CN1015114B - 在用含有组织改进添加剂的铸铁生产铸件的过程中控制和纠正石墨沉淀形态的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用含有组织改进添加剂的铸铁生产铸件的方法。而且较佳的添加剂会使碳沉淀成蠕墨的形式。本发明还涉及各种具体的取样和试验容器。

Description

本发明涉及一种生产含组织改进添加剂铸铁的方法，而且较佳的添加剂会使碳沉淀成蠕墨的形式。

在ISO/R945-1969中，蠕墨被定名为“第三态”石墨，而按ASTM说明书A247则称之为“第四型”A。

铸铁是工业铸造工艺中最基本的材料，并在凝固之后可以使碳沉淀成渗碳体FeC的形式，形成白日铸铁或者灰口铸铁。白口铸铁具有脆性，然其抗压强度高且极耐磨。灰口铸铁易于加工，因而在机械工艺领域内有着极为广泛的应用。灰口铸铁中石墨一般沉淀成片状。这就使得这种铸铁具有有限的断裂应变（0.5%）。灰口铸铁有良好的热传导性能，但在加温后发生永久性的体积变化，这就限制了它在某些方面的应用。因此，有人在添加某些添加剂以改变石墨沉淀形态方面进行了许多研究工作。在这方面，一般可以使用镁或者把镁和稀土金属，例如铈结合起来使用，这些改进添加剂阻止了片状石墨的生长，致使石墨成为椭圆或者球状。这样的材料已知为球墨铸铁。球墨铸铁已在建造领域内日益广泛地用作结构材料。在该领域内的进一步发展已涉及到其它石墨形态的形成。在这些其它形态的石墨中，大多数都已经可以形成，但工业上的应用还受限制。然而，现已发现所谓的致密石墨铸铁或者所谓的蠕铁具有一些特性，这些特性使这种铸铁具有特别的意义。而且这些性质使这种铸铁在许多不同的应用领域中比灰口铸铁和球墨铸铁优越。但是，添加剂稍微偏离所需量以及杂质的存在都是那些使这种铸铁不能使用廉价原材料的因素，因而这种铸铁的生产一直只局限于少数几家铸造厂家，这些厂家由于进行大量试验和实验以及由于使用凭经验严格规定的而且往往是昂贵的原料和添加剂，从而建立起一门专门知识。

因此，客观上要求有一种方法，藉此方法人们可以重现地将熔体凝固成蠕铁，从而控制任何铸铁材料熔体的制取。

在铸造金属时，虽然物理状态和其它影响熔体组分结晶后过程的因素也是影响最终产品性能的决 定性因素，但是至关重要的还是熔体组成。

熔体的化学组成，例如合金化元素、杂质、气体含量等等可以能够进行必要校准的现代化分析仪器来迅速监测并检验。

但是，在另一方面，至今还没有研究出任何一种完善的方法，用该方法可以迅速、可靠地预测并控制一定材料的熔体在常用的凝固条件下凝固后所获得的晶体结构性质，尽管在有关文献中发现记载了许多为此目的所进行的试验和研究，而且还有许多有关这种方法的专利申请。

铸造材料按其凝固过程的性质可以分成两大类，其中的第一类为单相凝固（初次凝固过程）的材料。这一类材料包括大多数种类的钢、铝合金以及铜合金。另一类包括二相或多相凝固（二次凝固过程）的材料。属这一类的材料，举例来说有各种种类的铸铁和硅铝型铝合金（Al，8-12%    Si）。

因此，本发明的目的在于提出一种主要控制熔融态铸铁二次凝固过程的方法，以便用包含通常易得到的原料铁和废钢在内的在此以前一直不可能用的原料冶炼出致密石墨铸铁或者蠕墨铸铁。

为此目的，采用了一种热分析技术，即随着时间的延续测量并记录自所研究熔体中取出的试样不同部位的温度。

这种温度一时间记录技术本身并不是新的技术，而只不过是一种测量转化温度和熔化温度的经典方法。结晶转化一般是在一定温度下或在一定温度范围内进行的。

在这种技术中，将一种感温装置，例如温度计、热电偶热敏电阻或者其它类似装置放置在样品或者试验容器中，或者使之与样品或试验容器相接触，将试样或容器按预定的程序加热或者冷却。记录转化温度，也可以任意选择记录凝固曲线的导数，或者记录所测同已知参比材料的相应数数值之间的差。

