一種鑄鐵石墨化程度的檢測方法

2023-05-22 16:28:46

一種鑄鐵石墨化程度的檢測方法
【專利摘要】本發明屬於石墨化程度的檢測領域，尤其涉及一種鑄鐵石墨化程度的檢測方法，其特徵在於包括以下步驟：稱鑄鐵試樣質量、測鑄鐵試樣體積、計算鑄鐵試樣密度、石墨化程度計算；通過求鑄取鐵密度，將石墨化程度這個難以測定的值通過密度這個易測量來反映，測量方法簡單方便，計算原理通俗易懂。測量過程中只需要取樣鑄件的關鍵部分，測定其體積和重量，算出密度，根據公式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）-0.016c/（1-a%G）））+a%m/2.26）即可算出鑄鐵石墨化程度，以此判定鑄鐵石墨化的好壞。
【專利說明】一種鑄鐵石墨化程度的檢測方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於石墨化程度的檢測領域，尤其涉及一種鑄鐵石墨化程度的檢測方法。
[0002]
【背景技術】
[0003]鑄鐵中石墨的形成過程稱為石墨化過程，鑄鐵組織形成的基本過程就是鑄鐵中石墨的形成過程。鑄鐵的組織取決於石墨化進行的程度，為了獲得所需要的組織，關鍵在於控制石墨化進行的程度。因此，了解石墨化過程的條件與影響因素對掌握鑄鐵材料的組織與性能是十分重要的。
[0004]根據Fe — C合金雙重狀態圖，鑄鐵的石墨化過程可分為三個階段:第一階段，即液相亞共晶結晶階段。包括，從過共晶成分的液相中直接結晶出一次石墨，從共晶成分的液相中結晶出奧氏體加石墨，由一次滲碳體和共晶滲碳體在高溫退火時分解形成的石墨。中間階段，即共晶轉變亞共析轉變之間階段。包括從奧氏體中直接析出二次石墨和二次滲碳體在此溫度區間分解形成的石墨。第三階段，即共析轉變階段，包括共折轉變時，形成的共析石墨和共析滲碳體退火時分解形成的石墨。
[0005]我們知道，鑄鐵的石墨化程度和鑄鐵的化學成分，澆注溫度，壁厚和冷卻速度都有關係。鑄鐵的石墨化程度關係到鑄鐵的使用性能，成分一定的鑄鐵，石墨化程度關係到鑄鐵的基體組織，縮松縮孔率。如果我們能準確計算出某種成分一定，環境一定的鑄鐵的石墨化程度，可以在我們做工藝設計的時候，提供很好的指導。
[0006]目前鑄鐵中最終的石墨化程度，是通過金相照片來對比進行測定。金像照片選擇的是鑄件某一個位置的某一個面，對於立體的鑄件通過此方法進行石墨化程度檢測，有點以偏概全，只能提供某一個位置的石墨化情況，不能全面反映鑄鐵情況；而且在數量上，只能靠估算，準確性不夠，而且操作麻煩。目前也沒有可以準確得出鑄鐵中石墨化程度的方法。
[0007]
【發明內容】

