鐵水成份爐前快速熱分析技術(shù)是以鑄鐵組織形成過程的凝固溫度曲線為被測對象，由計算機對凝固溫度曲線迸行解析，從而計算出鐵水的碳當(dāng)量（CE％），碳含量（C％）楣索，硅含量 （Si％）等指標的鑄鐵爐前快速分析技術(shù)，測量精度可達到CE|O.1O％淀肿、C|0.05％媳惦、 Si|0.l0％。在工業(yè)發(fā)達國家被廣泛用于鑄鐵生鐵水成份爐前快速熱分析技術(shù)是以鑄鐵組織形成過程的凝固溫度曲線為被測對象劈遂，由計算機對凝固溫度曲線迸行解析给急，從而計算出鐵水的碳當(dāng)量（CE％）痒渊，碳含量（C％）疮炼，硅含量 （Si％）等指標的鑄鐵爐前快速分析技術(shù)烁胳，測量精度可達到CE|O.1O％、C|0.05％廷支、 Si|0.l0％频鉴。在工業(yè)發(fā)達國家被廣泛用于鑄鐵生產(chǎn)的在線測量，是一種成熟可靠的測定方法恋拍。我國在1979年到1990年的11年對熱分析儀亦做了大量的研究工作垛孔。 20世紀90年代中期隨著世界產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)移，一些發(fā)達國家的廠商來我國采購鑄件或投資建廠施敢，為了獲得高品質(zhì)的鑄件周荐，把他們?nèi)砸蕾嚨臒岱骤丶夹g(shù)也帶進中國來，使熱分析儀的應(yīng)用首先在獨資僵娃，合資和生產(chǎn)出口鑄件的工廠展開概作，并取得很好的經(jīng)濟效益和社會效益。由于外商鑄造企業(yè)的示范效應(yīng)和熱分析生產(chǎn)廠商的大力推廣默怨，在近十年時間內(nèi)使熱分析技術(shù)應(yīng)用迅速普及讯榕。雖然熱分析技術(shù)目前發(fā)展形勢很快，但對于我國整個鑄造業(yè)在熱分析技術(shù)的應(yīng)用水平上與外資企業(yè)相比還存在不小的差距匙睹，理論認識上有一定誤區(qū)愚屁，使用過程中還存在一定問題，主要需要在以下幾個方面加以改迸：

　　1顺盆、認識熱分析技術(shù)的特點蛹活，使其在實際生產(chǎn)中充分發(fā)揮作用

　　從事鑄造技術(shù)工作的人雖都知道鐵碳平衡相圖，它是從事金屬材料研究與生產(chǎn)的基礎(chǔ)工具莹遍，它給出了鐵水成份下凝固過程相變溫度之間的定量關(guān)系匕磅，鐵水凝固相變溫度的狀態(tài)又與鐵水鑄造后的鑄件的各項性能存在一定的關(guān)系，我們就是通過這種關(guān)系進行金屬材料各項性能指標的預(yù)測巢段，調(diào)控生產(chǎn)過程勘米。鐵碳平衡相圖的測定方法與熱分析技術(shù)測得的鐵水冷卻曲線的方法類似，他們之間的差別在于鐵碳平衡相圖是在一種理想狀態(tài)下測定出的結(jié)果疯忽，而熱分析技術(shù)測定出的冷卻曲線是生產(chǎn)實際中使用鐵水痪猿，它的成份相對比較復(fù)雜，冷卻曲線的形態(tài)與標準狀態(tài)也有一定差異交掌，但正是這種差異更能代表鐵水的實際狀態(tài)续残，使用這種實際鐵水的冷卻曲線進行鐵水質(zhì)量分析與控制更加接近生產(chǎn)實際，與單純使用以成份為基礎(chǔ)的鐵碳平衡相圖進行生產(chǎn)分析與控制相比減少了一個環(huán)節(jié)荧孽，其結(jié)果將更加準確鸵赫，控制的精度更高衣屏，在生產(chǎn)中發(fā)揮的作用將更有力。

　　2辩棒、掌握鐵水成份狼忱、性狀與鐵水質(zhì)量的關(guān)系

　　許多研究證明影響鐵水質(zhì)量的因素除成份外，鐵水性狀也是影晌鐵水質(zhì)量的一個重要因素一睁，所謂鐵水性狀即某一成份的鐵水某一時刻所處的狀態(tài)钻弄，不同的熔煉過程的不同時刻鐵水的性狀是各異的，這種性狀以鐵水成份為基礎(chǔ)條件隨時間而動態(tài)變化的者吁，這種性狀的不同必然會對鑄件性能產(chǎn)生影響窘俺。但對性狀對鐵水質(zhì)量的影響如果使用常規(guī)的基于成份的分析方法我們無法加與區(qū)別。對于基于過程測定的熱分析法來講复凳，由于其測定的是鐵水動態(tài)凝固的一個完整過程瘤泪，通過對不同測定過程進行對比分析，即可區(qū)分出這種性狀的不同育八，從而為研究鐵水性狀對鑄件質(zhì)量的影響提供了一種有利的定量分析工具对途。使用日本撒布浪斯公司的熱分析儀TCS對同一爐鐵水不同保溫時間進行測定的結(jié)果，從測定結(jié)果發(fā)現(xiàn)单鹿，同一爐鐵水在不同的狀態(tài)下其澆注后的組織性能各不相同肝珍，即證明了鐵水質(zhì)量并不是只與成份有關(guān)，要獲得高質(zhì)量的鐵水需進行多種因素綜合控制楚辆。