这种方法已在冶金学领域内用来进行快速化学分析，例如用来沉淀铸铁中的所谓碳当量（CE）

%Si+%P

（CE＝总碳量百分比+-），测量时将熔体的样品倒入铸砂样杯中，样杯的中心部位安置了一支热电偶。当铁晶体（奥氏体）在熔融材料中形成时，可以看到凝固曲线有一平直部分，该平直部分揭示了碳当量与所用取样法的校正相一致。因此，这种常用仪器在原理上是适于进行铁组分快速分析的，但是它一点也没有揭示所形成的奥氏体可能有的结晶方式。除了别的公司以外，这种仪器由美国Leeds    &    Northrup公司销售，其商品名称为“TECTIP”。

类似的仪器也已用来测定铁-碳-硅系中的共晶生长温度，并用来测定共晶反应之前的过冷程度。但是，用该仪器所得到的测量数据却不能令人满意地表明熔体凝固时以及上述共晶反应过程中预料到的晶体结构。在那些将熔融料浇入冷模的仪器中，紧邻冷模壁瞬间形成一薄层固相，其中产生带有石墨相的铁和带有碳化物相的铁，而且在各相的适宜生长温度下，上述各相不要达到形成新核或重新成核所必要的过冷极限温度就可以非常简单地生长。

对于这种方法在球墨铸铁方法应用的有效性，在最近出版的美国铸造工作者协会会刊82∶131，第307页-第311页上发表了一篇批判性评论文章。该评论文章指出，这种方法在测定组织时的精确度可靠性保持在80%的置信度水平，该置信度水平与商业上的生产法相比是远远不能满足需要的。

当试图预示需要测量方法更为精确的蠕墨形成时，可以预料得到，测量结果更加差。

但是，现代热分析技术中的这些基本不足之处有一部分已为瑞典专利说明书№350606中所阐述的技术所克服。

用该技术可以测量真实的过冷状态和结晶形成并生长过程中的生长温度。测量时将取样容器浸入熔体中或者用另外的方法加热容器，使这两种情况下的容器及其内容物于冷却过程开始之前在高于结晶温度的温度下达到热平衡。在成核、再辉（由结晶作用所释放的热再加热）强化及持续时间（最简单地由最大值和正导数的持续时间来表示）之前测量过冷温度，这样可以改进对凝固过程中各种晶体生长现象的揭示。但是，当测量铸铁的共晶反应时还存在一个问题;再辉作用和生长温度不但随生长形式而定，而且还随所形成的石墨结晶浓度（＝每单位体积的石墨结晶数目）而定，并且该方法不能区别这两种因素，这种区别对于预示组织形成并使过程导向正确的方向来说是必要的。

可以测量凝固料的其它性能，例如尺寸变化（用膨胀测定法）或者低于凝固温度约100℃完全凝固了的样品中导热率（瑞典专利申请№7805633）。但是，籍助这些方法来测定组织形成，都不可能具有足够高的精确度，无论就形态学而言还是就石墨 相弥散程度而言。

作为本发明的一次成果，从现在起人们可以应用一次在热分析基础上发展起来的新技术可靠地确定实际凝固过程中熔体凝固的组织形成情况。按照该项新技术，从所要研究的熔体中取出一份样品，将其转移到一个取样和试验容器中，加热该容器使之在高于结晶温度的温度下与其中所容纳的熔融样品达到热平衡，同时记录样品中心部分和紧邻取样容器壁的位置上温度随时间的变化。这样就得到二条互相分离的凝固曲线，它们可以提供有关铸造时凝固过程的情况。（以下仅简称为取样容器，实际上也可以理解为试验容器）。