[0008]為了解決以上技術問題，本發明提供一種鑄鐵石墨化程度的檢測方法，此方法主要利於鑄鐵密度來判定鑄鐵石墨化程度，以此判定鑄鐵石墨化的好壞，對鑄鐵生產和鑄鐵件質量控制有很大作用；簡單，準確，成本低，減少其它因素條件的幹擾。
[0009]解決以上技術問題的本發明中的一種鑄鐵石墨化程度的檢測方法，其特徵在於:包括以下步驟:
(I)稱鑄鐵試樣質量:
取處理好的鑄鐵鐵液，澆注到用試樣模做成的砂型中，待鑄鐵試樣冷卻，拋丸，打磨飛邊，毛刺，然後用電子天平測量重量；鑄鐵鐵液按正常鑄鐵的熔煉步驟，製取石墨化試塊前先用三角試塊判定鐵液孕育是否良好，有無白口傾向。如果3角試塊反映出鐵液孕育良好，無白口傾向。可取樣石墨化度測定試樣，同時澆制光譜分析(測定鐵液的化學成分)的白口試樣。
[0010](2)測鑄鐵試樣體積:
然後將鑄鐵試樣放入裝有水的量杯中，觀察刻度線，測出鑄鐵試樣體積；
(3)計算鑄鐵試樣密度:
鑄鐵試樣質量除以鑄鐵試樣體積，得到鑄鐵密度；
(4)石墨化程度計算:
根據鑄鐵密度值計算鑄鐵的墨化度。
[0011]其中，計算公式為:r=l/((l-a%G) /rl+a%G/2.26) =1/ ((l_a%G)/ (7.88-0.04a(1-G) / (l-a%G) -0.073b/ (l_a%G) -0.016 c/ (l_a%G) +a%m/2.26)
(注:r為鑄鐵密度，rl為鋼的密度(g/cm3)，墨化度為G，成分:C:a%, S1:b%, Mn:c%, a%為鐵液的碳含量，b%為鐵液的矽含量，c%鐵液的錳含量，用光譜分析測的)。從上式我們可以看到，式中只有2個未知數，我們根據基體密度就可以算出鑄鐵中石墨化程度，以此判定鑄鐵石墨化的好壞；設定墨化度為0，求出此鑄鐵密度值；
(5)取步驟(3)中實際鑄鐵密度與步驟(4)中鑄鐵密度值進行對比，若步驟(3)中實際鑄鐵密度偏離步驟(4)中鑄鐵密度值越大，則石墨化程度越大，鑄鐵件的自補縮能力就越好，質量就好。
[0012]所述檢測方法中步驟`(4)的石墨化度對鑄鐵生產進行控制，即石墨化程度越大，鑄鐵件的自補縮能力就越好鑄件可採用小冒口或者無冒口工藝，減少鐵液的消耗。
所述檢測方法中步驟(4)石墨化度對鑄鐵件質量進行控制，即對於石墨化能力強的鑄件，石墨化程度越大，其砂型強度要求越高，就根據試樣的石墨化度值，選擇相應的鑄型和造型方法，從而控制鑄件的質量。
[0013]測量方法簡單方便，提高了測試率。
[0014]此中方法因為是宏觀累計測量，質量和體積可以很方便測出，從而保證了墨化度計算的準確性。而此種測量方法所需測量設備簡單，可以多次重複驗證。
[0015]石墨化度可以在鑄造生產中指導工藝設計，熔煉配方調控，熔煉工藝調控，澆注溫度選擇等，還在CAE鑄鐵模擬中，提供一個和真實鑄件材料墨化度符合的值，保證了模擬計算的準確性。
[0016]
【具體實施方式】
[0017]以下實施例中所用的設備器材:試樣模，電子天平，量杯 試樣尺寸:100*25*15，此尺寸確保鑄件不產生縮孔；
計算公式:r=l/ ((l-a%G) /rl+a%G/2.26) =1/ ((l-a%G) / (7.88-0.04a (1-G) /(l-a%G)-0.073b/ (l_a%G)-0.016 c/ (l_a%G)+a%m/2.26)，其中，r 為鑄鐵密度，墨化度為G,成分:C: a%, S1:b%, Mn: c%
實施例1
取處理好的鑄鐵鐵液,澆注到用試樣模做成的砂型中,待試樣冷卻,拋丸,打磨飛邊,毛刺，然後用電子天平測量重量；然後將試樣放入裝有500mml水的1000ml的量杯中，然後觀察刻度線，算出試樣的體積；試樣質量除以體積，得到密度，將密度值帶入公式，即得此種工藝條件下鑄鐵的石墨化度。
[0018]鑄鐵可以看著是鋼的基體夾雜石墨片(球)，所以基體就具有鋼的屬性。已知鋼中個主要元素對鋼密度的影響值，可以得到鋼密度的對應近似值。其中，計算公式為:r 1=7.88+nDr.X%，其中，r1-鋼的密度(g/cm3),7.88-純鐵的密度(g/cm3)，Dr-鋼中某元素質量分數增加1%時，密度的變化量(g/cm3)，X%該元素的質量百分含量(％)。
[0019]對於普通鑄鐵，對密度造成影響的主要為:碳、矽、錳，對基體的影響如下表:
【權利要求】
1.一種鑄鐵石墨化程度的檢測方法，其特徵在於:包括以下步驟: (I)稱鑄鐵試樣質量: 取處理好的鑄鐵鐵液,澆注到用試樣模做成的砂型中,待鑄鐵試樣冷卻,拋丸，(2)打磨飛邊，毛刺，稱重； 測鑄鐵試樣體積:然後將鑄鐵試樣放入裝有水的量杯中，觀察刻度線，測出鑄鐵試樣體積； (3)計算鑄鐵試樣密度: 鑄鐵試樣質量除以鑄鐵試樣體積，得到鑄鐵密度； (4)石墨化程度計算: 根據鑄鐵密度值計算鑄鐵的墨化度，其中，計算公式為:r=l/ ((l-a%G)/rl+a%G/2.26)=1/ ((l-a%G) / (7.88-0.04a (1-G) / (l-a%G) -0.073b/ (l-a%G) -0.016 c/ (l_a%G)+a%m/2.26)，r為鑄鐵密度，rl為鋼的密度(g/cm3)，墨化度為G，a%為鐵液的碳含量；從上式我們可以看到，式中只有2個未知數，我們根據基體密度算出鑄鐵中石墨化程度，以此判定鑄鐵石墨化的好壞，對鑄鐵生產和鑄鐵件質量進行控制；設定墨化度為0，求出此鑄鐵密度值； (5)測定鑄鐵質量: 取步驟(3)中實際鑄鐵密度與步驟(4)中鑄鐵密度值進行對比，若步驟(3)中實際鑄鐵密度偏離步驟(4)中鑄鐵密度值越大，則石墨化程度越大，鑄鐵件的自補縮能力就越好，質量就好。
2.根據權利要求1中所述的一種用鑄鐵密度判定鑄鐵石墨化程度的檢測方法，其特徵在於:所述檢測方法中步驟(4)的石墨化度對鑄鐵生產進行控制，即石墨化程度越大，鑄鐵件的自補縮能力就越好鑄件可採用小冒口或者無冒口工藝，減少鐵液的消耗。
3.根據權利要求1中所述的一種用鑄鐵密度判定鑄鐵石墨化程度的檢測方法，其特徵在於:所述檢測方法中步驟(4)石墨化度對鑄鐵件質量進行控制，即對於石墨化能力強的鑄件，石墨化程度越大，其砂型強度要求越高，就根據試樣的石墨化度值，選擇相應的鑄型和造型方法，從而控制鑄件的質量。
【文檔編號】G01N9/02GK103630463SQ201310630190
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年11月29日 優先權日:2013年11月29日
【發明者】陳攀, 劉餘松, 李勇 申請人:成都成工工程機械井研鑄造有限責任公司