本发明涉及球墨铸铁铸件生产,尤其是涉及一种用于计算球墨铸铁铁水石墨化倾向和白口倾向的方法。
背景技术:
1、铸造业是国家基础工业之一,其产品涉及军工、民用、航天、铁路、汽车、电力设备、基础建设、各种工农机械制造等。铸造件简称铸件,分为有色铸件和黑色铸件,黑色铸件又细分为铸铁件和铸钢件。
2、铸铁件通常含2%-4%的碳,常温下铸件中的碳大部分以不同形状的石墨形态出现。根据不同的石墨形态,铸铁件细分为球墨铸铁、灰铸铁、蠕墨铸铁等等。铸铁件的一个特点就是材质中有游离态的石墨析出,一方面降低了铸件成型冷却过程中的缩松/收缩倾向,另一方面也降低了基体组织生成碳化物的倾向。所以,铸铁铁水石墨化倾向的高低,以及生成碳化物倾向高低,是影响铸铁件性能很重要的因素之一。
3、随着技术的不断进步,以及使用要求不断提高,球墨铸铁铸件在黑色铸件中的占比越来越高。在球墨铸铁件生产过程中,促进石墨析出、抑制碳化物生成也很重要。当铸件基体中生成碳化物时,从宏观断口观察,断面碳化物位置呈白色,所以通常称之为“白口”。铸件的白口倾向也就是铸件基体生成碳化物的倾向。这里需要说明的是,广义的碳化是指所有和碳生成的化合物,通常铸造工作者所述的狭义的碳化物指的是渗碳体(fe3c)。本文下面所述的碳化物都是指狭义的碳化物,即渗碳体(fe3c)。
4、在不考虑孕育作用和冷却条件的情况下,球铁铁水本身就有石墨化倾向和白口倾向,不同的成分只是大小不同而已。当下大部分铸造工作者对于铁水的石墨化倾向和白口倾向仅有一个大概的概念,也不知道到如何去衡量比对。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足,本发明的目的是提供一种用于计算球墨铸铁铁水石墨化倾向和白口倾向的方法,其可以仅就热力学角度计算球墨铸铁件铁水的石墨化倾向和白口化倾向,通过此方法可以直接计算并对比铁水的石墨化倾向和白口化倾向,铸造工作者可以积累数据,横向比较。建立好数据库可以有效指导日常的生产、研发、质控等要求。
2、本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的:
3、一种用于计算球墨铸铁铁水石墨化倾向和白口倾向的方法,包括以下步骤:设计公式:
4、tg=6+(ksi×s i%)+(kmn×mn%)+(kp×p%)+(ks×s%)+(kcr×cr%)+(kv×v%)+(kti×ti%)+(kmg×mg%)+(kal×al%)+(kcu×cu%)+(kni×ni%)+(kmo×mo%);
5、
6、用tg作为球铁铁水石墨化倾向值;
7、用tcem作为球铁铁水白口倾向值。
8、本发明在一较佳示例中可以进一步配置为:s i%是实测铁水中硅的含量,质量百分比;ksi是铁水中硅的“影响共晶温度”系数;
9、mn%是实测铁水中锰的含量,质量百分比;kmn是铁水中锰的“影响共晶温度”系数;
10、p%是实测铁水中磷的含量,质量百分比;kp是铁水中磷的“影响共晶温度”系数;
11、s%是实测铁水中硫的含量,质量百分比;ks是铁水中硫的“影响共晶温度”系数;
12、cr%是实测铁水中铬的含量,质量百分比;kcr是铁水中铬的“影响共晶温度”系数;
13、v%是实测铁水中钒的含量,质量百分比;kv是铁水中钒的“影响共晶温度”系数;
14、ti%是实测铁水中钛的含量,质量百分比;kti是铁水中钛的“影响共晶温度”系数;
15、mg%是实测铁水中镁的含量,质量百分比;kmg是铁水中镁的“影响共晶温度”系数;
16、al%是实测铁水中铝的含量,质量百分比;kal是铁水中铝的“影响共晶温度”系数;
17、cu%是实测铁水中铜的含量,质量百分比;kcu是铁水中铜的“影响共晶温度”系数;
18、ni%是实测铁水中镍的含量,质量百分比;kni是铁水中镍的“影响共晶温度”系数;
19、mo%是实测铁水中钼的含量,质量百分比;kmo是铁水中钼的“影响共晶温度”系数。
20、本发明在一较佳示例中可以进一步配置为:其中各元素“影响共晶温度”的系数范围如下:
21、ksi范围在10至20,
22、kmn范围在-10至-5。
23、本发明在一较佳示例中可以进一步配置为:其中各元素“影响共晶温度”的系数范围如下:
24、kp范围在-20至-10,
25、ks范围在0至2。
26、本发明在一较佳示例中可以进一步配置为:其中各元素“影响共晶温度”的系数范围如下:
27、kcr范围在-20至-10,
28、kv范围在-20至-10。
29、本发明在一较佳示例中可以进一步配置为:其中各元素“影响共晶温度”的系数范围如下:
30、kti范围在-20至-10,
31、kmg范围在-10至-1。
32、本发明在一较佳示例中可以进一步配置为:其中各元素“影响共晶温度”的系数范围如下:
33、kal范围在1至10,
34、kcu范围在1至10。
35、本发明在一较佳示例中可以进一步配置为:其中各元素“影响共晶温度”的系数范围如下:
36、kni范围在1至10,
37、kmo范围在-10至0。
38、综上所述,本发明包括以下至少一种有益技术效果:
39、本发明公开了一种用于计算球墨铸铁铁水石墨化倾向和白口倾向的方法,其公开了一种公式,此公式适用于常规球墨铸铁件的生产,使用此公式时,不考虑冷却条件和孕育工艺,仅就铁水本身的热力学性能来计算石墨化倾向和白口倾向。计算出的铁水的tg石墨化倾向值和tcem白口倾向值可以直接用于比较对比,很直观的可以看到铁水的石墨化倾向和白口倾向。其可以仅就热力学角度计算球墨铸铁件铁水的石墨化倾向和白口化倾向,通过此方法可以直接计算并对比铁水的石墨化倾向和白口化倾向,铸造工作者可以积累数据,横向比较。建立好数据库可以有效指导日常的生产、研发、质控等要求。
1.一种用于计算球墨铸铁铁水石墨化倾向和白口倾向的方法,其特征在于,包括以下步骤:设计公式:
2.根据权利要求1所述的一种用于计算球墨铸铁铁水石墨化倾向和白口倾向的方法,其特征在于,
3.根据权利要求1所述的一种用于计算球墨铸铁铁水石墨化倾向和白口倾向的方法,其特征在于,其中各元素“影响共晶温度”的系数范围如下:
4.根据权利要求1所述的一种用于计算球墨铸铁铁水石墨化倾向和白口倾向的方法,其特征在于,其中各元素“影响共晶温度”的系数范围如下:
5.根据权利要求1所述的一种用于计算球墨铸铁铁水石墨化倾向和白口倾向的方法,其特征在于,其中各元素“影响共晶温度”的系数范围如下:
6.根据权利要求1所述的一种用于计算球墨铸铁铁水石墨化倾向和白口倾向的方法,其特征在于,其中各元素“影响共晶温度”的系数范围如下:
7.根据权利要求1所述的一种用于计算球墨铸铁铁水石墨化倾向和白口倾向的方法,其特征在于,其中各元素“影响共晶温度”的系数范围如下:
8.根据权利要求1所述的一种用于计算球墨铸铁铁水石墨化倾向和白口倾向的方法,其特征在于,其中各元素“影响共晶温度”的系数范围如下: