一種鑄鐵石墨化程度的檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于石墨化程度的檢測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種鑄鐵石墨化程度的檢測(cè)方法，其特征在于包括以下步驟：稱鑄鐵試樣質(zhì)量、測(cè)鑄鐵試樣體積、計(jì)算鑄鐵試樣密度、石墨化程度計(jì)算；通過求鑄取鐵密度，將石墨化程度這個(gè)難以測(cè)定的值通過密度這個(gè)易測(cè)量來反映，測(cè)量方法簡單方便，計(jì)算原理通俗易懂。測(cè)量過程中只需要取樣鑄件的關(guān)鍵部分，測(cè)定其體積和重量，算出密度，根據(jù)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(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于石墨化程度的檢測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種鑄鐵石墨化程度的檢測(cè)方法。
[0002]
【背景技術(shù)】
[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。鑄鐵的組織取決于石墨化進(jìn)行的程度，為了獲得所需要的組織，關(guān)鍵在于控制石墨化進(jìn)行的程度。因此，了解石墨化過程的條件與影響因素對(duì)掌握鑄鐵材料的組織與性能是十分重要的。
[0004]根據(jù)Fe — C合金雙重狀態(tài)圖，鑄鐵的石墨化過程可分為三個(gè)階段:第一階段，即液相亞共晶結(jié)晶階段。包括，從過共晶成分的液相中直接結(jié)晶出一次石墨，從共晶成分的液相中結(jié)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(shí)分解形成的石墨。中間階段，即共晶轉(zhuǎn)變亞共析轉(zhuǎn)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(qū)間分解形成的石墨。第三階段，即共析轉(zhuǎn)變階段，包括共折轉(zhuǎn)變時(shí)，形成的共析石墨和共析滲碳體退火時(shí)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(xué)成分，澆注溫度，壁厚和冷卻速度都有關(guān)系。鑄鐵的石墨化程度關(guān)系到鑄鐵的使用性能，成分一定的鑄鐵，石墨化程度關(guān)系到鑄鐵的基體組織，縮松縮孔率。如果我們能準(zhǔn)確計(jì)算出某種成分一定，環(huán)境一定的鑄鐵的石墨化程度，可以在我們做工藝設(shè)計(jì)的時(shí)候，提供很好的指導(dǎo)。
[0006]目前鑄鐵中最終的石墨化程度，是通過金相照片來對(duì)比進(jìn)行測(cè)定。金像照片選擇的是鑄件某一個(gè)位置的某一個(gè)面，對(duì)于立體的鑄件通過此方法進(jìn)行石墨化程度檢測(cè)，有點(diǎn)以偏概全，只能提供某一個(gè)位置的石墨化情況，不能全面反映鑄鐵情況；而且在數(shù)量上，只能靠估算，準(zhǔn)確性不夠，而且操作麻煩。目前也沒有可以準(zhǔn)確得出鑄鐵中石墨化程度的方法。
[0007]
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種鑄鐵石墨化程度的檢測(cè)方法，此方法主要利于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(duì)鑄鐵生產(chǎn)和鑄鐵件質(zhì)量控制有很大作用；簡單，準(zhǔn)確，成本低，減少其它因素條件的干擾。
[0009]解決以上技術(shù)問題的本發(fā)明中的一種鑄鐵石墨化程度的檢測(cè)方法，其特征在于:包括以下步驟:
(I)稱鑄鐵試樣質(zhì)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，然后用電子天平測(cè)量重量；鑄鐵鐵液按正常鑄鐵的熔煉步驟，制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?？扇邮葴y(cè)定試樣，同時(shí)澆制光譜分析(測(cè)定鐵液的化學(xué)成分)的白口試樣。
[0010](2)測(cè)鑄鐵試樣體積:
然后將鑄鐵試樣放入裝有水的量杯中，觀察刻度線，測(cè)出鑄鐵試樣體積；
(3)計(jì)算鑄鐵試樣密度:
鑄鐵試樣質(zhì)量除以鑄鐵試樣體積，得到鑄鐵密度；
(4)石墨化程度計(jì)算:
根據(jù)鑄鐵密度值計(jì)算鑄鐵的墨化度。
[0011]其中，計(jì)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%為鐵液的硅含量，c%鐵液的錳含量，用光譜分析測(cè)的)。從上式我們可以看到，式中只有2個(gè)未知數(shù)，我們根據(jù)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(shè)定墨化度為0，求出此鑄鐵密度值；
