CN117250220B - 一种铁水热分析方法及装置 - Google Patents

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Abstract

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。

Description

一种铁水热分析方法及装置
技术领域
本发明属于铸铁热分析技术领域,尤其涉及一种铁水热分析方法及装置。
背景技术
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。
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。
发明内容
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。
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:
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。
进一步地,根据冷却曲线确定铁水的白口共晶温度包括:
确定冷却曲线上的检测区间;
获取检测区间对应的温度序列;
根据温度序列中的温度数据确定白口共晶温度。
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:
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;
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。
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:
在冷却曲线上选择白口共晶温度之前的曲线段;
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。
进一步地,白口碳当量计算方法为:
CE=4.51239+0.081×(%C-1.23×%Si-3×%P),
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。
进一步地,根据白口碳当量计算出第一共晶度的方法为:
Sc1=%C/(CE-(%Si+%P)/3),
其中,Sc1表示第一共晶度。
进一步地,白口硅含量的计算方法为:
%Si = 86.79-0.0566×TL-0.07016TE-2.45×%P,
其中,TL表示奥氏体开始析出温度,TE表示白口共晶温度。
进一步地,白口碳含量的计算方法为:
%C =0.0178×TE-0.0084×TL-6.51,
其中,TL表示奥氏体开始析出温度,TE表示白口共晶温度。
本发明的另一种技术方案:一种铁水热分析装置,包括:
获取模块,用于获取白口样杯中铁水的温度序列;
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;
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;
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。
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。
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。
附图说明
图1为本发明实施例一种铁水热分析方法的流程图;
图2为本发明实施例中白口冷却曲线示意图;
图3为本发明实施例中最大相同数值法的流程图;
图4为本发明实施例中球化孕育后的灰口冷却曲线示意图;
图5为本发明实施例中白口冷却曲线中奥氏体开始析出温度的确定方法流程图;
图6为本发明实施例中灰口冷却曲线中TL值确定流程图;
图7为本发明实施例中亚共晶状态的铁水冷却曲线对比示意图;
图8为本发明实施例中共晶状态的铁水冷却曲线对比示意图;
图9为本发明实施例中一种铁水热分析装置的结构示意图。
实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
