CN104870996A - 分析铁熔体的方法 - Google Patents

Abstract

一种分析用于制造蠕墨铸铁的铁熔体的方法，包括步骤：从包含预定量的碳、镁、平衡铁和无法避免的杂质的铸造熔体的冷却中接收热数据；针对时间对铸造熔体的温度绘图，使得产生绘制的时间-温度曲线；将产生的绘制的曲线与至少一条参考曲线进行比较，以基于所述曲线之间的差异来预测铸造熔体的球化率，参考曲线表示得到的球化率已知的另一熔体的对应热分析。沿与温度间隔T₁到T₂相对应的时间间隔t₁到t₂的所述曲线中的每一个进行比较，基于该比较对球化率进行预测，其中T₁在T_Estart到T_Emin的范围内，其中T_Estart为熔体中开始形成石墨的温度，且T_Emin为熔体中开始共晶再辉之前的最小温度，且T₂在T_solidus到(T_solidus-20℃)的范围内，且将所述曲线中的其它时间间隔从所述比较中排除。

Description

分析铁熔体的方法

技术领域

本发明涉及一种分析用于制造蠕墨铸铁的铁熔体的方法，包括步骤：从包含预定量的碳、镁、平衡铁和无法避免的杂质的铸造熔体的冷却中接收热数据；针对时间对铸造熔体的温度绘图，使得产生绘制的时间-温度曲线；以及将产生的绘制曲线与至少一条参考曲线进行比较，以用于基于所述曲线之间的差异来预测铸造熔体的球化率的目的，所述参考曲线表示得到的球化率已知的另一熔体的对应热分析。

本发明还涉及一种制造蠕墨铸铁的方法，包括以下步骤：提供包含预定量的碳、镁、平衡铁和无法避免的杂质的熔体；在模具中对熔体的至少一部分进行铸造；以及根据本发明的分析方法在铸造熔体的冷却期间对铸造熔体进行热分析。

本发明还涉及：一种计算机程序，所述计算机程序包括当该程序在计算机上运行时用于执行本发明的分析方法的所有步骤的程序代码装置；一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在计算机可读介质上的、当该程序产品在计算机上运行时用于执行本发明的分析方法的所有步骤的程序代码装置；以及一种用于实施本发明的分析方法的计算机系统，所述计算机系统包括可操作以运行根据本发明的计算机程序的处理器。

背景技术

铸铁是通过石墨颗粒的形状来区分的。灰铸铁的特征在于随机取向的石墨片，而球墨铸铁中的石墨作为个体球体而存在。CGI中的石墨颗粒与灰铸铁中的一样是随机取向且伸长的，但所述石墨颗粒较短、较厚且具有圆形边缘。

与灰铸铁或球墨铸铁相比，纠缠的蠕墨团簇将自身互锁到铁基体中从而提供强粘附力。该石墨形状抑制裂纹萌生和传播，且是相对于灰铸铁的提高的机械性质和相对于球墨铸铁的改进的热导率两者的根源。CGI的这些有利性质已使CGI成为适用于内燃机(尤其是柴油机)的汽缸体的材料。高钛含量的CGI还由于非常好的热导率和高温强度而常用于排气歧管和动力转向泵部件中。

蠕墨铸铁的石墨微结构是以球化率百分比来表示的。为了同时优化机械性质、铸造性、切削加工性和热导率，应在铸造的所有性能关键部分中将石墨控制在0到20％的球化率规格范围内(超过80％的石墨颗粒必须呈蠕墨/蠕虫状石墨的形式)。片状石墨是不允许的。通过所谓的图表比较技术或通过图像分析可对球化率百分比和铁素体/珠光体基体结构进行评价，其中图表比较技术与图像分析两者是标准化的，且对于本领域的普通技术人员来说，是众所周知的。

在本技术领域中众所周知的是，在铁熔体中作为合金元素的镁的含量对于铸造材料和得到的CGI微结构中的球粒的形成来说是至关重要的。然而，不仅Mg，而且其它合金元素也参与到导致CGI的产生的过程中。例如，在镁处理之后的石墨球化率受低的初始硫含量的影响，且这反过来可在处理的铁中以较低残余镁导致球墨形成。因此，对于相同的镁添加量，提高硫添加量可为对于给定熔体促进CGI的形成的一种可能方式。然而，应意识到，镁仍被视为获得CGI的关键元素，且Mg含量的精细校准是影响CGI的形成的非常有效的方式。

当要预测球化率且借助于镁的添加来控制球化率时，硫和氧的量对于将会需要的镁的量起重要作用。通常，熔体中的硫含量可通过其精确添加来控制。另一方面，氧的含量不是那么容易控制或监控。因此，对于将需要多少镁以获得特定球化率，将始终存在一定程度的不确定性。