本发明所涉及的是一种用含组织改进添加剂的铸铁熔体生产铸件的过程中控制和纠正石墨沉淀形态的方法，其特征在于，制备一种原始的铸铁熔体;用取样容器取出一份熔体样品;使所取出的那份样品自取样容器与所取样品在高于熔体结晶温度的其温度下处于充分热平衡的状态开始凝固;然后使所取的那份样品在0.5～10分钟的时间内完全凝固，同时用两个感温装置来测量并记录温度-时间曲线，感温装置之一放置在所取样品的中心部分而另一个则置于紧邻取样容器壁的熔体中。通过借助在所说的容器壁处发生的共晶反应的首次成核期间所测得的温度（TV）、容器壁处的再辉（rekv），容器壁处和中心部熔体温度的正温差（△T+）及在样品中心的共晶生长温度恒定期间，即（dT/dτ）c＝0或Tcmax期间所说的容器壁处的温度微商（dT/dτ）v＝（Tcmax）或任选地用最大负温差（△Tmax）与用同样方法取样和检测的成品铸件的相应的已知参比值对照来评估石墨相的分散度，以此当熔体中的晶核不足时则将石墨成核剂引入其中，反之当发现结晶成核剂过量时则使其减少。借助熔体中心部位的温度（Tc），中心部位的再辉（rekc）以及最高生长温度（Tcmax）与用同样方法取样和检测的相应的已知参比值对照来确定石墨的沉淀形态，然后校准所存在的组织改进添加剂的量，以使石墨在铸铁熔体经铸造后的凝固过程中沉淀成蠕虫状。

下面对照附图来详细说明本发明，其中图1是用冶炼蠕墨铸铁时得到的测量值所作的凝固图，

图2、图3及图4说明了按本发明实施该方法时适宜使用的各种具体取样容器范例。

图1a和图1b（以下统称图1）所示的是温度（T）-时间（t）曲线，其中的曲线Ⅰ表示紧邻取样容器壁部位进行的凝固过程，曲线Ⅱ表示容器中样品中心部位进行的凝固过程。

从这两条曲线来看，标号1表示由于奥氏体初相形成时产生热而使每单位时间内温度下降的那一点。曲线Ⅱ上的标号2代表奥氏体结晶（枝状状（分枝状））已在整个样品中形成的那一点。随此之后，在熔融的样品中碳（以及其它合金化元素）富集在奥氏体结晶之间，以致当样品温度继续下降时逐渐形成共晶混合物。

曲线Ⅰ上的标号3表示温度下降的终点。随着充分过冷，在容器壁附近形成了石墨结晶，而且这些结晶与共晶混合物中的铁相同时生长。在凝固过程的这一步骤之后，熔融样品由于再辉而被重新加热，趋向共晶混合物的平衡温度。这在图1中以虚线TEu标出。但是，在该共晶反应的早期阶段没有完全达到与生长抑制机理有关的恒定生长状态，而且再辉的速率因此在实质上代表每单位体积中的活性石墨核数。同样，曲线Ⅱ上的标号4表示最大过冷点TC;标号6代表再辉曲线;而标号7则代表取样容器中心部位置于稳态时的现有生长温度。这些值提供了有关共晶凝固状态时生长机理的情况。

容器壁附近的温度可以说是代表限定熔融物体积（薄壁）中结晶过程的“瞬时图像”，而容器中心部位的温度则代表了整个样品内部的“完整”图像。样品中二个测温位置之间经向上的温度可能是一种温度波，它向前传播并反映了沿内向发展的共晶凝固面上的生长次序。实际上，这意味较外边的热电偶显示了相应于薄壁铸件的凝固过程，而中心部位的热电偶则提供了有关铸件较厚部分的凝固次序。仅当把这两方面的情况综合起来才有可能得出有关熔融物在铸造及凝固过程中在不同厚度铸件中形成所需组织能力的结论。

凝固过程的类型主要与过共析铸铁成分有关。但是，该方法也可以应用于共晶与过共晶成分的铸铁。在共晶成分凝固时并不发生初次晶体生长，仅当过共晶成分凝固时才发生初次石墨沉淀。