在现有热分析设备中,测量白口共晶温度TE时,大都是通过温度差小于参数阈值且该状态的持续时间大于时间阈值的条件来确定,该过程中就涉及了两个阈值,阈值是根据经验人为主观设定的,这种方式会带来一定误差。
另外,现有的热分析设备在测量出特征参数后,通过简单计算提出铁水调整的建议,调整的标准是Fe-C二元相图理论共晶点,尤其是在测量白口数据确定原铁水共晶度时,没有考虑铁水中硅的加入带来固相线和液相线的双重降低,存在原理性的误差,从而导致计算的白口碳当量有偏差,进一步导致目前使用的热分析仪共晶度确定存在一定误差,其具体原因在于采用二元Fe-C合金固定的理论共晶点进行计算,而忽略了硅对共晶点移动的影响。
也就是说,铁水热分析设备的作用是通过准确获得铁水冷却曲线上的特征参数发挥出来的。因此,如何获得更精确的特征参数是关键所在。白口样杯中铁水的冷却曲线上主要特征参数是奥氏体开始析出温度TL和白口共晶温度TE,它们共同决定了炉前原铁水的碳当量,尤其是TE和测量结果的硅含量密切相关。
本发明公开了一种铁水热分析方法,如图1所示,包括以下步骤:S110、获取白口样杯中铁水的温度序列;S120、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;S130、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;S140、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。
本发明通过结合白口共晶温度和奥氏体开始析出温度来计算白口碳含量、白口硅含量、白口碳当量、第一共晶度,再利用灰口温度曲线计算灰口碳含量、灰口硅含量和第二共晶度,最后根据两种共晶度差值来调整球化孕育过程。由于使用了更加准确的第一共晶度计算方法,可以大大提升铁水共晶度的准确性,为后续铁水的球化孕育过程提供参考,提升了浇注成形后铸件的质量。
铁水状态受到C、Si、Mn、S、P 多元素影响,尤其是硅元素对铁水固相线温度影响巨大,同时导致共晶点发生偏移,仅靠传统的共晶度计算方法不能够真实反应加入硅元素以后铁水的共晶度大小。例如随着铁水中硅元素含量的提高,固相线温度会越来越低,且共晶点持续向右移动,对应的碳当量会越来越大。由此可知,传统的共晶度计算方法计算出来的共晶度不准确。所以,本发明中基于Fe-C-Si相图液相线与固相线的交叉点为真实的共晶点来进行计算,同时有TL=1650-121×CE,TE=1104+9.8×(%C-1.23×%Si-3×%P)。
在一个实施例中,待原铁水熔化工序完成且白口样杯完成固定后,将铁水用勺子舀出,注入到白口样杯,通过白口样杯内部的热电偶采集铁水凝固过程中的温度值,温度采集模块可以获取样杯中的热电偶采集的温度值得到温度数据,并将温度数据输出至数字滤波模块,数字滤波模块通过五点三次平滑算法对温度数据进行数字滤波,并将滤波后的温度数据发送至冷却曲线绘制模块,冷却曲线绘制模块根据滤波后的温度数据绘制出冷却曲线,冷却曲线示意图如图2所示,其横坐标表示温度数据个数,纵坐标表示温度,最后将冷却曲线输出至显示模块。
根据冷却曲线确定铁水的白口共晶温度包括:确定冷却曲线上的检测区间;获取检测区间对应的温度序列;根据温度序列中的温度数据确定白口共晶温度。
具体的,根据温度序列中的温度数据确定白口共晶温度包括: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;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。
更为具体的,本发明实施例中选择最大相同数值法来确定TE,如图3所示,包括确定检测区间,获取温度序列,提取温度数据,当温度数据与前一时刻温度数据相等时,存入前一时刻温度数据所在数组,否则存入新的数组,最后选择温度数据最多的数组,提取温度值。
也就是说,首先确定检测区间,本发明实施例中以1110℃~1175℃为检测区间,然后提取该检测区间中的温度序列。温度序列包含了多个温度数据,每个温度数据包括温度值和时间,温度值即为某个时刻铁水的温度,时间为实际时间,可以是24小时制下的时刻,还可以是从测量开始时刻起算的某个时间点。
