾向，根据模拟结果制作的覆膜砂壳型，在横浇道上放置随流孕育剂，壳型用粘芯膏粘牢，使用时上面再放置压铁，防止浇注过程中抬箱，左右两侧试块的横浇道都加入0.07%的镧稀土孕育剂，一模出两件试块。
7.根据权利要求1所述的一种铸铁热分析仪判断铁水亚共晶、共晶、过共晶的方法，其特征在于，所述在S1中，检测了QT600-3和QT450-10两种铁液的冶金质量，QT600-3的炉后光谱主要成分为C 3.61%，Si 1.78%，Mn 0.88%，Cu 0.50%，P 0.017%，S 0.008%，Mg 0.048%；QT450-10的炉后光谱主要成分C 3.58%，Si 2.73%，Mn 0.36%，P 0.019%，S 0.009%，Mg0.043%，球化工艺均采用三明治法做球化处理球化剂加入量1.2%+倒包孕育处理孕育剂加入量0.4%+随流孕育镧稀土孕育剂0.07%～0.08%，每种铁液为一组，共两组，都是用保温勺取3kg以上铁液，分别倒入砂壳及热分析样杯中，砂壳与热分析样杯中均加入了0.07%的镧稀土孕育剂。
8.根据权利要求1所述的一种铸铁热分析仪判断铁水亚共晶、共晶、过共晶的方法，其特征在于，所述在S1中，共晶与过共晶球墨铸铁的对比：利用热分析检测了FCD450的凝固过程，球化孕育后终铁液的主要成分为，C 3.56%、Si 2.73%、Mn 0.48%，P 0.056%、S 0.022%、Mg 0.047%，对比上述铁液未加随流孕育剂和加随流孕育剂的热分析参数及金相的差异，试验采用的随流孕育剂为硅铁，粒度为0.2～0.7mm。
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【技术特征摘要】
1.一种铸铁热分析仪判断铁水亚共晶、共晶、过共晶的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种铸铁热分析仪判断铁水亚共晶、共晶、过共晶的方法，其特征在于，所述在s1中，pd-gd热分析系统采用的是加高型圆形样杯，开口处内径为30mm，深度为60mm，底部中心伸出30mm高的套有石英保护管的k型热电偶探头，探头顶端刚好位于样杯的中心部位，样杯内腔和石英管均涂有锆英粉涂料，浇注样杯时需控制浇注温度在1300～1350℃，使用时铁液需要将样杯充满，此时样杯内铁液重量可以达到250g以上，最多不会超过265g，以样杯内铁液重量250g为标准，来计算孕育剂的加入量。
3.根据权利要求1所述的一种铸铁热分析仪判断铁水亚共晶、共晶、过共晶的方法，其特征在于，所述在s1中，关键参数包括：液相线、共晶开始温度、共晶低端温度、共晶高端温度、固相线，还有热导率系数、再辉温度、初生奥氏体和初生石墨以及铁液类型、缩孔概率、缩松概率、冶金质量等数据，这些是通过上述直接获取的关键参数计算得到的间接参数；以上参数可以反应铁液的凝固特性，其中，关键参数热导率系数是自行定义的一种参数，反映的是铁液凝固末期石墨在残余熔体中析出长大的情况，因为石墨析出长大将导致该参数值变大且与热导率呈正比例关系而命名，其并不是热导率。
4.根据权利要求1所述的一种铸铁热分析仪判断铁水亚共晶、共晶、过共晶的方法，其特征在于，所述在s1中，根据实际铸件剖切后观测到的缩孔缩松缺陷结果，与上述热分析参数做相关性分析后，将相关性强的几个参数做多元回归分析，再用计算出来的公式对各类铸件的缩孔缩松概率多次进行验证比对并优化公式，最终确定了缩孔概率经验公式、缩松概率经验公式以及冶金质量得分的经验公式，涉及到铁液类型、共晶低端温度、热导率系数、缩孔概率、缩松概率和冶金质量得分6个参数。
5.根据权利要求1所述的一种铸铁热分析仪判断铁水亚共晶、共晶、过共晶的方法，其特征在于，所述在s1中，在铁液凝固具有初生相时，温度下降曲线会有明显的降温放缓，甚至有一段时间温度是保持不变的，这是由初生相结晶放热导致的；而铁液共晶凝固时则没有温度放缓的阶段，温度直接到达一个较低的温度后再回升，pd-gd热分析系统通过样杯中热电偶探头获取铁液凝固特性曲线，再通过逻辑判断以及数学计算的方式，判断出铁液的成分类型，获取到与石墨析出形态和铁液收缩特点有关的参数，基于热分析原理，对利用pd-gd热分析系统判断的亚共晶、共晶以及过共晶成分铁液都做了分析，也比较了获取到的不同成分铁液凝...
【专利技术属性】
技术研发人员：史江涛，马洪亮，
申请(专利权)人：南京谱德仪器科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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