为了预测特定熔体的球化率，现有技术提出多种不同方法。一种这样的方法由Y.X.Li、Q.Wang公开；J.Mat.Proc.Tech.161(2005年)第430到434页，“Intelligent evaluation of melt iron quality bypattern recognition of thermal analysis cooling curves”。该方法是基于以下假设：具有相同冷却曲线(即，针对时间对铸造熔体的温度进行绘图的曲线)和熔体组成的两种熔体也将导致相同微结构。由Li和Wang所呈现的方法是曲线相似性的计算，其中绘制的曲线和至少一条参考曲线的比较包括对预定时间的温度差的测量和所述曲线的曲线形状的比较，以及对通过所述比较获得的差异一起进行加权以给出差异值Ω，所述球化率的预测基于该差异值Ω。然而，该方法未考虑可能存在以下方面的变化：a)熔体的初始(浇注)温度，b)耐热熔杯填充比，以及c)相互比较的两个铸件之间的碳当量(熔体的碳当量被表示为CE＝C+Si/4+P/2，或者作为替代，被表示为CE＝C+(Si+P)/3，其中C是碳的质量％，Si是硫的质量％，且P是磷的质量％)。然而，本发明人已认识到，由于所述变化，即使如用Li和Wang的方法分析的具有相当不同的Ω曲线也可导致非常相似或几乎相同的球化率的铁。

本发明的目标

本发明的目标是呈现一种分析铁熔体的替代方法，以及一种借助于所述分析方法来制造蠕墨铸铁的替代方法，与现有技术相比，借助于所述分析铁熔体的替代方法获得了对铸造熔体的球化率的改进的预测。

发明内容

根据本发明的第一方面，通过用于分析铁熔体的初始定义的方法来实现本发明的目标，该方法的特征在于，沿与温度间隔T₁到T₂相对应的时间间隔t₁到t₂的所述曲线中的每一个进行所述比较，基于所述比较对球化率进行预测，其中T₁在T_Estart到T_Emin的范围内，其中T_Estart是熔体中开始形成石墨的温度，且T_Emin是熔体中开始共晶再辉之前的最小温度，且T₂在T_solidus到(T_solidus-20℃)的范围内，且将所述曲线中的其它时间间被从所述比较中排除。已发现，给定的范围t₁到t₂对分析作出显著贡献，且所述范围之外的曲线的其它区域可由于分析的熔体与参考熔体之间的碳当量的差异而对计算的Ω值作出重要贡献，然而，计算的Ω值对球化率来说没先前预期的那样重要。通过从分析中消除所述其它范围，由此考虑不同碳当量的影响，且因此从分析中排除由于这种差异而导致的计算的Ω的差异。

根据本发明的第二方面，借助于初始定义的用于分析铁熔体的方法来实现本发明的目标，该方法的特征在于，将所述曲线中的任何一个与时间因子相乘，使得被表示为t₂减去t₁的曲线的长度变得相同。由于铸造条件的差异(通常为耐热熔杯填充比的差异)，从铸造开始到当熔体已凝固且达到某温度时的铸造结束的总时间可在分析的熔体与参考熔体之间变化，从而对不代表两种熔体之间的实际差异的不正确的高Ω值作出贡献。借助于在此提出的措施，由不同铸造条件导致的对Ω值的贡献因此被消除或至少受到抑制。

根据本发明所述第二方面的优选实施方式，沿与温度间隔T₁到T₂相对应的时间间隔t₁到t₂的所述曲线中的每一个进行所述比较，基于所述比较对球化率进行预测，其中T₁在T_Estart到T_Emin的范围内，其中T_Estart为熔体中开始形成石墨的温度，且T_Emin为熔体中开始再辉之前的最小温度，且T₂在T_solidus到(T_solidus-20℃)的范围内，且将所述曲线中的其它时间间隔从所述比较中排除。因此，这是第一方面和第二方面的组合。通过第一方面和第二方面的组合，对分析中碳当量以及耐热熔杯填充比的变化进行补偿，且避免通过这种变化导致的对计算的Ω值的有害影响。

根据本发明的一个实施方式，T₂在T_solidus到(T_solidus-10℃)的范围内，且根据优选实施方式，T₂为T_solidus。已发现，由达到T_solidus之后的时间范围的不同铸件之间的差异对Ω值的贡献未对分析结果有任何特定改进，而是可对分析结果具有负面影响。因此，优选不使分析基于反映已达到T_solidus之后的时间的绘制的曲线的部分。

根据一个实施方式，T₁为T_Emin。选择该点作为比较间隔的开始点的优点在于，在绘制的曲线中可合理容易地检测到该点，并且如上文已描述，直到该点，分析的熔体与任何参考熔体的绘制的曲线之间的可能差异对于球化率的预测来说较不重要。