接着在温度序列中提取一个温度数据,比较该温度数据中的温度值与前一时刻的温度数据中的温度值,当两个温度值相等时,例如前一时刻的温度值为1135℃,当前的温度值也为1135℃,则将当前时刻的温度数据与前一时刻温度数据存储至同一数组中,同时该数组包含的温度数据的数量加1。如果当前温度值是1130℃,则将该温度数据存入一个新的数组,同时该数组包含的温度数据数量加1。当提取的是第一温度数据时,没有前一时刻温度数据与其比较,则直接创建一个新的数组。由于在该检测区间中,温度都是缓慢下降或保持不变的,所以只需要将当前温度值与前一时刻温度值进行比对即可,不需要与其他时刻的温度值进行比较。
接下来,如图5所示,读取白口冷却曲线,找到TE对应的位置点,读取首值到TE之间温度数值序列并计算一阶导数和二阶导数,在一阶导数序列和二阶导数序列上找出同时满足第一个二阶导数为零、一阶导数具有极值且一阶导数为凹函数的位置,选择该位置点对应的冷却曲线上的温度,即为TL。也就是说,根据冷却曲线确定铁水的奥氏体开始析出温度包括:在冷却曲线上选择白口共晶温度之前的曲线段;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。由于此时的铁水有很大几率是非共晶状态,所以可以通过曲线段的一阶导数来确定铁水状态,当满足上述条件时,铁水即为非共晶状态。
由于传统的热分析仪计算共晶度采用理论上的固定共晶点,没有考虑硅元素对固相线和液相线的双重影响,导致共晶度计算不准确,进而导致调整补加合金和球化孕育方面容易出现偏差,本发明考虑了硅元素对共晶移动的影响,使得炉前白口铁水测量出的碳当量和共晶度更加准确,为后续调整共晶度趋近于1的共晶状态提供了可靠的保证。
在本发明实施例中,采用新的方式计算铁水的白口碳含量、白口硅含量、白口碳当量和第一共晶度,根据白口共晶温度和奥氏体开始析出温度计算白口碳当量;根据白口共晶温度和奥氏体开始析出温度计算铁水的白口硅含量;根据白口共晶温度和奥氏体开始析出温度计算铁水的白口碳含量;基于白口碳含量和白口硅含量计算白口碳当量和第一共晶度。
具体的,白口硅含量计算方法为:
%Si = 86.79-0.00566×TL-0.07016×TE-2.45×%P,
其中,%Si表示白口硅含量,TE表示白口共晶温度,TE表示白口共晶温度。
白口碳含量计算方法为:
%C =0.0178×TE-0.0084×TL-6.51,
其中,C表示白口碳含量。
接下来,根据白口碳含量、白口硅含量计算铁水的白口碳当量:
CE=4.51239+0.081×(%C-1.23×%Si-3×%P),
其中,CE表示白口碳当量。
最后,根据白口碳当量计算第一共晶度:
Sc1=%C/(CE-(%Si+%P)/3),
其中,Sc1表示第一共晶度。
待原铁水球化孕育后,获取灰口样杯铁水的温度序列,根据灰口温度序列生成铁水的灰口冷却曲线,根据灰口冷却曲线获得一阶导数数值序列和二阶导数数值序列,并根据灰口冷却曲线确定铁水的灰口奥氏体开始析出温度、灰口共晶最低温度TEU和灰口共晶最高温度TER。从首值到灰口共晶最低温度TEU二阶导数全部为正的为共晶合金,二阶导数有负值存在的为亚共晶合金。
在一个实施例中,等到铁水和孕育处理后,对处理后的铁水进行检测,如图4所示,得到灰口冷却曲线,灰口冷却曲线上温度回升前的最低点且一阶导数等于零时即为灰口共晶最低温度TEU,灰口冷却曲线温度回升后最高点且一阶导数等于零时即为灰口共晶最高温度TER。
灰口冷却曲线中灰口奥氏体开始析出温度值的确定方法如图6所示,读取灰口冷却曲线,找到TEU对应的位置点,读取首值到TEU之间温度数值序列并计算一阶导数和二阶导数,在一阶导数序列和二阶导数序列上找出同时满足二阶导数为零、一阶导数绝对值最小且一阶导数为凹函数的位置,获取该位置对应的灰口冷却曲线上的温度,即为灰口奥氏体开始析出温度。
如图7所示,为亚共晶状态的铁水冷却曲线、一阶导数和二阶导数显示示意图,从图中可以看出二阶导数从首值到TEU之间存在负值区间。如图8所示,为共晶状态的铁水冷却曲线、一阶导数和二阶导数显示示意图,从图中可以看出二阶导数从首值到TEU之间不存在负值区间,全部为正值。此时,球化孕育后铁水共晶度Sc2=1。
决定凝固组织的浇注铁液共晶度(即Sc2)=第一共晶度+共晶增量(△Sc)。稳定了孕育效果就可以获得稳定的共晶度增量△Sc,获得了共晶度增量就可以确定原铁液的共晶度目标,按热分析仪测量原铁液提示的调整量就可以实现对原铁液共晶度的精准控制。控制住第一共晶度、控制住球化、孕育铁液的共晶度增量就控制了浇注铁液的共晶度、就控制住了凝固组织。
