一种铁水热分析方法及装置与流程

本发明属于铸铁热分析，尤其涉及一种铁水热分析方法及装置。

背景技术：

1、铁水的成分和状态直接关系到浇注成形后铸件的质量。因此，铁水质量的炉前控制是现代铸造生产中的一个关键的环节。一直以来，铁水质量的判断方法有三角试片经验判别法、常规化学分析法和炉前直读光谱分析法，由于铸铁材质的组织和性能是铸型冷却条件下铁水中所有成分综合作用的结果，所以，以上方法准确度不高或元素成分与铁水状态不完全对应。

2、而铁水质量热分析仪与其他检测方法比较有着其独到的全因素测量功能和参数综合表示方法，因此，热分析仪的综合测量结果简单、直观，具有实用意义。人们能够根据热分析仪综合测量结果在浇注前迅速地对铁水质量进行判定，为消除铸铁材质的废品提供了识别手段。但是，现在有些铁水热分析仪的测量结果有时仍会出现分析结果不准确的情况。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种铁水热分析方法及装置，以提升铁水热分析结果的准确性。

2、本发明采用以下技术方案：一种铁水热分析方法，包括以下步骤：

3、获取白口样杯中铁水的温度序列；

4、根据温度序列生成铁水的冷却曲线，并根据冷却曲线确定铁水的白口共晶温度和奥氏体开始析出温度；

5、根据白口共晶温度和奥氏体开始析出温度计算白口碳含量和白口硅含量；

6、根据白口碳含量和白口硅含量计算白口碳当量，并根据白口碳当量计算出第一共晶度。

7、进一步地，根据冷却曲线确定铁水的白口共晶温度包括：

8、确定冷却曲线上的检测区间；

9、获取检测区间对应的温度序列；

10、根据温度序列中的温度数据确定白口共晶温度。

11、进一步地，根据温度序列中的温度数据确定白口共晶温度包括：

12、依次提取温度序列中的每个温度数据，当温度数据与前一时刻的温度数据相等时，将温度数据存储至前一时刻的温度数据所在的数组，否则将温度数据存储至新的数组；其中，温度数据包括温度值和时间信息；

13、选择温度数据数量最多的数组，提取该数组中温度数据对应的温度值，将其作为白口共晶温度。

14、进一步地，根据冷却曲线确定铁水的奥氏体开始析出温度包括：

15、在冷却曲线上选择白口共晶温度之前的曲线段；

16、当曲线段的一阶导数为凹函数且具有极值时，在曲线段上选择第一个二阶导数为零的点对应的温度值作为奥氏体开始析出温度。

17、进一步地，白口碳当量计算方法为：

18、ce=4.51239+0.081×(%c-1.23×%si-3×%p) ，

19、其中，ce表示白口碳当量，%c表示白口碳含量，%si表示白口硅含量，%p表示白口磷含量。

20、进一步地，根据白口碳当量计算出第一共晶度的方法为：

21、sc1=%c/(ce-(%si+%p)/3) ，

22、其中，sc1表示第一共晶度。

23、进一步地，白口硅含量的计算方法为：

24、%si = 86.79-0.0566×tl-0.07016te-2.45×%p ，

25、其中，tl表示奥氏体开始析出温度，te表示白口共晶温度。

26、进一步地，白口碳含量的计算方法为：

27、%c =0.0178×te-0.0084×tl-6.51 ，

28、其中，tl表示奥氏体开始析出温度，te表示白口共晶温度。

29、本发明的另一种技术方案：一种铁水热分析装置，包括：

30、获取模块，用于获取白口样杯中铁水的温度序列；

31、生成确定模块，用于根据温度序列生成铁水的冷却曲线，并根据冷却曲线确定铁水的白口共晶温度和奥氏体开始析出温度；

32、第一计算模块，用于根据白口共晶温度和奥氏体开始析出温度计算白口碳含量和白口硅含量；

33、第二计算模块，用于根据白口碳含量和白口硅含量计算白口碳当量，并根据白口碳当量计算出第一共晶度。

34、本发明的另一种技术方案：一种铁水热分析装置，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述的一种铁水热分析方法。

35、本发明的有益效果是：本发明通过考虑硅对铁水液相线和固相线的双重影响，从而准确确定白口温度下的碳含量、碳当量和第一共晶度，可以大大提升铁水共晶度调整的准确性，保证浇注成形后的铸件质量。

技术特征：

1.一种铁水热分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种铁水热分析方法，其特征在于，根据所述冷却曲线确定铁水的白口共晶温度包括：

3.如权利要求2所述的一种铁水热分析方法，其特征在于，根据所述温度序列中的温度数据确定所述白口共晶温度包括：

4.如权利要求2或3所述的一种铁水热分析方法，其特征在于，根据所述冷却曲线确定铁水的奥氏体开始析出温度包括：

5.如权利要求4所述的一种铁水热分析方法，其特征在于，所述白口碳当量计算方法为：

6.如权利要求5所述的一种铁水热分析方法，其特征在于，根据所述白口碳当量计算出第一共晶度的方法为：

7.如权利要求5或6所述的一种铁水热分析方法，其特征在于，所述白口硅含量的计算方法为：

8.如权利要求5或6所述的一种铁水热分析方法，其特征在于，所述白口碳含量的计算方法为：

9.一种铁水热分析装置，其特征在于，包括：

10.一种铁水热分析装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-8任一项所述的一种铁水热分析方法。

技术总结
本发明公开了一种铁水热分析方法及装置，获取白口样杯中铁水的温度序列；根据温度序列生成铁水的冷却曲线，并根据冷却曲线确定铁水的白口共晶温度和奥氏体开始析出温度；根据白口共晶温度和奥氏体开始析出温度计算白口碳含量和白口硅含量；根据白口碳含量和白口硅含量计算白口碳当量，并根据白口碳当量计算出第一共晶度；本发明通过考虑硅元素对铁水液相线和固相线的双重影响，从而准确确定白口温度下的碳含量、碳当量和第一共晶度，可以大大提升铁水共晶度调整的准确性，保证浇注成形后铸件质量。

技术研发人员：孙科,张昭,宋昊,张军,赵海广,朱伟杰,杨小春,万海涛,周育江
受保护的技术使用者：河南钱潮智造有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15