根据又一个实施方式，T₁为T_Estart。应注意，如在绘制的曲线中沿着时间轴所见，T_Estart实际上非常接近T_Emin。因此，在抑制碳当量的变化的效果方面该技术效果与将T_Emin作为开始点的技术效果相比不会有太大的不同。类似于T_Emin，T_Estart也具有相对容易地在铸铁的典型热分析曲线上被检测到的优点。T_Estart是由温度的一阶导数中的局部最小值定义的，且由温度的为零(即，定义拐点)的二阶导数定义。借助于多项式适应性数据，相对容易检测到该拐点。

根据本发明的一个实施方式，将所述绘制的曲线和所述参考曲线中的任何一个沿着其时间轴移位，使得对于两条曲线来说，t₁相等。换句话说，对曲线中的至少一条沿着时间轴移位，使得参考曲线的t₁沿着时间轴位于与绘制的(且分析的)曲线的t₁相同的位置处。因此，留意以下事实，分析的熔体和参考熔体的初始(浇注)温度可存在差异，且相应样品出现T_Emin或T_Estart的时间可不同，且最初，曲线的t1因此沿着时间轴相对于彼此而转移。优选地，在确立间隔t₁到t₂之后进行该步骤，根据本发明的教导，通过所述间隔t₁到t₂使分析的熔体和参考熔体的曲线彼此相适应。有利地，该步骤之后是将所述曲线中的任何一条与时间因子相乘使得被表示为t₂减去t₁的曲线的长度变得相同的步骤。

根据本发明的一个实施方式，将所述绘制的曲线与具有不同最终球化率的熔体的多条不同参考曲线进行比较，且将预测的球化率选择为被定义为与绘制的曲线差异最小的参考曲线的已知球化率。该技术在如下情况下是有利的：存在大量供比较的参考曲线，使得存在发现与分析的熔体的曲线非常相似的曲线的相当好的机会。曲线之间的差异的实际确定可为适用于以计算机程序实施的任何一种。替代地，该实际确定可为优选由任何有经验的操作员进行的目测确定。

根据一个实施方式，绘制的曲线与所述至少一条参考曲线的比较包括预定时间的温度差的测量、和所述曲线的曲线形状的比较，以及对通过所述比较而获得的差异一起加权以便给出差异值Ω，所述球化率的预测基于该差异值Ω。

根据一个实施方式，以质量％为单位，所述熔体由以下组成：

平衡Fe和无法避免的杂质。具有这种成分的熔体有利于制造具有对于许多应用来说将可接受且有利的球化率和其它机械性质的蠕墨铸铁的目的。

优选地，被表示为CE＝C+Si/4+P/2的熔体的碳当量在4.0％到4.4％的范围内，其中C是碳的质量％，Si是硫的质量％，且P是磷的质量％。

本发明的目标还借助于用于制造蠕墨铸铁的初始定义的方法来实现，该方法的特征在于，作为对在预定范围外的预测的球化率的响应，改变所述熔体尚未铸造的剩余部分中的球化率影响剂的含量，或作为对在预定范围外的预测的球化率的响应，改变第二熔体中的球化率影响剂的含量，所述第二熔体的特性关于组成、铸造温度和碳当量而与铸造熔体的特性相对应。换句话说，在制造过程中利用根据本发明的分析，其中熔体中的球化率影响剂的含量是基于对被进行分析的熔体的球化率预测来控制的。术语“球化率影响”还可称为“蠕化率影响”。

优选地，将在熔体的所述剩余部分中或在所述第二熔体中的所述球化率影响剂的含量改变到如下这样的水平：使得现包含所述更改的含量的球化率影响剂的熔体的预测的球化率在所述预定范围内。可基于来自其它参考熔体的先前数据或借助于预测期望的量所借助的任何适当计算方法来决定将多少球化率影响剂添加到熔体。可能地，或甚至优选地，在所述球化率影响剂的添加之后，根据本发明的教导进行进一步的试验铸造与热分析，以便确立是否已获得在所述预定范围内的需要的球化率。如果需要，则进行所述球化率影响剂的进一步调整，接着再进行试验铸造与分析，直到获得在所述范围内的预测的球化率。

根据一个实施方式，所述球化率影响剂为镁Mg。含量可响应于球化率预测的结果而改变的其它可能的球化率影响剂为铈、钙和/或钛。通常，添加球化率影响剂以便提高球化率。然而，如果球化率过高，则可添加抑制球粒产生或抵消例如Mg的球化率影响效果的球化率影响剂。

根据再一个实施方式，如果球化率低于预定阈值，则增加所述熔体中的Mg的量。

本发明还涉及一种计算机程序，所述计算机程序包括当所述程序在计算机上运行时用于执行本发明的分析方法的一个或更多个步骤、优选所有步骤的程序代码装置。

本发明还涉及一种计算机程序产品，所述一种计算机程序产品包括存储在计算机可读介质上的、当该程序产品在计算机上运行时用于执行本发明的分析方法的一个或更多个步骤、优选所有步骤的程序代码装置。

