談談鐵液質量的檢測

談談鐵液質量的檢測

主要是通過鐵液的溫度測量、成分檢測、熱分析等控制質量。

1.鐵液溫度測量

2.鐵液成分檢測

（1）鑄鐵化學成分的分析，可分為常規(guī)化學分析、儀器分析和氣體分析。

（2）分析技術于鑄鐵質量評估中的應用

鐵液質量熱分析技術廣泛應用于現(xiàn)代鑄鐵生產(chǎn)的爐前鐵液質量檢測和控制。其基本原理是鑄鐵在冷卻過程中，隨著熱量的釋放和吸收，根據(jù)冷卻曲線臨界點的度對應鑄鐵的成分、相組成等之間的關系，間接判斷鑄鐵成分、組織和力學性能

關于鐵液中活性成分的熱分析，圖1中反映了熱分析測試樣杯中的鐵液凝固溫度曲線，其中**平臺是鐵液降溫到液相線時，生成的固體相釋放出結晶熱，維持樣杯散熱產(chǎn)生恒溫平臺，稱之為“初晶溫度TL”。鐵液繼續(xù)凝固釋放的結晶潛熱不足以維持樣杯的散熱，溫度曲線緩慢下降。當剩余鐵液達到共晶成分時開始共晶凝固，釋放出大量的結晶潛熱，直至鐵液完全凝固，溫度曲線維持一個較長的恒溫平臺，此時的溫度稱之為“共晶溫度TE”。

               圖1 鐵液白口化凝固溫度曲線與相圖關系

通過測量鐵液的凝固溫度曲線，可以捕捉到相變溫度特征值TL和TE，通過大量的工藝試驗和數(shù)理統(tǒng)計處理，確定回歸關系，計算出對應的活性成分含量和特定的凝固組織。

3.鐵液中形核物質的熱分析

對于亞共晶鐵液充分孕育后按不同的過熱時間依次取樣進行熱分析和三角試片試驗。不同過熱時間鐵液得到不同的凝固溫度曲線和三角試片白口寬度:隨著過熱時間延長，石墨化共晶溫度曲線向白口化共晶溫度曲線過渡，鐵液中的形核物質逐漸消融，鐵液的開始共晶凝固時間向后推遲、溫度也逐漸降低，并伴隨著共晶過冷(Δt)現(xiàn)象的出現(xiàn)，直至鐵液中的形核物質全部溶解后，鐵液以白口化共晶凝固，凝固組織中的碳完全以Fe3C形態(tài)析出。相對應的是三角試片的白口寬度隨過熱時間的延長而逐漸增大。直至出現(xiàn)全白口斷面。

4.熱分析在灰鑄鐵質量控制中的應用

(1) 亞共晶灰鑄鐵力學性能測定

鑄鐵材料的強度取決于初生奧氏體枝晶的生成量和分散程度，初生奧氏體枝晶體量越大、越發(fā)達鑄鐵的強度就越高。

根據(jù)不同條件采用相應的經(jīng)驗公式：

Rm=f(TL)
    HBW=f(Rm)

式中，Rm--抗拉強度；

HBW--布氏硬度。

(2) 亞共晶灰鑄鐵共晶團測定

不同條件采用相應的經(jīng)驗公式：

N=716-22
Δt

式中，N--共晶團數(shù)量(個/cm2)；

Δt--過冷度(℃)。

(3) 白口風險控制

鐵液的碳當量CE越低，過熱過度，凝固的初晶溫度就會越高，激冷凝固組織的溫降速度也越大，導致產(chǎn)生由Fe3C組成的白口組織。熱分析可以預測鑄件不同壁厚的溫降速度，提示調(diào)整孕育，保證良好的斷面均一可性和可加工性。

5.熱分析在球墨鑄鐵質量控制中的應用

(1) 測定鐵液的碳當量、碳的質量分數(shù)、硅的質量分數(shù)

通過大量的工藝試驗，數(shù)理統(tǒng)計處理，測定TL、TE和CE、C、Si之間的回歸關系。此方法適用于球墨鑄鐵和灰鑄鐵鐵液的碳當量、碳的質量分數(shù)測定(當磷含量一定且微量時，也可測硅的質量分數(shù))。

(2) 原鐵液過冷度控制

通過熱分析測量原鐵液的過冷度，可以測量出鐵液的形核能力。熱分析技術爐前應用可在球墨鑄鐵熔煉過程中及時地進行變質調(diào)整，改善原鐵液形核能力，提高鑄鐵材質質量。

(3) 測定球墨鑄鐵的球化級別

共晶回升溫度ΔtE是分辨球化級別的重要依據(jù)，依據(jù)大量的試驗測試數(shù)據(jù)歸納這些溫度特征參數(shù)和球化級別第三位對應關系。一般情況下，共晶回升溫度越大，球化級別越低。

（來源：摘自于《現(xiàn)代鑄鐵技術》/整理、編輯：熱加工行業(yè)論壇）