熱分析檢測(cè)結(jié)果與鐵水質(zhì)量的關(guān)系

鐵水質(zhì)量的好壞不僅僅指成分是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求，鑄件成型后的物理性能是評(píng)價(jià)鐵水好壞的標(biāo)準(zhǔn)。

許多研究證明：影響鑄件物理性能的眾多因素中，鐵水中各種成分的具體含量外，鐵水性狀也是影響鐵水質(zhì)量的一個(gè)重要因素，所謂鐵水性狀即在某一時(shí)刻鐵水所處的狀態(tài)，不同的熔煉過(guò)程的不同時(shí)刻鐵水的性狀是各異的，這種性狀隨時(shí)間而動(dòng)態(tài)變化的，這種性狀的不同必然會(huì)對(duì)鑄件性能產(chǎn)生影響。但鐵水性狀對(duì)鐵水質(zhì)量、鑄件質(zhì)量等的影響，如果使用常規(guī)的基于成分的分析方法我們無(wú)法加與區(qū)別。對(duì)于基于過(guò)程測(cè)定的熱分析法來(lái)講，由于其測(cè)定的是鐵水動(dòng)態(tài)凝固的一個(gè)完整過(guò)程，通過(guò)對(duì)不同測(cè)定過(guò)程進(jìn)行對(duì)比分析，即可區(qū)分出這種性狀的不同，從而為我們研究鐵水性狀對(duì)鑄件質(zhì)量的影響提供了一種有利的定量分析工具。日本撒布浪斯公司的熱分析儀TCS對(duì)同一爐鐵水不同保溫時(shí)間進(jìn)行測(cè)定的結(jié)果，從測(cè)定結(jié)果可發(fā)現(xiàn)，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，即證明了鐵水質(zhì)量并不是只與成分有關(guān)，要獲得高質(zhì)量的鐵水需要進(jìn)行多種因素綜合控制。而這是化學(xué)和光譜的成分分析方法不能實(shí)現(xiàn)、不能達(dá)到的地方，熱分析技術(shù)卻獨(dú)善此長(zhǎng)。是熱分析應(yīng)該推廣的重要原因之一。

我們從事鑄造技術(shù)工作的人員都知道鐵碳平衡相圖，它是我們從事金屬材料研究與生產(chǎn)的基礎(chǔ)工具，它給出了鐵水成分與凝固過(guò)程相變溫度之間的定量關(guān)系，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(xiàng)性能存在一定的關(guān)系，我們就是通過(guò)這種關(guān)系進(jìn)行金屬材料各項(xiàng)性能指標(biāo)的預(yù)測(cè)，調(diào)控生產(chǎn)過(guò)程。鐵碳平衡相圖的測(cè)定方法與熱分析技術(shù)測(cè)得的鐵水冷卻曲線的方法類(lèi)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(cè)定出的結(jié)果，而熱分析技術(shù)測(cè)定出的冷卻曲線是生產(chǎn)實(shí)際中使用鐵水，它的成分相對(duì)比較復(fù)雜，冷卻曲線的形態(tài)與標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)也有一定差異，但正是這種差異更能代表鐵水的實(shí)際狀態(tài)，我們使用這種實(shí)際鐵水的冷卻曲線進(jìn)行鐵水質(zhì)量分析與控制更加接近生產(chǎn)實(shí)際，與單純使用以成分為基礎(chǔ)的鐵碳平衡相圖進(jìn)行生產(chǎn)分析與控制相比減少了一個(gè)環(huán)節(jié)，其結(jié)果將更加準(zhǔn)確，控制的精度更高，在生產(chǎn)中發(fā)揮的作用將更有力。

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由于以鐵水的冷卻曲線為測(cè)量依據(jù)，可以得到其他分析方法不可能得到鐵水狀態(tài)信息，如是否發(fā)生包晶反應(yīng)，鐵水是否過(guò)度氧化，奧氏體支晶生長(zhǎng)時(shí)間，共晶凝固時(shí)間長(zhǎng)短等，這些現(xiàn)象對(duì)鐵水凝固后鑄件的性能都有一定的影響，但其他的分析方法無(wú)法提供如此直觀、形象、豐富的信息，如果對(duì)這些信息加以利用，運(yùn)用到爐前的質(zhì)量控制當(dāng)中去，一定會(huì)將現(xiàn)在的鑄件質(zhì)量提高到一個(gè)新的層次。