此外，本发明还涉及一种用于实施本发明的分析方法的计算机系统，所述计算机系统包括可操作以运行根据本发明的计算机程序的处理器。

本发明的其它特征和优点将呈现在本发明的实施例的以下详细描述中。

附图说明

下面将参照附图对本发明的实施方式进行更详细地描述，其中：

图1是呈现球化率影响剂(通常为Mg)的含量对球化率的示意图，

图2是示出根据现有技术教导的冷却曲线的形状识别的原理的图。

图3示出具有导致不同的总凝固时间的不同初始温度的两条冷却曲线。

图4示出具有导致不同液相线温度(TL)的不同碳当量的两种熔体。

图5是示出本发明的分析方法的基本原理的图，

图6是示出不同熔体的分析结果的图，其中关于参考熔体针对所计算的Ω对所述熔体的球化率进行了绘图。

图7是模制铁的试验样品的形状的示意图。

图8是示出根据本发明的一个实施方式的两条曲线的比较的图，

图9是示出根据本发明的另一个实施方式的两条曲线的比较的另一个图，

图10是示出两条曲线的比较的图，以及

图11是示出未应用本发明的基本步骤的情况下的两条曲线的比较的图。

具体实施方式

图1是示出特定球化率影响剂(在图1中称为“改性元素”，通常为镁)的含量如何影响铸铁的微结构的原理的图式，其中在该铸铁中，所述球化率影响剂形成合金元素。FG代表片状石墨，CG代表蠕墨，且SG代表球墨。蠕墨铸铁的石墨微结构是以球化率百分比来表达的。根据本发明的优选实施方式，为了同时优化机械性质、铸造性、切削加工性和热导率，石墨应在铸造的所有性能关键部分中被控制在0到30％的球化率规格范围内、优选0到20％的球化率规格范围内(超过80％的石墨颗粒应呈蠕墨/蠕虫状石墨的形式)。根据本发明，片状石墨是不允许的。对于其中将镁用作唯一的或至少主要的影响球化率的影响剂的铁的特定实例来说，获得0到20％的球化率的镁的有效范围相当窄，通常在0.008质量％到0.014质量％的Mg的范围内。

根据本发明的一般概念，提出一种分析用于制造蠕墨铸铁的铁熔体的方法，包括以下步骤：从包含预定量的碳、镁、平衡铁和无法避免的杂质的铸造熔体的冷却中接收热数据；针对时间对铸造熔体的温度进行绘图，使得产生绘制的时间-温度曲线；以及将产生的绘制曲线与至少一条参考曲线进行比较，以用于基于所述曲线之间的差异来预测铸造熔体的球化率的目的，所述参考曲线表示其得到的球化率已知的另一熔体的对应热分析。优选地，将该分析方法应用于制造蠕墨铸铁的方法中，该制造方法包括以下步骤：提供包含预定量的碳、镁、平衡铁和无法避免的杂质的熔体；在模具中对熔体的至少一部分进行铸造；以及根据本发明在铸造熔体的冷却期间对铸造熔体进行热分析，其中作为对在预定范围外的预测的球化率的响应，改变所述熔体尚未铸造的剩余部分中的球化率影响剂的含量，或作为对在预定范围外的预测的球化率的响应，改变第二熔体中的球化率影响剂的含量，所述第二熔体的特性关于组成、铸造温度和碳当量而与铸造熔体的特性相对应。

本发明的分析方法是基于以下假设：具有相同冷却曲线(即，其中针对时间对铸造熔体的温度进行绘图的曲线)和熔体组成的两种熔体也将产生相同的微结构。图2是曲线相似性的计算的图，其中所绘制的曲线和至少一条参考曲线的比较包括预定时间(增量)的温度差的测量和所述曲线的曲线形状的比较，以及对通过所述比较获得的差异一起进行加权以给出差异值Ω，所述球化率的预测基于该差异值Ω。根据本发明的一个实施方式，将这些原理用于差异值Ω的计算以进行试验熔体的球化率的预测。然而，如稍后将公开地，本发明与现有技术的不同之处在于，本发明提出对在其上实施所述分析方法的曲线进行特定调整。

在图2中，t_s是铸造的开始时间，t_f表示铸造的结束，例如，当从铸造开始起已经过了给定的时间且相应曲线的温度指示两种铸件已达到固相线温度且因此处于完全凝固状态时。T为温度。

