[其他]鑄鐵性能快速測試方法及其測量儀

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 101986000002192
• 申請日: 1986-04-07
• 公開（公告）號: CN86102192B
• 公開（公告）日: 1988-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 涂思柏
• 申請（專利權(quán)）人: 嘉興市機(jī)械研究所
• 代理公司: 浙江省專利事務(wù)所
• 代理人: 孫家豐

一種用于爐前定量測定鑄鐵機(jī)械性能和主要化學(xué)成分及顯微組織結(jié)構(gòu)、狀態(tài)的方法和儀器。其方法為預(yù)先以嚴(yán)格相同的方法制備同一類鑄鐵的試樣，測出它們的某物理性能相對于基準(zhǔn)試樣的變化值Δｂ和其對應(yīng)的機(jī)械性能等參數(shù)，找出兩者之間的函數(shù)關(guān)系。在爐前測試時(shí)，以前述相同的方法制備被測試樣，測出被測試樣相對于基準(zhǔn)試樣的Δｂ值，從而推算出被測試樣的性能。按此方法做成的儀器在爐前定量檢測時(shí)可在３分鐘內(nèi)測出鑄鐵的性能。

本發(fā)明是一種用于爐前定量測定鑄鐵機(jī)械性能和主要化學(xué)成分、石墨等級、共晶團(tuán)數(shù)等參數(shù)的方法及其儀器，屬于用電的方法分析、測定材料性能的領(lǐng)域。

鑄鐵通過變質(zhì)（孕育）處理，可顯著提高其機(jī)械性能，其變質(zhì)效果一般是通過對機(jī)械性能的檢測來了解的。目前鑄鐵性能的爐前檢測方法有三角試塊斷口判定法、快速金相法、熱分析及微分熱分析法、比電阻法、縮前膨脹率法和聲速法等。（見《灰鑄鐵熱分析法的探討》上海機(jī)床鑄造廠陳財(cái)根、《微分熱分析法測試蠕曼鑄鐵石墨形態(tài)的研究》沈陽機(jī)電學(xué)院丁暉等、《聲速法檢測鑄鐵機(jī)械性能及其生產(chǎn)應(yīng)用》杭州機(jī)床廠、杭州市機(jī)械研究所李維岳等，1981年11月全國鑄件質(zhì)量測試技術(shù)學(xué)術(shù)年會(huì)、《鑄鐵凝固期間電阻率的變化》南京工學(xué)院一機(jī)部鄭州機(jī)械所、南京汽車廠，布達(dá)佩斯1978年45屆國際鑄造年會(huì)）。上述諸方法及其相應(yīng)的檢測、控制裝置有的是定性的分析，有的是從鑄鐵的某一個(gè)物理性能側(cè)面來反映鑄鐵凝固過程中析出相的變化或主要化學(xué)成分的變化。由于受多種因素的影響，對鑄鐵機(jī)械性能的快速、定量檢測尚在研究中。在生產(chǎn)中，對鑄鐵機(jī)械性能的檢測，當(dāng)前仍以常規(guī)理化檢驗(yàn)為主，它能宏觀定量地檢測鑄鐵的機(jī)械性能及其它性能參數(shù)，精度也較高，但需較大的投資，檢測速度不夠快，只能作為成品檢驗(yàn)，應(yīng)用于爐前檢測尚有距離。

本發(fā)明的目的旨在提出一種能應(yīng)用于爐前定量檢測鑄鐵變質(zhì)效果的測試方法及儀器。

鑄鐵經(jīng)過變質(zhì)處理，其顯微組織因之而改變，使得它的自由電子密度及其附加散射強(qiáng)弱也發(fā)生變化，因而物理性能也隨之改變。同時(shí)，鑄造現(xiàn)場的其它多種因素也影響鑄鐵的顯微組織，從而影響其物理性能。因此，在一定條件下，如果能測定鑄鐵由于變質(zhì)處理而引起的自由電子密度及其散射強(qiáng)弱的變化，且又能找到這一變化與其機(jī)械性能之間的關(guān)系，就有可能快速、定量測定其機(jī)械性能及其它有關(guān)性能參數(shù)。我們把取決于鑄鐵顯微組織的自由電子密度及其附加散射強(qiáng)弱用因變量Y來表示，影響顯微組織的變質(zhì)處理效果用自變量P來表示，影響顯微組織的其它因素用自變量X₁來表示，此三者之間的關(guān)系用函數(shù)F來表示，即：

Y＝F（P、X₁）

用同類鑄鐵，用完全相同的方法制備的試樣，例如用同一爐鐵水分別在變質(zhì)前和變質(zhì)后以相同方法制備樣品，并且在同等條件下用同樣的方法按級比較，從而測定物理參數(shù)時(shí)，可以認(rèn)為其它因素對鑄鐵的影響相同，即X₁等于常數(shù)。我們稱這種方法叫“分級比較法”或“級比法”。此時(shí)，上述公式變?yōu)椋篩＝F（P），變質(zhì)前P＝P₀，Y＝F（P₀），用Y₀表示之，即：Y₀＝F（P₀）變質(zhì)后P＝P₁，Y＝F（P₁），用Y₁表示之，即：Y₁＝F（P₁）變質(zhì)前后因變量的變化絕對值用△Y表示：

△Y＝Y(jié)₁-Y₀

其變化的相對值為△Y/Y₀

△Y/Y₀反映了鑄鐵由于變質(zhì)處理而引起的鑄鐵自由電子密度及其散射強(qiáng)弱的相對變化值，定義：△b＝100Y/Y₀為“級比特征值”。它表示了鑄鐵顯微組織的變化。實(shí)驗(yàn)證明，△b與鑄鐵的機(jī)械性能及化學(xué)成份有很大的相關(guān)性。通過實(shí)驗(yàn)測出鑄鐵機(jī)械性能及主要化學(xué)成分Q與“級比特征值”△b之間的函數(shù)關(guān)系：

Q＝C_Q·△b+A_Q