CN102980984A - 一种球化后铁水中碳含量的测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种球化后铁水中碳含量的测量方法，尤其适用于只有碳硫分析仪，无光谱仪的条件下使用。本发明所说的测量方法是，使用金属模具制备出薄片试样，通过机械外力将薄片试样粉碎至满足碳硫分析仪的检测要求的颗粒，再使用碳硫分析仪对粉碎后的颗粒试样中的C元素进行检测。本发明的检测方法与传统的检测方法相比，薄片试样能保证试样的全白口化，避免C元素偏析，同时可避免石墨的损耗，故能有效的减小测量偏差，其检测结果更加精确。
Description
所属领域
本发明涉及一种铁水中碳含量的检测方法，可应用于所有球墨铸铁生产厂家，尤其适用于只有碳硫分析仪，无光谱仪的条件下使用。
背景技术
球铁铸件中碳（C）元素的含量不仅对铸件基体组织及力学性能有着重要的影响，同时合适的碳含量还是减小铸件收缩倾向，获得优质铸件的前提条件。因此，准确检测球化后铁水中碳元素的含量，并对其进行精确控制，是获得高品质球铁铸件的关键。
球铁生产过程中，球化后铁水中碳含量会有一定程度的降低，主要原因是：①球化反应消耗一部分铁水中的碳。一般而言，球化剂加入量越大，降碳越多；②球化反应过程中铁水温度降低，铁水中碳的溶解度随之下降。铁水温降越大，碳含量减少越多。而球化后铁水中碳含量的精确检测一直是铸造界的一个难点，主要原因在于传统碳硫分析仪的取样方式：①炉前浇注的用于碳含量检测的试块，往往白口化不充分，石墨聚集成团，造成成分偏析，致使检测结果不准；②使用钻床在试块上钻取粉末试样时，易造成基体中石墨剥落，使之损耗一部分碳，造成检测结果偏差。
假设球化后铁水实际碳含量为C实，由于试样白口化不充分，成分偏析造成的检测偏差为ΔC1，钻样过程中造成的石墨损耗为ΔC2，则通过碳硫分析仪检测出的碳含量就为C检=C实+ΔC1+ΔC2，即存在ΔC1+ΔC2的偏差。这一偏差随着试样白口化程度、钻头大小、钻样操作等因素的不同而变化。因此，要想精确检测出球化后铁水中的碳含量，就必须采取措施消除ΔC1和ΔC2。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中，在球化后铁水碳含量测量值不够精确的问题，提出一种仅通过碳硫分析仪检测，能有效排除ΔC1+ΔC2的偏差的检测方法，达到对铁水中碳元素含量进行精确检测的效果。
本发明所说的球化后铁水中碳含量的测量方法是，将球化后的铁水通过模具制备出0.1~2毫米厚的薄片试样，通过机械外力将薄片试样粉碎至满足碳硫分析仪检测要求的粒度颗粒，再使用碳硫分析仪对粉碎后的颗粒试样中的C元素进行检测。本发明的检测方法与传统的检测方法相比，薄片试样能保证试样的全白口化，避免C元素偏析，同时使用机械外力破碎试样，可避免石墨的损耗，故能有效的减小ΔC1和ΔC2对最终结果造成的偏差。
在实际生产中通过比较不同制样方式检测的C含量检测结果如下表：
| 薄片试样(质量分数) | 3.82 | 3.79 | 3.73 | 3.76 | 3.71 | 3.83 | 3.76 | 3.62 | 3.74 | 3.71 |
| 传统试样(质量分数) | 3.78 | 3.74 | 3.66 | 3.74 | 3.64 | 3.64 | 3.71 | 3.54 | 3.69 | 3.61 |
| 差值(%) | 0.04 | 0.05 | 0.07 | 0.02 | 0.07 | 0.19 | 0.05 | 0.08 | 0.05 | 0.1 |
通过上表的比较可见，采用本发明所说的球化后铁水中碳含量的测量方法，其得到检测值与采用传统方法测得的差值有0.02~0.1%之多，而在本发明的检测值中，已经排除了因白口化不充分造成成分偏析，和在试块上钻取粉末试样时因基体中石墨剥落损耗部分碳的因素，其检测结果更加精确。
附图说明
附图1：传统的碳硫分析制样方式；
附图2：本发明的碳硫分析制样方式；
附图3：本发明中制取薄片样用的金属模具。
具体实施方式
附图1中给出的是采用传统的碳硫分析制样方式进行检测的模式，在该模式中，从金属样模中提取1~2厘米厚的金属试样，在金属试样上进行钻样，然后对其粉末试样进行检测。这种检测其中包括了C元素偏析（ΔC1）和C元素损耗（ΔC2）的因素。
附图2中给出的是本发明采用的碳硫分析制样方式进行检测的模式，在该模式中，使用金属模具制取厚度在0.1~2毫米的薄片试样，使用外力将薄片试样破碎成细小颗粒（0.1~0.5毫米粒度即可），最后使用碳硫分析仪对粉碎后的试样中的C元素进行检测，即可达到对C元素进行精确检测的目的。这种检测中排除了C元素偏析（ΔC1）和C元素损耗（ΔC2）的因素。
本发明中所说的金属模具是指能将球化后的铁水制备成0.1~2毫米厚薄片试样的金属模具；所说的外力可以是重锤或其他机械外力。
附图3给出的是用于本发明制备薄片试样的金属模具。将球化后的铁水注入该金属模样中，铁水快速冷却，在模样底部1凝固生成一块厚度为0.1~2毫米的全白口化薄片试样。
Claims (5)
1.一种球化后铁水中碳含量的测量方法为，
1）将球化后的铁水通过模具制取薄片试样；
2）使用外力将其薄片试样破碎成颗粒；
3）使用碳硫分析仪对粉碎后的试样中的碳元素进行检测。
2.根据权利要求1所说的球化后铁水中碳含量的测量方法，其特征在于，所说的薄片试样厚度为0.1~2毫米。
3.根据权利要求1所说的球化后铁水中碳含量的测量方法，其特征在于，所说的外力是指使用重锤或机械外力。
4.根据权利要求1所说的球化后铁水中碳含量的测量方法，其特征在于，所说的颗粒为0.1~0.5毫米粒度的颗粒。
5.根据权利要求1所说的球化后铁水中碳含量的测量方法，其特征在于，所说的模具是金属模具。
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