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炉前铁水成分分析控制需注意的几问题
点击次数:2175 发布时间:2014-05-15

炉前铁水分析仪应用于测量铸铁白口化冷却曲线,通过TL、TE的数值推算[C]、[Si]含量,在初次接触和使用联创系列炉前铁水分析仪时经常会遇到一些技术和操作上的问题,归纳总结以下主要的几点:

1、铁水碳当量、[C]、[Si]含量测量范围的认定:从测量原理上讲,热分析仪器只能测量共晶铁水,过共晶铁水由于先凝固的初生相为石墨,释放的结晶潜热不规律,在冷却曲线上无明显特征点,无法快速准确的在炉前判断出初晶温度TL,所以根据冷却曲线无法准确计算出铁水的C、Si含量,这里所说的过共晶铁水的概念与一般理解的过共晶不同,铁碳相图上铁水的共晶点的碳含量约为4.30%,但由于实际铁水中的共晶点确认热分析发所能够测量的铁水碳当量,Si元素有降低共晶凝固温度,提高铁水共晶点碳当量的作用,同时样杯中添加的碲元素使铁水按照亚稳定系白口方式凝固,也使铁水的共晶凝固温度进一步降低,高铁水共晶点碳当量,所以热分析仪所能测量的铁水碳当量远大于理想状态时的4.32%的范围,根据Si%含量及其他元素的不同其碳当量的测量上限可以达到4.83%。C、Si含量的测量范围由铁水凝固过程中的初晶温度TL和共晶温度TE决定,只要冷却曲线可以正确判断出TL和TE,就可以依据经验公司推算出其C、Si元素的含量。但由于某一铁水Si%、C%组合不同,其测量范围与理论上测量范围有一点误差。  

2、过冷失败的处理:在使用热分析技术分析铁水成份过程中,在某种条件下会出现铁水在共晶凝固过程中不能按照亚稳定系白口方式凝固,呈现共晶温度过冷现象,无法准确判断共晶温度致使测量失败,其原因是主要由于,铁水中含有如Fe、Ti、Si、C等未完全熔化的微小颗粒,在凝固时抵消了Te元素的白口化倾向,起到形核核心的作用。消除此现象方法可采取增加Te加入量,提高铁水温度、 延长保温时间,使未完全融化的合金微小颗粒充分熔化。  

3、测量误差原因分析:由前面的论述可以看出热分析法在炉前铁水控制的应用是一种基于成份当量的过程控制,并非严格意义上的成份测量方法,其对于成份的测量的依据是理想状态Fe-C-Si三元素相图,实际生产过程中的铁水与理想状态的Fe-C-Si三元素相图所依据铁水间的差异必然会传递到成份测量过程中,影响成份测量的精度,虽然对于稳定的差异所造成的误差可以通过修正系数加以修正,但对于铁水中除C和Si元素外的其他元素的波动所造成的误差则没有有效的修正措施,这一点实际测量时需引起注意,在原材料不稳定予以考虑。

 对于普通热分析系统来讲也是如此,普通热分析仪器只进行白口凝固冷却曲线测定,通过捕捉到初晶温度TL、共晶温度TE这两个特征点,由内装的计算机程序计算出碳当量[CE]、碳含量[C]、 硅含量[Si],需要说明的是:铁水成份热分析仪报告的[C]、[Si]含量是铁水中所有元素对TL、TE综合作用效果,等效[C]、[Si]元素对TL、TE作用效果的报告。这里面即包含了[C]、[Si]元素的作用,还包含了其他石墨化,反石墨化元素的综合作用。更准确的讲是[C]、[Si]成份的含量,其数值与常规化学分析方法分析出碳含量C%、硅含量Si%是有差别的。

    尽管诸多的无素对TL、TE都有着不同程度的影响,但影响zui大的是[C]、[Si]这两个元素。在常规条件下调整TL、TEzui方便的方法、也是调整这两个元素的含量。因此要获得预想的组织和性能,只要调整[C]、[Si]这两个元素的含量,就能够将TL、TE整定到满足组织形成成份条件。

    在铁水中除了碳[C]、硅[Si]两大成份以外、 还存在着多种微量元素,在铁水中这些微量元素有着各自不同的作用方法(石墨化、 反石墨化等)。各元素在不同的含量下又有着不同的作用程度。这些元素互相融合,互相反应以后,对备自的作用程度有着抵消和增强。 铁水成份热分析仪由TL、TE推算出来的[C]、[Si]含量,是铁水中的[C]、[Si]元素综合了其他元素的作用以后所能表现出实际效果的含量。因此当铁水中其他的成份、含量发生变化时热分析仪测报的[C%]、[Si%]的有效含量就会发生变化。

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