由在图2中比较的曲线，如下计算两条曲线之间的总温度差S：

$s={\[\frac{\mathrm{\Σ}{(\mathrm{\Δ}Ti-\mathrm{\Δ}T)}^2}{n-1}\]}^{1/2}$

其中

ΔTi＝Ti-Ti

且

ΔT＝(ΣΔTi)/n

且其中：

i是时间步骤，通常是1到n的整数

n是步骤的总数

Ti是所分析的曲线在时间t_i时的熔体的温度

T'i是参考曲线在时间t_i时的熔体的温度。

最终，根据下式(下文中称为式I)计算差异值Ω。

$\mathrm{\Ω}=\[\frac{\mathrm{\Σ\ΔTi}}{n}\]+S$

所获得的差异值Ω用于预测试验熔体的球化率。优选地，将多条参考曲线用于与实验熔体的比较，所述多条参考曲线表示具有在所要求的预定范围内以及所要求的预定范围外的得到的球化率的熔体。当Ω关于所述参考曲线中的任一条接近零时，试验熔体的球化率预期约为该参考熔体的球化率。这在图6中可以看出，图6示出不同熔体的分析的结果，其中关于参考熔体针对所计算的Ω对所述熔体的球化率进行了绘图。

然而，根据现有技术，上述方法没有考虑可存在以下方面的变化：a)熔体的初始(浇注)温度，b)耐热熔杯填充比，以及c)相互比较的两个铸件之间的碳当量。图3是具有导致不同的总凝固时间的不同初始温度的两条冷却曲线(称为TC1和TC2)的图，且图4是具有导致不同液相线温度(TL)的不同碳当量的两种熔体的图(其冷却曲线被称为TC1和TC3)。如果未关于这些差异对曲线进行调整，那么差异值Ω将变得不合理地高，且因此不代表实验熔体的实际球化率。这解释以下事实：在表示根据现有技术的球化率预测的图6中，存在虽然差异值Ω相当高，但球化率的差实际上非常小的多个实例。本发明人已认识到，曲线存在对于参考熔体与试验熔体之间的实际球化率差来说较不相关的部分。

因此，根据本发明的优选实施方式(由图5中的实施例表示)，提出在根据上述原理进行差异值Ω的计算之前采取以下措施：

1.在t₁处切割曲线，根据优选的实施方式t₁等于T_Emin，其中T_Emin是熔体中开始再辉之前的最小温度。对于本领域的普通技术人员来说，T_Emin相对容易检测到。或者，t₁等于T_Estart，T_Estart是熔体中开始形成石墨的温度。对于本领域的普通技术人员来说，T_Estart也相对容易检测到。因此，借助于以上定义的计算差异值Ω的方法，将从t₀到t₁的时间间隔从两条曲线的后续比较中排除。继在t₁处切割曲线之后，还在t₂处切割曲线，其中t₂对应于相应曲线达到约为T_solidus的温度T₂的时间。因此，借助于以上定义的计算差异值Ω的方法，将从t₂到热分析的结束(其取决于已允许进行温度绘图的时间有多长而可以为室温)的时间间隔从两条曲线的后续比较中排除。

2.将曲线中的一条沿着时间轴移位，使得对于要比较的两条曲线来说，在t₁处的温度近似相同(沿着曲线的时间轴位于相同位置处)。由此，对原始未经调整的曲线所呈现的可能不同的初始温度进行了补偿。

3.拉伸剩余曲线(所述曲线现从t₁延伸到t₂)中的任一条，使得表示t₂减去t₁的曲线的长度变得相同。通过将曲线中的任一条与因子相乘进行拉伸，使得所述长度变得相同。由此，对铸造条件(尤其为耐热熔杯填充比)的差异进行补偿。

在已进行曲线的上述调整之后，根据以上参照图2描述的原理对曲线进行比较。以这种方式，将绘制的曲线与具有不同的(且已知的)最终球化率的熔体的多条不同参考曲线进行比较，且将预测的球化率选择为被定义为与绘制的曲线差异最小的参考曲线(即，差异值Ω最小的曲线)的已知球化率。

根据本发明的实施方式，对特定熔体的球化率的上述分析和预测形成用于制造蠕墨铸铁的方法的一部分。根据本发明的一个实施方式，所述方法包括以下步骤：提供包含预定量的碳、镁、平衡铁和无法避免的杂质的熔体；在模具中对熔体的至少一部分进行铸造；以及根据上述教导在铸造熔体的冷却期间对铸造熔体进行热分析且预测铸造熔体的球化率。此后，根据前述教导(其中球化率优选是根据ISO16112:2006附录B来估算的)，作为对在预定范围(所述范围优选为0到30％的球化率，且更优选为0到20％的球化率)外的预测的球化率的响应，改变所述熔体尚未铸造的剩余部分中的球化率影响剂的含量。或者，作为对在预定范围(0到30％的球化率或0到20％的球化率)外的预测的球化率的响应，改变第二熔体中的球化率影响剂的含量，所述第二熔体的特性关于组成、铸造温度和碳当量而与铸造熔体的特性相对应。优选地，含量被更改的球化率影响剂为镁。如果预测到球化率不足(即，蠕虫状石墨的量不足)，那么将镁添加到熔体以获得充足的球化率。为了确保球化率影响剂的含量调整了的熔体将具有在所述预定范围内的预测的球化率，可根据本发明以上定义的方法对熔体进行进一步的试验铸造与热分析。球化率影响剂的增加程度是基于关于所述球化率影响剂的一定添加将对球化率有多大影响的先验知识来确定的。