　　根據(jù)以上分析可以看出芍司，熱分析技術(shù)所測定的鐵水冷卻曲線，除通過由TL甜序、TE的數(shù)值推算出［c］抽堵、［si］含量進行定量監(jiān)控外，通過對冷卻曲線狀態(tài)的監(jiān)控驹拢，還可以用于定性的監(jiān)控鐵水的溫度起忠、包晶反映、過氧化等現(xiàn)象帕吆。

　　3 聋芹、熱分析技術(shù)應(yīng)用于工廠爐前控制，需注意的幾個問題

　　雖然理論熱分析技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛觅霉，但由于要求使用者具有一定的理論水平和相當(dāng)?shù)膶嵺`經(jīng)驗沥涕，就我國鑄造企業(yè)實際人員的素質(zhì)和知識結(jié)構(gòu)情況而言，還很難達到绑警，目前還主要應(yīng)用在測量鑄鐵白口化冷卻曲線求泰，通過TL、TE的數(shù)值推算［C］计盒、［Si］含量的層面上渴频，在使用中經(jīng)常會出現(xiàn)一些理論和操作上的困惑與失誤芽丹，比較典型的問題，有如下幾點：

　　A卜朗、鐵水碳當(dāng)量拔第、［C］、［Si］含量測量范圍的認定：從測量原理上講聊替，熱分析儀器只能測量共晶鐵水楼肪，過共晶鐵水由于先凝固的初生相為石墨培廓，釋放的結(jié)晶潛熱不規(guī)律惹悄，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肩钠，所以根據(jù)冷卻曲線無法準確計算出鐵水的C泣港、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岂张，鐵碳相圖上鐵水的共晶點的碳含量約為4.30％墓篇，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(dāng)量，Si元素有降低共晶凝固溫度础估，提高鐵水共晶點碳當(dāng)量的作用瘾夯，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牙德，高鐵水共晶點碳當(dāng)量巧嗡，所以熱分析儀所能測量的鐵水碳當(dāng)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(dāng)量的測量上限可以達到4.83％庭钢。C恋鞋、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讽钻，就可以依據(jù)經(jīng)驗公司推算出其C赵须、Si元素的含量。但由于某一鐵水Si％扎矾、C％組合不同业嗅，其測量范圍與理論上測量范圍有一點誤差。

　　B唉侄、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咒吐，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)象美旧，無法準確判斷共晶溫度致使測量失敗渤滞，其原因是主要由于，鐵水中含有如Fe榴嗅、Ti妄呕、Si陶舞、C等未完全熔化的微小顆粒，在凝固時抵消了Te無素的白口化傾向绪励，起到形核核心的作用肿孵。消除此現(xiàn)象方法可采取增加Te加入量，提高鐵水溫度疏魏、 延長保溫時間停做，使未完全融化的合金微小顆粒充分熔化。

　　C大莫、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(dāng)量的過程控制蛉腌，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三元素相圖厨朗，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瑟顶，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)加以修正淀然，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鹿腕，這一點實際測量時需引起注意，在原材料不穩(wěn)定予以考慮悔琉。

　　對于普通熱分析系統(tǒng)來講也是如此悼锻，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唉攻、共晶溫度TE這兩個特征點透辜，由內(nèi)裝的計算機程序計算出碳當(dāng)量［CE］、碳含量［C］最阿、 硅含量［Si］掀塞，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貌砖、TE綜合作用效果喂很，等效［C］、［Si］元素對TL皆刺、TE作用效果的報告少辣。這里面即包含了［C］、［Si］元素的作用羡蛾，還包含了其他石墨化漓帅，反石墨化元素的綜合作用。更準確的講是［C］痴怨、［Si］成份的含量忙干，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捐迫、TE都有著不同程度的影響乾翔，但影響最大的是［C］、［Si］這兩個元素施戴。在常規(guī)條件下調(diào)整TL反浓、TE最方便的方法、也是調(diào)整這兩個元素的含量赞哗。因此要獲得預(yù)想的組織和性能峡哥，只要調(diào)整［C］、［Si］這兩個元素的含量蕴脯，就能夠?qū)L烙昼、TE整定到滿足組織形成成份條件。

　　在鐵水中除了碳［C］袒覆、硅［Si］兩大成份以外骤顿、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（石墨化鱼虽、 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婶祥。這些元素互相融合付准，互相反應(yīng)以后，對備自的作用程度有著抵消和增強阴迹。 鐵水成份熱分析儀由TL佩艇、TE推算出來的［C］、［Si］含量俭疤，是鐵水中的［C］送丰、［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(dāng)鐵水中其他的成份弛秋、含量發(fā)生變化時熱分析儀測報的［C％］器躏、［Si％］的有效含量就會發(fā)生變化。

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