[发明专利]热分析铸铁成分测定方法

说明书

一种热分析铸铁成份测定方法是用于在浇注过程中实时予测铸铁（包括合金铸铁）的化学成份的。它是一种通过冷却曲线及其微分分析曲线的特征值来予报铸铁化学成份的方法。这种微分分析快速测定法的理论根据是在试样的工艺参数和浇注温度一定时，由于固相和液相比例变化而导致的热容量变化的条件下。试样温度的变化速度（即冷却速度）可直接反映出铸铁凝固速率的变化，而铸铁件凝固速率的变化又可反映出合金组织的形核和生长情况并决定着凝固后的金相组织。因此，微分分析曲线上的温度变化率及由此取得的时间参数和转变速率等因素（统称为特征值）可以进一步描述合金的化学成份。具体来说就是：先对大量的已知实验数据进行多元回归以建立数学模型（即各化学成份和多个特征值之间相应的多元回归方程），并把它输入计算机中。然后再将浇注过程中实测得到的冷却曲线及其微分曲线上的各个特征值输入计算机，经过运算即可实时测出铸铁的各种化学成份。1973年A.Moore用液相线温度T_L和凝固温度T_S的数值确定了铁水的碳、硅当量。得关系式为：

%C＝0.01693T_S-0.00796T_L-6.05

%Si＝86.79-0.00566T_L-0.0716T_S-2.45P

在此基础上，近年来许多国家得到各自的关系式。例如联帮德国某厂得到的关系式为：

%C＝0.01338T_S-0.00809T_L-1.94063

%Si＝68.64967-0.06007T_S

我国北京工业大学得到灰铸铁的关系式为：

%C＝-5.81-0.00819T_L+0.017T_S

T_S＝1195.38-84.60（%Si）+21.96（%Si）²

可锻铸铁的关系式为：

%C＝-5.86-0.00819T_L+0.017T_S

T_S＝1119.2+23.1（%Si）-16.3（%Si）²

这种回归方程的缺点是：只能测定碳和硅，对于性能要求较高的合金铸铁，则无法测定，例如：NorthernInstruments（Leeds）Ltd.公司生产的DIGICARB    3    Automatic    Thermal    Ana-Lyser只能测C和Si，测定含硅量的误差稍大一些，一般在±0.1%范围内，测出的含碳量误差较小，在±0.05%内;另外，为了获得白口铸铁的典型冷却曲线还需要在样杯中加入少量的碲粉（以上内容请参阅温永都、李冬琪、朱承兴编著的“铸造检验技术”，机械工业出版社，1989年6月出版）。