根据本发明的优选实施方式，以质量％为单位，所述熔体由以下组成：

平衡Fe和无法避免的杂质。被表示为CE＝C+Si/4+P/2的熔体的碳当量在4.0％到4.4％的范围内，其中C是碳的质量％，Si是硫的质量％，且P是磷的质量％。优选地，但不一定，使参考曲线得以呈现且根据本发明的教导使熔体与之比较的熔体也具有在上文定义的范围内的组成。

实施例

在具有4吨的熔化能力的中频类型的感应炉中制备具有根据表1的组成(以质量％为单位)的熔体。用0.1％的Inobar和0.02％的RE(稀土)对熔体进行孕育。借助于分光计来测量相应熔体的组成。Cekv是相应熔体的碳当量，被表示为CE＝％C+％Si/4+％P/2。

表1

试验编号	C	Si	Mn	P	S	Cr	Ni	Mo	Cu	Sn	Ti	Mg	Cekv
														1	3.67	2.20	0.38	0.005	0.009	0.03	0.02	0.01	0.96	0.059	0.02	0.009	4.22
2	3.80	2.28	0.36	0.006	0.010	0.03	0.02	0.01	0.91	0.056	0.022	0.010	4.37
														3	3.61	2.22	0.36	0.005	0.008	0.03	0.02	0.01	0.92	0.061	0.022	0.009	4.17
4	3.72	2.22	0.40	0.005	0.011	0.03	0.02	0.01	0.96	0.059	0.02	0.010	4.27
														5	3.59	2.25	0.35	0.005	0.011	0.03	0.02	0.01	0.94	0.062	0.02	0.009	4.15
6	3.62	2.23	0.38	0.006	0.010	0.04	0.02	0.01	0.94	0.059	0.02	0.009	4.18
														7	3.69	2.23	0.37	0.006	0.009	0.03	0.02	0.01	0.96	0.061	0.02	0.012	4.25
8	3.65	2.26	0.38	0.006	0.010	0.04	0.02	0.01	0.93	0.060	0.023	0.012	4.21
														9	3.68	2.26	0.38	0.006	0.010	0.04	0.02	0.01	0.93	0.060	0.022	0.012	4.21
11	3.71	2.02	0.38	0.007	0.011	0.04	0.02	0.01	0.89	0.047	0.014	0.009	4.21
														12	3.70	2.02	0.41	0.008	0.011	0.04	0.02	0.01	0.88	0.048	0.015	0.009	4.21
13	3.64	2.04	0.42	0.007	0.011	0.04	0.02	0.01	0.87	0.048	0.015	0.008	4.15
														14	3.67	1.98	0.38	0.007	0.009	0.04	0.02	0.01	0.88	0.048	0.014	0.007	4.16
15	3.69	2.05	0.41	0.008	0.010	0.04	0.02	0.01	0.88	0.048	0.015	0.010	4.20
														16	3.67	2.04	0.40	0.008	0.010	0.04	0.02	0.01	0.88	0.048	0.015	0.009	4.15
21	3.74	2.10	0.36	0.005	0.008	0.03	0.03	0.01	0.87	0.043	0.009	0.012	4.26
														22	3.66	2.08	0.36	0.005	0.008	0.03	0.03	0.01	0.87	0.041	0.009	0.010	4.18
23	3.76	1.93	0.33	0.005	0.009	0.03	0.03	0.01	0.86	0.036	0.006	0.004	4.24
														24	3.70	1.97	0.36	0.005	0.009	0.03	0.03	0.01	0.87	0.041	0.009	0.004	4.19
25	3.73	2.10	0.36	0.02	0.010	0.06	0.02	0.01	0.82	0.041	0.010	0.015	4.25
														26	3.75	2.13	0.36	0.005	0.010	0.03	0.03	0.01	0.86	0.040	0.009	0.014	4.28
31	3.78	2.24	0.42	0.005	0.011	0.03	0.03	0.01	0.87	0.050	0.010	0.021	4.31
														33	3.72	2.02	0.39	0.005	0.011	0.03	0.03	0.01	0.88	0.051	0.008	0.005	4.22
34	3.69	2.03	0.38	0.005	0.011	0.03	0.03	0.01	0.88	0.049	0.008	0.005	4.20
														35	3.76	2.04	0.38	0.005	0.010	0.03	0.03	0.01	0.89	0.051	0.008	0.008	4.27
41	3.72	2.04	0.38	0.005	0.009	0.03	0.03	0.01	0.88	0.073	0.010	0.008	4.23