通过试验发现，如果凝固过程中未充分过冷、微弱再辉以及高生长温度占优势，则形成片状石墨。

另一方面，如果高过冷温度、小再辉以及低生长温度占优势，则表明石墨将以球状凝固，而且将 会得到球墨铸铁。

当蠕墨在凝固过程中离解时，则产生高过冷、强再辉及高生长温度。由曲线所示的偏差充分表明可以在这些大类中细分，从而可以预示蠕墨以高度的确定性形成，它反过来又能将工艺控制在更加细的极值范围内。

假定外部条件在各种情况下都保持相同，就可以将由置于取样容器壁附近和置熔融样品中心部位的感温装置所记录的两个值进行比较，并可对熔体进行的不同试验所记录的两个值进行比较。当然，技术上的不同和取样容器几何形状的不同，以及容器中所装材料的不同有必要使之小到足以能够用不同的样品获得具有重复性且相差不大的试验数据。

一些适宜用来进行凝固试验的取样容器将在下文中根据图2至图4来加以说明。当然，所采用的研究方法对于每个样品或每次试验而言必须相同，以便熔体与取样容器之间达到温度平衡。调节取样容器周围的温度，使取样容器以熔体能够在0.5～10分钟的一段时间进行凝固的方式来散失热量。由于冷却较快而按介稳体系形成渗碳体，从而控制了下限值。从生产的角度来看，冷却速度慢于10分钟是不合实用的，况且所测得数据的精确度还由于容器内外所发生的其它反应以及由于对流而降低。理想的冷却时间为2-4分钟。取样容器或试验容器的尺寸虽然由于实用上的原因其直径不应小于2厘米左右或者大于10厘米左右，但并不那么苛求。适宜的直径为3-6厘米，而且不言而喻的是，容器适当被装盛到若干厘米的高度并且样品的装盛高度不得大于其直径。最好能保证热量基本上在径向上，从取样容器散发出来。把将样品的上、下两端绝缘起来就可以达到此目的。

虽然所采用的取样技术在系列与系列之间不尽相同，但是不言自明的是，在要进行比较的特定样品系列内则必须相同。对熔体材料取样时，取样容器可以，举例来说，浸入熔体中并保持在其中，直到它被加热到熔体的温度。可资选择的是，可以先将取样容器预热到熔体的温度，然后装盛熔体材料，而另一种合适的方法是，在记录凝固曲线之前将试验容器连同其中所容纳的熔融态样品放入单独的加热室或者炉子中，然后加热到热平衡。重复试验可以这样来进行，即把取样容器浸入熔体中并记录所取样品的凝固曲线，然后再将容器连同已凝固的样品一起再浸入熔体中，使已经凝固的样品重新熔化而容器又重新装入新的样品。

潜热的释放以及共晶生长前沿（它与相应的生长机理有关）和共晶生长前沿后边的凝固层导热率不仅高度地依赖于共晶组织中的石墨结晶数目，而且还高度地依赖于上述结晶的形状。测定这种复合作用的合适方法是由测定在凝固过程中所得到的斜率（dT/dτ）而得出的，该斜率是藉助置于容器附近的感温装置当置于容器中心部位的感温装置记录平稳温度（相当于共晶稳态时的温度Tmax）的那段时间，即（dτ/dτ）c等于零的那段时间内所测得的。这一复合作用也可以用测量凝固过程中两条曲线之间的最大温度差（△Tmax）的方法来测定。现已发现，在两种情况下，铸铁中石墨形状不同时数值也不同。灰口铸铁含有片状石墨，但两条凝固曲线之间的温差却不大。球墨铸铁的△Tmax大，而铸铁凝固成蠕铁时的数值介于两者之间，于是提供了用微分法评定不同熔体凝固性质的极大可能性。

在共析转变（在固相中自奥氏体变成铁素体和渗碳体（点8）时，其速度和最后的组织可以用比较两个测量点偏差的方法而且特别是用比较时间移动和微分函数值的方法来深入探索。

除了上述用未知样品记录两条凝固曲线并将这些曲线形状与用已知结晶特征的样品所得到的相应曲线形状来比较（用图解法抑或用其它记录装置，例如数据处理机）的可能性以外，在冶炼含有可凝固蠕墨的铸铁时，下列性能也是特征。

