[发明专利]一种铸铁石墨化程度的检测方法

说明书

技术领域

本发明属于石墨化程度的检测领域，尤其涉及一种铸铁石墨化程度的检测方法。 

  

背景技术

铸铁中石墨的形成过程称为石墨化过程，铸铁组织形成的基本过程就是铸铁中石墨的形成过程。铸铁的组织取决于石墨化进行的程度，为了获得所需要的组织，关键在于控制石墨化进行的程度。因此，了解石墨化过程的条件与影响因素对掌握铸铁材料的组织与性能是十分重要的。 

根据Fe－C合金双重状态图，铸铁的石墨化过程可分为三个阶段：第一阶段，即液相亚共晶结晶阶段。包括，从过共晶成分的液相中直接结晶出一次石墨，从共晶成分的液相中结晶出奥氏体加石墨，由一次渗碳体和共晶渗碳体在高温退火时分解形成的石墨。中间阶段，即共晶转变亚共析转变之间阶段。包括从奥氏体中直接析出二次石墨和二次渗碳体在此温度区间分解形成的石墨。第三阶段，即共析转变阶段，包括共折转变时，形成的共析石墨和共析渗碳体退火时分解形成的石墨。 

我们知道，铸铁的石墨化程度和铸铁的化学成分，浇注温度，壁厚和冷却速度都有关系。铸铁的石墨化程度关系到铸铁的使用性能，成分一定的铸铁，石墨化程度关系到铸铁的基体组织，缩松缩孔率。如果我们能准确计算出某种成分一定，环境一定的铸铁的石墨化程度，可以在我们做工艺设计的时候，提供很好的指导。 

目前铸铁中最终的石墨化程度，是通过金相照片来对比进行测定。金像照片选择的是铸件某一个位置的某一个面，对于立体的铸件通过此方法进行石墨化程度检测，有点以偏概全，只能提供某一个位置的石墨化情况，不能全面反映铸铁情况；而且在数量上，只能靠估算，准确性不够，而且操作麻烦。目前也没有可以准确得出铸铁中石墨化程度的方法。 

  

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供一种铸铁石墨化程度的检测方法，此方法主要利于铸铁密度来判定铸铁石墨化程度，以此判定铸铁石墨化的好坏，对铸铁生产和铸铁件质量控制有很大作用；简单，准确，成本低，减少其它因素条件的干扰。 

解决以上技术问题的本发明中的一种铸铁石墨化程度的检测方法，其特征在于：包括以下步骤： 

（1）    称铸铁试样质量：

取处理好的铸铁铁液，浇注到用试样模做成的砂型中，待铸铁试样冷却，抛丸，打磨飞边，毛刺，然后用电子天平测量重量；铸铁铁液按正常铸铁的熔炼步骤，制取石墨化试块前先用三角试块判定铁液孕育是否良好，有无白口倾向。如果3角试块反映出铁液孕育良好，无白口倾向。可取样石墨化度测定试样，同时浇制光谱分析（测定铁液的化学成分）的白口试样。

（2）    测铸铁试样体积： 

然后将铸铁试样放入装有水的量杯中，观察刻度线，测出铸铁试样体积；

（3）    计算铸铁试样密度：

铸铁试样质量除以铸铁试样体积，得到铸铁密度；

（4）    石墨化程度计算：

根据铸铁密度值计算铸铁的墨化度。

其中，计算公式为：r=1/（（1-a%G）/r1+a%G/2.26）=1/（（1-a%G）/（7.88-0.04a（1-G）/（1-a%G）-0.073b/（1-a%G）-0.016 c/（1-a%G）+a%m/2.26） 

（注：r为铸铁密度，r1为钢的密度（g/cm³），墨化度为G，成分：C:a%，Si:b%，Mn:c%，a%为铁液的碳含量，b%为铁液的硅含量，c%铁液的锰含量，用光谱分析测的）。从上式我们可以看到，式中只有2个未知数，我们根据基体密度就可以算出铸铁中石墨化程度，以此判定铸铁石墨化的好坏；设定墨化度为0，求出此铸铁密度值；

（5）取步骤（3）中实际铸铁密度与步骤（4）中铸铁密度值进行对比，若步骤（3）中实际铸铁密度偏离步骤（4）中铸铁密度值越大，则石墨化程度越大，铸铁件的自补缩能力就越好，质量就好。

所述检测方法中步骤（4）的石墨化度对铸铁生产进行控制，即石墨化程度越大，铸铁件的自补缩能力就越好铸件可采用小冒口或者无冒口工艺，减少铁液的消耗。  

所述检测方法中步骤（4）石墨化度对铸铁件质量进行控制，即对于石墨化能力强的铸件，石墨化程度越大，其砂型强度要求越高，就根据试样的石墨化度值，选择相应的铸型和造型方法，从而控制铸件的质量。

测量方法简单方便，提高了测试率。 

此中方法因为是宏观累计测量，质量和体积可以很方便测出，从而保证了墨化度计算的准确性。而此种测量方法所需测量设备简单，可以多次重复验证。