本發(fā)明屬于鑄鐵材質(zhì)在線檢測裝置技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種能夠在線檢測鐵液質(zhì)量，預(yù)測鑄鐵產(chǎn)品缺陷的鐵液共晶度熱分析系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

共晶度sc是鑄鐵偏移共晶點的程度，在國家標(biāo)準(zhǔn)中用鑄鐵含碳量與共晶點含碳量的比值表示，計算公式為：sc＝c/(4.26－0.31si－0.27p)，共晶度sc是衡量鑄鐵質(zhì)量的重要指標(biāo)，它決定著鑄鐵的組織和性能。

鑄鐵為多元鐵基合金,鐵液中的每個成分和含量都會影響液相溫度和固相溫度。在國家標(biāo)準(zhǔn)定義的共晶度計算公式中，未包含鐵液中的全部成分，因此無法精準(zhǔn)計算出鐵液真正的共晶度。

由于在鑄鐵生產(chǎn)中沒有共晶度sc的在線檢測手段，因此這項決定鑄鐵質(zhì)量的重要指標(biāo)無從控制，致使鑄鐵生產(chǎn)不斷的發(fā)生材質(zhì)廢品損失，嚴(yán)重影響了鑄鐵產(chǎn)品質(zhì)量的提高和鑄鐵企業(yè)經(jīng)濟效益的提高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種鐵液共晶度熱分析系統(tǒng)。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的鐵液共晶度熱分析系統(tǒng)包括相互連接的鐵液質(zhì)量熱分析儀和熱分析用高精度樣杯；其中鐵液質(zhì)量熱分析儀中安裝有熱分析測量軟件，熱分析用高精度樣杯將鐵液凝固溫度信號傳送給鐵液質(zhì)量熱分析儀，鐵液質(zhì)量熱分析儀利用熱分析測量軟件捕獲鐵液凝固的液相溫度和固相溫度值，然后利用共晶度計算公式計算出鐵液共晶度并進行顯示。

所述的鐵液質(zhì)量熱分析儀和熱分析用高精度樣杯之間通過補償導(dǎo)線相連。

所述的共晶度計算公式為：

sc＝1-0.00000000157361936992(tl-te)³

-0.00000249120591067630(tl-te)²

-0.00154530704503284(tl-te)

其中tl為鐵液凝固時的初晶溫度值，即液相溫度值，te為共晶溫度值，即固相溫度值。

本發(fā)明提供的鐵液共晶度熱分析系統(tǒng)具有如下有益效果：

在鐵液熔制完成，通過測量鐵液凝固時的液相溫度值和固相溫度值，利用液相溫度和固相溫度差值能夠準(zhǔn)確計算出鐵液真正的共晶度，實現(xiàn)了鐵液共晶度的在線測量。徹底解決了傳統(tǒng)共晶度計算方法存在的偏差，為高質(zhì)量鐵液的熔制提供了可靠的測控手段。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的鐵液共晶度熱分析系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為鐵碳二元相圖。

圖3為本發(fā)明實施例1中鐵液質(zhì)量熱分析儀上顯示界面圖。

圖4本發(fā)明實施例2中鐵液質(zhì)量熱分析儀上顯示界面圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明提供的鐵液共晶度熱分析系統(tǒng)進行詳細(xì)的說明。

如圖2所示，根據(jù)鐵碳二元相圖中的包晶反應(yīng)液相點b(0.53,1493)；穩(wěn)定系共晶點c(4.26,1153)和亞穩(wěn)定系共晶點c′(4.30,1147)三點構(gòu)成的液相線，擬合出碳含量c與液相溫度t的計算公式為：

c＝-0.000000006703618515586t³

+0.0000125752792668853t²

-0.00884604963861935t

+8.01725180427159------------------------(1)

在鐵碳二元相圖中，液相溫度與固相溫度差對應(yīng)的碳含量c的計算公式為：

c＝-0.000000006703618515586*δt³

-0.0000106125371785267δt²

-0.0065830080107419δt+4.26-----------(2)

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)中定義的共晶度計算公式，以鐵碳二元相圖中si含量和p含量為零，換算出：

共晶度sc＝c/(4.26－0.31si－0.27p)＝c/4.26------(3)

將式(2)帶入式(3)得出共晶度計算公式：

sc＝1-0.00000000157361936992*δt³

-0.00000249120591067630*δt²

-0.00154530704503284*δt--------------(4)

鐵液質(zhì)量熱分析儀1利用熱分析測量軟件捕獲鐵液凝固時的初晶溫度tl即為液相溫度值，共晶溫度te即為固相溫度值。將液相溫度值與固相溫度值的差值δt＝(tl-te)代入共晶度計算公式(4)，即可計算出鐵液共晶度：

sc＝1-0.00000000157361936992(tl-te)³

-0.00000249120591067630(tl-te)²

-0.00154530704503284(tl-te)

實施例1

本發(fā)明提供的鐵液共晶度熱分析系統(tǒng)主要用于鑄鐵生產(chǎn)。本實施例以球鐵qt-500生產(chǎn)為例進行說明：球鐵的共晶度目標(biāo)值應(yīng)設(shè)定為sc＝1，此時鐵液的熔點溫度最低，流動性最好，縮孔率最低，工藝出品率最高，球狀石墨分布均勻。

將球化、孕育完成后的球鐵液注入熱分析用高精度樣杯2中，熱分析用高精度樣杯2將鐵液凝固溫度信號傳送給鐵液質(zhì)量熱分析儀1，如圖3所示，鐵液質(zhì)量熱分析儀1利用熱分析測量軟件捕獲球鐵液凝固時的液相溫度值tl和固相溫度值te分別為1141.3度和1139.5度，然后利用共晶度計算公式計算出該鐵液的共晶度并在其顯示屏上進行顯示。

sc＝1-0.00000000157361936992(tl-te)³

-0.00000249120591067630(tl-te)²

-0.00154530704503284(tl-te)

＝0.99721≈1.00

實施例2

本實施例以灰鐵250生產(chǎn)為例進行說明：灰鐵鐵液的共晶度sc決定灰鑄鐵的強度和縮孔率。因此灰鐵的共晶度應(yīng)根據(jù)灰鐵的牌號決定：灰鐵的牌號越高，要求凝固組織中的奧氏體枝晶越發(fā)達(dá)，鐵液的共晶度越低。

將孕育完成后的灰鐵鐵液注入熱分析用高精度樣杯2中，熱分析用高精度樣杯2將鐵液凝固溫度信號傳送給鐵液質(zhì)量熱分析儀1，如圖4所示，鐵液質(zhì)量熱分析儀1利用熱分析測量軟件捕獲灰鐵鐵液凝固時的液相溫度值tl和固相溫度值te分別為1206.6度和1141.3度，然后利用共晶度計算公式計算出該鐵液的共晶度并在其顯示屏上進行顯示。

sc＝1-0.00000000157361936992(tl-te)³

-0.00000249120591067630(tl-te)²

-0.00154530704503284(tl-te)

＝0.888031≈0.89。