确定蠕墨生长形式的最可靠方法是利用中心部位的过冷（Tc）、再辉次序（rekc）以及最高共晶生长温度（Tmax）。

实际的弥散程度（本文称之为每单位体积的石墨结晶数）可以用近壁处的再辉次序（rekv）、△Tmax或在Tmax时的（dT/dτ）v，通过第一共晶生核过程的温度曲线来测定。第一生该过程通常被视为过冷程度Tv，但在石墨成核作用很强烈的情况下，冷却曲线的延滞表明有少量片状石墨形成。

本文所举的所有值都可以精确地测量并具有重复性，重视性可以评定熔体的固有结晶性能。

由于上述这些变量相互之间有关联，所以并不一定总是需要用到所有这些变量，就象上述的并接着校准过的体系中所显示的那样，仅用少数几个上述变量就足够了，而且在某些情况下只要用上述变 量中的某一个即可测定单个熔体的结晶特性。在这样的一些体系中可以用单个偏心安置的感温装置来获得有关情况中的主要部分。

铸造技术领域中的熟练技术人员完全能够决定，为要实际生产出稳定的蠕墨铸铁应当选择哪些上述所建议的数据，以及以什么方式来记录并评定测量数据。不言而喻，最简单的方法是将以测得值为根据的记录曲线与经校准的标准曲线进行比较，仅管这些数值也可以以数字形式通过自动数据处理来比较。

为了阐明这些不同的可能性，图1以图解方法表示了按二条曲线的差来标绘时间T的曲线，曲线Ⅰ减曲线Ⅱ等于△T，图中正△T值区域用画有暗影线的区域来表示，并且最后得出两条曲线的（dT/dτ），图中的上述各数值以导数形式来表达，rekv及rekc以正值暗影区来表示。

这样就可以从图示曲线读出那些为了获得所需结果应当采用的测量值，然后选择采用进一步取样和试验方法来显示已达到所需的结果。熔体结晶特性的知识可使有关物质的必需添加或除去得以进行，并且也可以在该领域熟练技术人员的专门知识范围内籍助数据程序技术完全自动地测量结晶特性，然后自动纠正熔体的组成，以便得到蠕墨铸铁。凝固的速度将取决于容器壁的热导热率、壁厚、样品的体积-表面比以及环境温度。尽管这些参数都可以改变，但是可以理解的是，所采用的这些参数必须使取样或试验方法能以实用的方式来实施，并且可以用于不同尺寸的铸件。

取样容器以最简单的方法在环境温度下的大气中进行冷却，尽管在温度处于铸铁熔点和环境温度之间的加热室中进行凝固也可以方便地推延凝固作用的进程。凝固时间也可以采用绝热取样容器的办法来延长，或者在凝固处理过程中将容器置于绝热套中来延长凝固时间。必要时也可以用冷空气、小型喷雾或者某种类似的方法来加速凝固过程。概括地描述取样装置所取的形式，这是不可能的，尽管这是要靠本专业领域熟练技术人员的专门知识以实现下述权利要求中所举条件的方式来设计取样试验方法。

在开始进行测量步骤之前，整个装置，取样容器，加热室以及置于其中的熔融材料都必须在高于试样熔点的温度下真正处于热平衡。对于铸铁来说，这相当于大约1200-1400℃的温度。

举例来说，将取样容器和感温装置以某种方式组合在一起，使它们能够浸入已被加热到大约1200-1400℃温度的熔体中，并在整个装置被加热到该温度之前一直保留在其中，这样才能达到平衡状态。然后从熔体中取出并使之冷却。感温装置又与某种形式的记录装置相连接，记录装置以模拟形式或者数学形式将测量数据储存起来。

