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爐前鐵水成分分析控制需注意的幾問題

來源:南京聯(lián)創(chuàng)分析儀器制造有限公司   2014年12月11日 13:35  

爐前鐵水分析儀應(yīng)用于測量鑄鐵白口化冷卻曲線,通過TL、TE的數(shù)值推算[C]、[Si]含量,在初次接觸和使用聯(lián)創(chuàng)系列爐前鐵水分析儀時經(jīng)常會遇到一些技術(shù)和操作上的問題,歸納總結(jié)以下主要的幾點:

1、鐵水碳當量、[C]、[Si]含量測量范圍的認定:從測量原理上講,熱分析儀器只能測量共晶鐵水,過共晶鐵水由于先凝固的初生相為石墨,釋放的結(jié)晶潛熱不規(guī)律,在冷卻曲線上無明顯特征點,無法快速準確的在爐前判斷出初晶溫度TL,所以根據(jù)冷卻曲線無法準確計算出鐵水的C、Si含量,這里所說的過共晶鐵水的概念與一般理解的過共晶不同,鐵碳相圖上鐵水的共晶點的碳含量約為4.30%,但由于實際鐵水中的共晶點確認熱分析發(fā)所能夠測量的鐵水碳當量,Si元素有降低共晶凝固溫度,提高鐵水共晶點碳當量的作用,同時樣杯中添加的碲元素使鐵水按照亞穩(wěn)定系白口方式凝固,也使鐵水的共晶凝固溫度進一步降低,高鐵水共晶點碳當量,所以熱分析儀所能測量的鐵水碳當量遠大于理想狀態(tài)時的4.32%的范圍,根據(jù)Si%含量及其他元素的不同其碳當量的測量上限可以達到4.83%。C、Si含量的測量范圍由鐵水凝固過程中的初晶溫度TL和共晶溫度TE決定,只要冷卻曲線可以正確判斷出TL和TE,就可以依據(jù)經(jīng)驗公司推算出其C、Si元素的含量。但由于某一鐵水Si%、C%組合不同,其測量范圍與理論上測量范圍有一點誤差。  

2、過冷失敗的處理:在使用熱分析技術(shù)分析鐵水成份過程中,在某種條件下會出現(xiàn)鐵水在共晶凝固過程中不能按照亞穩(wěn)定系白口方式凝固,呈現(xiàn)共晶溫度過冷現(xiàn)象,無法準確判斷共晶溫度致使測量失敗,其原因是主要由于,鐵水中含有如Fe、Ti、Si、C等未*熔化的微小顆粒,在凝固時抵消了Te元素的白口化傾向,起到形核核心的作用。消除此現(xiàn)象方法可采取增加Te加入量,提高鐵水溫度、 延長保溫時間,使未*融化的合金微小顆粒充分熔化。  

3、測量誤差原因分析:由前面的論述可以看出熱分析法在爐前鐵水控制的應(yīng)用是一種基于成份當量的過程控制,并非嚴格意義上的成份測量方法,其對于成份的測量的依據(jù)是理想狀態(tài)Fe-C-Si三元素相圖,實際生產(chǎn)過程中的鐵水與理想狀態(tài)的Fe-C-Si三元素相圖所依據(jù)鐵水間的差異必然會傳遞到成份測量過程中,影響成份測量的精度,雖然對于穩(wěn)定的差異所造成的誤差可以通過修正系數(shù)加以修正,但對于鐵水中除C和Si元素外的其他元素的波動所造成的誤差則沒有有效的修正措施,這一點實際測量時需引起注意,在原材料不穩(wěn)定予以考慮。

 對于普通熱分析系統(tǒng)來講也是如此,普通熱分析儀器只進行白口凝固冷卻曲線測定,通過捕捉到初晶溫度TL、共晶溫度TE這兩個特征點,由內(nèi)裝的計算機程序計算出碳當量[CE]、碳含量[C]、 硅含量[Si],需要說明的是:鐵水成份熱分析儀報告的[C]、[Si]含量是鐵水中所有元素對TL、TE綜合作用效果,等效[C]、[Si]元素對TL、TE作用效果的報告。這里面即包含了[C]、[Si]元素的作用,還包含了其他石墨化,反石墨化元素的綜合作用。更準確的講是[C]、[Si]成份的含量,其數(shù)值與常規(guī)化學(xué)分析方法分析出碳含量C%、硅含量Si%是有差別的。

    盡管諸多的無素對TL、TE都有著不同程度的影響,但影響zui大的是[C]、[Si]這兩個元素。在常規(guī)條件下調(diào)整TL、TEzui方便的方法、也是調(diào)整這兩個元素的含量。因此要獲得預(yù)想的組織和性能,只要調(diào)整[C]、[Si]這兩個元素的含量,就能夠?qū)L、TE整定到滿足組織形成成份條件。

    在鐵水中除了碳[C]、硅[Si]兩大成份以外、 還存在著多種微量元素,在鐵水中這些微量元素有著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著不同的作用程度。這些元素互相融合,互相反應(yīng)以后,對備自的作用程度有著抵消和增強。 鐵水成份熱分析儀由TL、TE推算出來的[C]、[Si]含量,是鐵水中的[C]、[Si]元素綜合了其他元素的作用以后所能表現(xiàn)出實際效果的含量。因此當鐵水中其他的成份、含量發(fā)生變化時熱分析儀測報的[C%]、[Si%]的有效含量就會發(fā)生變化。

編輯:南京聯(lián)創(chuàng)分析儀器制造有限公司

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