通过在模具中对相应熔体进行铸造而制造表1中所呈现的试验熔体的样品，该模具具有模穴，该模穴产生具有阶梯状几何结构(如图7所呈现)、具有在范围8mm到70mm的范围(从最薄梯级到最厚梯级)内的厚度的样品。

在铸造熔体的冷却期间，借助于K型热电偶(QuiK-Cup(制造商为Heraeus Electro-Nite))对与时间相对的熔体的温度进行测量，并且进行绘图。采样率为1Hz，且借助于多项式拟合对获得的曲线图进行平滑化。

根据ISO 16112:2006附录B(用于球化率估算的标准方法)估算各个样品的球化率。

通过得到的样品的时间-温度曲线图的比较和根据上文呈现的方程式的Ω值的计算，以及根据本发明的原理(即，根据图5中所示的上述步骤1、2和3的两条比较的曲线中的一条的切割、移位和拉伸)，对样品进行相互比较。在T_Emin处以及T_Estart处进行了切割，以用于比较它们在计算的Ω值上产生的不同的目的。还可在未进行所述步骤中的任一个步骤的情况下对样品进行比较。

图8是样品11和14(两者具有16％的球化率)的比较的图，通过该图根据本发明的原理对曲线进行了切割、移位和拉伸。在T_Emin处和T_solidus处进行了切割。Ω是借助于前面提及的式I来计算的。得到的Ω值低达1.3，因此表明球化率的差异非常小。

图9是样品11和14的比较的图，该图与图8所呈现的图的不同之处在于T₁是T_Estart。得到的Ω值是1.5。因此，Ω值仍相对低，表明对于比较的样品有相似的球化率，但不像由图8所示的情况一样低。如可假设的是，在T₁是T_Estart而不是T_Emin时获得的比较的范围的增大导致较高的Ω值。然而，差异相对小，表明可将T_Estart或T_Emin中的任一者用作T₁。

图10是样品11(具有16％的球化率)和25(具有46％的球化率)的比较的图。已通过根据本发明教导的切割、移位和拉伸对曲线图进行了处理，其中T₁是T_Emin且T₂是T_solidus。得到的Ω值高达5.6，这将与由样品11和14的比较而获得的对应Ω值1.3进行比较。因此，虽然已根据本发明的教导来对绘制的曲线进行了处理(特别地，已切割为进行比较的受限制的范围)，但显然，处理的曲线仍有效用于识别不同样品之间的球化率差异的目的。

图11是样品11和14(两者都具有16％的球化率)的比较的图。该比较与图8所呈现的比较的不同之处在于，未应用本发明的曲线处理步骤中的任一个。所得Ω值高达72.1。因此，显然，在缺少本发明提出的步骤1、2和3的情况下，对实际上具有相同球化率的样品也可获得非常高的Ω值。

将样品11与上文表1中所呈现的许多其它样品进行比较。应用本发明的步骤1、2和3，且根据先前呈现的式I计算样品11的Ω值。结果呈现在表2中。

表2

样品编号	Ω	Nod(QiuK-Cup)
			11	0,00	16
14	1,34	16
			15	1,42	13
16	1,52	12
			21	2.13	32
26	2,40	46
			13	2,56	10
22	2,88	28
			12	3,97	18
25	5,42	46
23	17,67	0
			24	22,64	0

从表2可总结出，当将样品11与具有与样品11相同的球化率的样品或球化率接近样品11的球化率的样品进行比较时，本发明导致低Ω值，而当与球化率显著不同于样品11的球化率的样品进行比较时，获得了较高Ω值。因此，本发明能够相当精确地估算球化率，且导致非误导的估算，这种误导原本是由于所比较的曲线的现已根据本发明的教导通过切割来消除的部分的因素而引起的，而根据现有技术的对应估计会产生这种误导。然而，虽然与现有技术相比本发明使用冷却数据的精简的部分，但导致比较的样品之间的球化率的差异的检测。

应理解，上述实施例仅以实例方式来呈现，且所主张的保护范围不限于此，而是由通过说明书和附图支持的附属权利要求书中确定的保护范围限定。

Claims (19)

1.一种分析用于制造蠕墨铸铁的铁熔体的方法，包括步骤：

-从包含预定量的碳、镁、平衡铁和无法避免的杂质的铸造熔体的冷却中接收热数据，

-针对时间对所述铸造熔体的温度绘图，使得产生绘制的时间-温度曲线，

-将产生的绘制的曲线与至少一条参考曲线进行比较，以用于基于所述曲线之间的差异来预测所述铸造熔体的球化率的目的，所述参考曲线表示得到的球化率已知的另一熔体的对应热分析，