因此可以知道，取样容器或试验容器可以不同的形式来构成，图2至图4说明了三种适合使用的具体取样容器或试验容器。

图2所示的是一种适合使用的具体取样容器或试验容器，它可以浸入热熔体中，该容器有一个由耐热材料造成的壳体1，合适的耐热材料为陶磁材料。壳体1附在一根管状元件2上，藉助该元件可以固定容器并将容器浸入溶体中。壳体1上有一个开口3，通过该开口熔融态物料可以流入壳体之中。在壳体中安置两个热电偶4及5，一个置于紧邻壳体壁4的位置，另一个置于壳体的中心部位。热电偶由导线6连到记录仪（未画出）上。

图3所示的是另一种具体的取样容器或试验容器，它可以装盛热的熔体材料，以便进行分析。这一种具体容器有一个外壳7，通过壳体的底部插入感装置8和9，所示感温装置之一（8）被置于靠近壳体壁的位置上，另一个感温装置（9）被置于壳体的中心部位。容器外围有加热电阻丝10，用来预热容器。感温装置8和9籍导线11与记录仪（未画出）相连接。

图4所示的是又一种具体的取样容器或试验容器，其壳体12围有高频加热器13，用来再加热容器和其中所装盛的样品。熔融态材料可用勺转移到容器中。该具体容器的壳体12有一个盖子14，盖子有导座15，便于将盖子套在壳体12上，盖上装有向下伸展的感温装置16和17，它们通过导线18与记录仪（未画出）相连接。在将容器及其所容纳的样品加热到必需的温度之后，将带有感温装置的盖子盖在壳体12上。

在实施本发明时，先冶炼一种常规的铸铁熔体，其化学组成根据化学分析来调节到所需的值。然后，取一份熔体样品按本发明进行热分析并记录凝固曲线。评定熔体的固有成核能力并添加必不可少的氧化物-硫化物形成剂，以便获得所需要的初次成核 能力。适用的氧化物形成剂及硫化物形成剂例子有钙、铝及镁。石墨成核的另一个必要条件是，碳当量CE要充分的高。随后，添加某种能在局部提高碳当量CE的物质，例如硅铁、石英或者碳化硅，以促进生核。尽管添加生核剂的这一做法在该专业领域内是众所周知的，但是在此之前一直未能籍助已知的测量方法以足够高精确度确定铸造之前所需的添加量。

在校准体系之后得到了有关Tv＊与rekv的生核能力以及△T函数方面的特别重要情况。生核剂的不足会增加过冷，某些情况下这种增加大到在取样容器的边缘部分发生向介稳体系转化。特别迅速的再辉在白口铸铁凝固时发生。为了形成球墨铸铁，核的形成必须比形成片状石墨所需的大数百倍。为了得到蠕墨铸铁，生核能力必须比形成球墨铸铁所需的要小，以十分之一的数量级为宜。如果所测得的生核能力特别低，则可添加生核促进剂，反之如果需要较低的生核能力，则只要让熔体静置一定时间即可，因为成核能力随保留时间延长而降低。

组织改进有效物质的量根据熔融态材料中心部位的过冷（T＊c）、材料中心部位的再辉（rekc）以及最高生长温度（Tmax）来加以调节。当样品凝固时，所存在的组织改进有效物质的量会控制结晶成长。如果形成粒状石墨，则在只墨沉淀到一定程度时结晶生长在三个方向上都受到限制，但是如果组织改进有效物质的量相对于获得球状石墨所需量明显减少，则结晶生长仅在两个方向上受到限制，使熔融金属中的结晶生长有可能在第三方向上进行，这样的结晶生长就形成蠕墨。分析上述各值（T＊c、rekc以及Tmax）就会揭示熔体是否有足够量的组织改进有效物质。当发现其含量不足时，就添加组织改进元素。镁与任选的稀土元素，例如铈一起结合起来可用于此目的。过高的组织改进物质含量可用氧化法来调整，氧化作用可以籍向熔体内通氧来实现，或者可以籍添加某种氧化剂，例如磁铁矿石来实现。氧化作用也可以籍将金属表面暴露于空气若干分钟来实现，也可以往熔体内添加阻滞剂，例如钛来达到减少组织改进有效物质含量的目的。