(5)取步驟(3)中實(shí)際鑄鐵密度與步驟(4)中鑄鐵密度值進(jìn)行對(duì)比，若步驟(3)中實(shí)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(bǔ)縮能力就越好，質(zhì)量就好。
[0012]所述檢測(cè)方法中步驟`(4)的石墨化度對(duì)鑄鐵生產(chǎn)進(jìn)行控制，即石墨化程度越大，鑄鐵件的自補(bǔ)縮能力就越好鑄件可采用小冒口或者無冒口工藝，減少鐵液的消耗。
所述檢測(cè)方法中步驟(4)石墨化度對(duì)鑄鐵件質(zhì)量進(jìn)行控制，即對(duì)于石墨化能力強(qiáng)的鑄件，石墨化程度越大，其砂型強(qiáng)度要求越高，就根據(jù)試樣的石墨化度值，選擇相應(yīng)的鑄型和造型方法，從而控制鑄件的質(zhì)量。
[0013]測(cè)量方法簡單方便，提高了測(cè)試率。
[0014]此中方法因?yàn)槭呛暧^累計(jì)測(cè)量，質(zhì)量和體積可以很方便測(cè)出，從而保證了墨化度計(jì)算的準(zhǔn)確性。而此種測(cè)量方法所需測(cè)量設(shè)備簡單，可以多次重復(fù)驗(yàn)證。
[0015]石墨化度可以在鑄造生產(chǎn)中指導(dǎo)工藝設(shè)計(jì)，熔煉配方調(diào)控，熔煉工藝調(diào)控，澆注溫度選擇等，還在CAE鑄鐵模擬中，提供一個(gè)和真實(shí)鑄件材料墨化度符合的值，保證了模擬計(jì)算的準(zhǔn)確性。
[0016]
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下實(shí)施例中所用的設(shè)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(chǎn)生縮孔；
計(jì)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(shí)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，然后用電子天平測(cè)量重量；然后將試樣放入裝有500mml水的1000ml的量杯中，然后觀察刻度線，算出試樣的體積；試樣質(zhì)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(gè)主要元素對(duì)鋼密度的影響值，可以得到鋼密度的對(duì)應(yīng)近似值。其中，計(jì)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(zhì)量分?jǐn)?shù)增加1%時(shí)，密度的變化量(g/cm3)，X%該元素的質(zhì)量百分含量(％)。
[0019]對(duì)于普通鑄鐵，對(duì)密度造成影響的主要為:碳、硅、錳，對(duì)基體的影響如下表:
【權(quán)利要求】
1.一種鑄鐵石墨化程度的檢測(cè)方法，其特征在于:包括以下步驟: (I)稱鑄鐵試樣質(zhì)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(cè)鑄鐵試樣體積:然后將鑄鐵試樣放入裝有水的量杯中，觀察刻度線，測(cè)出鑄鐵試樣體積； (3)計(jì)算鑄鐵試樣密度: 鑄鐵試樣質(zhì)量除以鑄鐵試樣體積，得到鑄鐵密度； (4)石墨化程度計(jì)算: 根據(jù)鑄鐵密度值計(jì)算鑄鐵的墨化度，其中，計(jì)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(gè)未知數(shù)，我們根據(jù)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(duì)鑄鐵生產(chǎn)和鑄鐵件質(zhì)量進(jìn)行控制；設(shè)定墨化度為0，求出此鑄鐵密度值； (5)測(cè)定鑄鐵質(zhì)量: 取步驟(3)中實(shí)際鑄鐵密度與步驟(4)中鑄鐵密度值進(jìn)行對(duì)比，若步驟(3)中實(shí)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(bǔ)縮能力就越好，質(zhì)量就好。
2.根據(jù)權(quán)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(cè)方法，其特征在于:所述檢測(cè)方法中步驟(4)的石墨化度對(duì)鑄鐵生產(chǎn)進(jìn)行控制，即石墨化程度越大，鑄鐵件的自補(bǔ)縮能力就越好鑄件可采用小冒口或者無冒口工藝，減少鐵液的消耗。
3.根據(jù)權(quán)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(cè)方法，其特征在于:所述檢測(cè)方法中步驟(4)石墨化度對(duì)鑄鐵件質(zhì)量進(jìn)行控制，即對(duì)于石墨化能力強(qiáng)的鑄件，石墨化程度越大，其砂型強(qiáng)度要求越高，就根據(jù)試樣的石墨化度值，選擇相應(yīng)的鑄型和造型方法，從而控制鑄件的質(zhì)量。
【文檔編號(hào)】G01N9/02GK103630463SQ201310630190
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】陳攀, 劉余松, 李勇 申請(qǐng)人:成都成工工程機(jī)械井研鑄造有限責(zé)任公司