其特征在于，沿与温度间隔T₁到T₂相对应的时间间隔t₁到t₂的所述曲线中的每一个进行所述比较，基于所述比较对所述球化率进行预测，其中T₁在T_Estart到T_Emin的范围内，其中T_Estart为所述熔体中开始形成石墨的温度，且T_Emin为所述熔体中开始共晶再辉之前的最小温度，且T₂在T_solidus到(T_solidus-20℃)的范围内，且将所述曲线中的其它时间间隔从所述比较中排除。

2.一种分析用于制造蠕墨铸铁的铁熔体的方法，包括步骤：

-从包含预定量的碳、镁、平衡铁和无法避免的杂质的铸造熔体的冷却中接收热数据，

-针对时间对所述铸造熔体的温度进行绘图，使得产生绘制的时间-温度曲线，

-将产生的绘制的曲线与至少一条参考曲线进行比较，以用于基于所述曲线之间的差异来预测所述铸造熔体的球化率的目的，所述参考曲线表示得到的球化率已知的另一熔体的对应热分析，

其特征在于，将所述曲线中的任何一个与时间因子相乘，使得被表示为t₂减去t₁的所述曲线的长度变得相同。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，沿与温度间隔T₁到T₂相对应的时间间隔t₁到t₂的所述曲线中的每一个进行所述比较，基于所述比较对所述球化率进行预测，其中T₁在T_Estart到T_Emin的范围内，其中T_Estart为所述熔体中开始形成石墨的温度，且T_Emin为所述熔体中开始共晶再辉之前的最小温度，且T₂在T_solidus到(T_solidus-20℃)的范围内，且将所述曲线中的其它时间间隔从所述比较中排除。

4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，T₂在T_solidus到(T_solidus-10℃)的范围内。

5.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，T₂为T_solidus。

6.根据权利要求1、3、4或5中任一项所述的方法，其特征在于T₁为T_Emin。

7.根据权利要求1、3、4或5中任一项所述的方法，其特征在于T₁为T_Estart。

8.根据权利要求1到7中任一项所述的方法，其特征在于，将所述绘制的曲线和所述参考曲线中的任何一条沿着其时间轴移位，使得对于所述两条曲线来说，t₁相等。

9.根据权利要求1到8中任一项所述的方法，其特征在于，将所述绘制的曲线与具有不同最终球化率的熔体的多条不同参考曲线进行比较，且将预测的球化率选择为被定义为与绘制的曲线差异最小的所述参考曲线的已知球化率。

10.根据权利要求1到8中任一项所述的方法，其特征在于，绘制的曲线和所述至少一条参考曲线的所述比较包括：预定时间的温度差的测量、和所述曲线的曲线形状的比较，以及对通过所述比较获得的差异一起进行加权以便呈现差异值Ω，所述球化率的所述预测基于所述差异值Ω。

11.根据权利要求1到10中任一项所述的方法，其特征在于，以质量％为单位，所述熔体由以下组成：

平衡Fe和无法避免的杂质。

12.根据权利要求1到11中任一项所述的方法，其特征在于，被表示为CE＝C+Si/4+P/2的所述熔体的碳当量在4.0％到4.4％的范围内，其中C是碳的质量％，Si是硫的质量％，且P是磷的质量％。

13.一种制造蠕墨铸铁的方法，包括步骤：

-提供包含预定量的碳、镁、平衡铁和无法避免的杂质的熔体，

-在模具中对所述熔体的至少一部分进行铸造，以及

-根据权利要求1到12中的任一项在所述铸造熔体的冷却期间对所述铸造熔体进行热分析，其特征在于

-作为对在预定范围外的预测的球化率的响应，改变所述熔体尚未铸造的剩余部分中的球化率影响剂的含量，或

-作为对在预定范围外的预测的球化率的响应，改变第二熔体中的球化率影响剂的含量，所述第二熔体的特性关于组成、铸造温度和碳当量而与所述铸造熔体的特性相对应。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，将在所述熔体的所述剩余部分中或在所述第二熔体中的所述球化率影响剂的含量改变成如下这样的水平：使得基于所述球化率影响剂的所述改变的含量的预测的球化率在所述预定的范围内。

15.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述球化率影响剂为镁Mg。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，如果所述球化率低于预定阈值，则增加所述熔体中的Mg的量。

17.一种计算机程序，所述计算机程序包括当所述程序在计算机上运行时用于执行权利要求1到12中任一项的所有步骤的程序代码装置。

18.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在计算机可读介质上的、当所述程序产品在计算机上运行时用于执行权利要求1到12中任一项的所有步骤的程序代码装置。

19.一种用于实施权利要求1到12中任一项所述的方法的计算机系统，所述计算机系统包括可操作以运行根据权利要求17所述的计算机程序的处理器。