[其他]鑄鐵性能快速測(cè)試方法及其測(cè)量?jī)x

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 86102192
• 申請(qǐng)日: 1986-04-07
• 公開（公告）號(hào): CN86102192B
• 公開（公告）日: 1988-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 涂思柏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 嘉興市機(jī)械研究所
• 主分類號(hào): G01N27/04
• 分類號(hào): G01N27/04;G01N33/20
• 代理公司: 浙江省專利事務(wù)所
• 代理人: 孫家豐

本發(fā)明是一種用于爐前定量測(cè)定鑄鐵機(jī)械性能和主要化學(xué)成分、石墨等級(jí)、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(cè)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(duì)機(jī)械性能的檢測(cè)來了解的。目前鑄鐵性能的爐前檢測(cè)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(cè)試蠕曼鑄鐵石墨形態(tài)的研究》沈陽(yáng)機(jī)電學(xué)院丁暉等、《聲速法檢測(cè)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(guó)鑄件質(zhì)量測(cè)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(guó)際鑄造年會(huì)）。上述諸方法及其相應(yīng)的檢測(cè)、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(duì)鑄鐵機(jī)械性能的快速、定量檢測(cè)尚在研究中。在生產(chǎn)中，對(duì)鑄鐵機(jī)械性能的檢測(cè)，當(dāng)前仍以常規(guī)理化檢驗(yàn)為主，它能宏觀定量地檢測(cè)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(cè)速度不夠快，只能作為成品檢驗(yàn)，應(yīng)用于爐前檢測(cè)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(cè)鑄鐵變質(zhì)效果的測(cè)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(chǎng)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(cè)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(cè)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(jí)比較，從而測(cè)定物理參數(shù)時(shí)，可以認(rèn)為其它因素對(duì)鑄鐵的影響相同，即X₁等于常數(shù)。我們稱這種方法叫“分級(jí)比較法”或“級(jí)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(duì)值用△Y表示：

△Y＝Y(jié)₁-Y₀

其變化的相對(duì)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(duì)變化值，定義：△b＝100Y/Y₀為“級(jí)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(cè)出鑄鐵機(jī)械性能及主要化學(xué)成分Q與“級(jí)比特征值”△b之間的函數(shù)關(guān)系：

Q＝C_Q·△b+A_Q

其中C_Q、A_Q為對(duì)應(yīng)于Q的常量。根據(jù)被測(cè)試樣不同部位的△b值的一致性即“等比”性，可以排除試樣鑄造缺陷（縮松、夾雜）對(duì)測(cè)量的干擾。生產(chǎn)中通過測(cè)定△b即可爐前定量地測(cè)定鑄鐵的機(jī)械性能和其它有關(guān)性能參數(shù)。

基于以上的原理，本發(fā)明的測(cè)試方法是用同樣的取樣模，同樣的方法，制備具有對(duì)應(yīng)各種不同常規(guī)機(jī)械性能和化學(xué)成分的同一類鑄鐵試樣。以同樣的條件，同樣的方法測(cè)出這些試樣的相對(duì)于基準(zhǔn)試樣的物理性能之相對(duì)變化值△b。同時(shí)，用常規(guī)的方法測(cè)出這些試樣對(duì)應(yīng)抗彎試棒的機(jī)械性能和主要化學(xué)成分，顯微組織結(jié)構(gòu)狀態(tài)。然后用數(shù)學(xué)分析的方法找出這一類鑄鐵的△b值與常規(guī)機(jī)械性能、化學(xué)成分、顯微組織結(jié)構(gòu)狀態(tài)之間的函數(shù)關(guān)系。