本发明首先要解决的问题是，将铸造过程控制成有蠕墨沉淀的凝固过程。虽则如此，该方法仍对冶炼灰口铸铁时精确测定弥散程度并以此控制所沉淀的片状石墨类型提供了有意义的可能性。该方法也可以在冶炼球墨铸铁时精确沉淀组织改进物质的量和所需要的弥散程度，从而可以节省昂贵的添加物。

测量样品中心部位时所得凝曲线中趋向凝固相终点处所出现的不规则性还能表明有可能形成碳化物，碳化物的形成反过来又有益地表明与碳化物稳定元素共同存在的生核剂不足量，在显微组织中被偏析出来。

同样不言自明的是，在铸造工艺领域内总是采用某种经试验证明行之有效的校准方法，它随局部条件而定，并把熔化器和可以任意选择的熔化处理装置，保温装置以及所生产铸件种类的铸造装置等的类型和结构上的构造式结合起来。现有的分析方法和测量方法在该工艺中已发挥了最大的可用程度，而本发明则用此种方法解决了铸造业普遍存在的材料控制方面的难题。

明显的是，在控制铸造工艺时从凝固曲线可以衍生出一系列互不相同的因素，而且整个曲线所取的形状可以进行任选的分析，并可以与已知的全过程发展情况相比较。现代化的数据处理技术可以十进位计数法运算各种有效值并与相应的参比数据进行比较，使熔化处理工艺在此基础上用可以任意选择的全自动系统加以控制。

Claims (5)

1、在用含有组织改进添加剂的铸铁生产铸件的过程中控制和纠正石墨沉淀形态的方法，其特征在于，冶炼熔融的铸铁熔体；籍一种取样和试验容器取出一份熔体样品；使所取的那份样品自容器和样品在高于熔体结晶温度下充分热平衡的状态开始凝固，并使样品在0.5～10分钟的一段时间内完全凝固，用两个感温装置同时测量并记录温度-时间序列，其中的一具感温装置位于样品的中心部位，另一个紧邻容器壁的熔融材料中；借助在所说的容器壁处发生的共晶反应的首次成核期间所测得的温度(T＊V)、容器壁处的再辉(rekv)，容器壁处和中心部熔体温度的正温差(△T+)及在样品中心的共晶生长温度恒定期间，即(dT/dτ)c=O或Tcmax期间所说的容器壁处的温度微商(dT/dτ)v(Tcmax)或任选的最大负温差(△Tmax)与用同样方法取样和检测的成品铸件的相应的已知参比值对照来评估石墨相的分散度，从而当熔体中结晶核不足时向其中引入某种石墨生核剂，反之当结晶生核剂过量时则在铸造之前保留熔体，以减小弥散程度；相对于用相同取样和试验方法所得的已知参比值，用熔融材料中心部位发生的过冷(T＊c)、中心部位的再辉(rek)以及最高生长温度(Tcmax)来评定石墨沉淀的形态，并据此纠正组织改进剂的量，使石墨在熔融态铸铁经铸造后凝固时按预定的形状沉淀。

2、权利要求1所述的方法，其特征在于，将取样容器浸入熔体中，在该容器装盛了熔融态材料以后取出该容器并将其加热到熔体的温度，样品是通过这些步骤而从熔体中取得的。

3、权利要求1所述的方法，其特征在于，从熔体中取出样品并将该样品转移到一种取样和试验容器中，随即在使样品凝固之前将该容器预热到大概等于熔融材料的温度。

4、权利要求1所述的方法，其特征在于，从熔体中取出样品并将该样品转移到一种取样和试验容器中，然后在使样品凝固之前将该容器连同其中所装盛的熔融态材料一起加热到相应于熔体温度的温度平衡。

5、权利要求1所述的方法，其特征在于，在该方法之中使所记录的测量数据与已知具有蠕墨组织的铸铁按相同的取样和试验技术所得到的相应数据相一致，用此方法来控制熔体中的生核剂含量和组织改进剂含量，从而使石墨在熔融的铸铁经浇注之后凝固时沉淀成蠕虫状。

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