则第一共晶度Sc1和球化孕育后铁水共晶度Sc2之间的差值为球化和孕育处理过程中带入的共晶度增量△Sc,固定的球化和孕育处理工艺参数后△Sc相对稳定,△Sc=Sc2-Sc1。
球化和孕育处理最终的目标是希望Sc2=1,由于固定的球化和孕育处理工艺参数后△Sc相对稳定,则Sc1=Sc2-△Sc=1-△Sc。则通过调整熔炼状态控制好Sc1即可稳定生产共晶状态的球铁。
第一实施例:
熔炼炉熔化目标为QT450-10的铁水,待原铁水熔化工序完成后,白口样杯完成固定,将铁液用勺子从炉中舀出,注入连接测温第一通道的白口样杯,并通过白口样杯内部的热电偶采集铁水凝固过程中的温度值;温度采集模块可以获取白口样杯中的热电偶采集的温度值,得到温度数据并将其输出至数字滤波模块;数字滤波模块通过五点三次平滑算法对温度数据进行数字滤波,并将滤波后的温度数据发送至冷却曲线绘制模块;冷却曲线绘制模块根据滤波后的温度数据绘制出冷却曲线,并将冷却曲线输出至显示模块;同时计算模块根据滤波后的温度数据计算冷却曲线对应的一阶导数曲线和二阶导数曲线,并将冷却曲线、一阶导数曲线和二阶导数曲线显示在相同横坐标、不同纵坐标的同一坐标系中;借助一阶导数曲线和二阶导数曲线和冷却曲线之间的对应关系,能准确地确定白口样杯中铁水冷却曲线上的各特征参数。
采用本发明方法确定各个特征参数为:TE为1121℃,TL为1158℃,根据原料确定磷含量%P=0.033;
硅含量%Si = 86.79-0.00566×TL-0.07016×TE-2.45×%P =86.79-0.00566×1158-0.07016×1121-2.45×0.03=1.51;
碳含量:%C=0.0178×TE-0.0084×TL-6.51=3.72;
则白口碳当量:CE=4.51239+0.081×(%C-1.23×%Si-3×%P)
= 4.51239+0.081×(3.72-1.23×1.51-3×0.033)=4.656;
计算第一共晶度Sc1 =%C/(CE-(%Si+%P)/3)=0.90。
由于共晶状态的共晶度为Sc2=1,所以△Sc=Sc2-Sc1=1-0.9=0.1,找到球化、孕育条件下的共晶度增量△Sc能够达到0.1的球化孕育方案进行球化和孕育过程,然后测量灰口冷却曲线,采用上述灰口方法确定灰口冷却曲线上各个特征参数如下:灰口TL=1141℃,灰口共晶最低温度TEU =1141℃,灰口共晶最高温度TER=1147℃。
根据测得的灰口冷却曲线温度数值获得一阶导数数值序列和二阶导数数值序列,在生成对应的一阶导数曲线和二阶导数曲线,从首值到共晶温度TEU,二阶导数为全部为正,并且灰口TL=TEU,所以确定铁水为共晶合金,共晶度Sc2=1,证明本发明方法测得的第一共晶度数据准确。
第二实施例:
熔炼炉熔化目标为QT600-3的铁水, 采用上述方法确定各个特征参数为:TE为1123℃,TL为1160℃,磷含量%P=0.033。
硅含量:%Si = 86.79-0.00566×TL-0.07016×TE-2.45×%P
=86.79-0.00566×1158-0.07016×1121-2.45×0.03=1.35;
碳含量:%C =0.0178×TE-0.0084× TL-6.51=3.78;
则白口碳当量:CE=4.51239+0.081×(%C-1.23×%Si-3×%P)
= 4.51239+0.081×(3.72-1.23×1.51-3×0.033)=4.68;
计算第一共晶度Sc1=%C/(CE-(%Si+%P)/3)=0.896。
由于共晶状态的共晶度为Sc2=1,所以△Sc=Sc2-Sc1=1-0.896=0.094,在球铁生产的热分析测量记录中找到球化、孕育条件下的共晶度增量△Sc能够达到0.094的球化孕育方案进行球化和孕育过程,然后测量灰口冷却曲线,采用上述灰口方法确定灰口冷却曲线上各个特征参数如下:灰口TL=1138℃,灰口共晶最低温度TEU =1138℃,灰口共晶最高温度TER=1145℃。
根据测得的灰口冷却曲线温度数值获得一阶导数数值序列(即一阶导数曲线)和二阶导数数值序列(即二阶导数曲线),从首值到共晶温度TEU二阶导数为全部为正,并且灰口TL=TEU,所以确定为共晶合金,共晶度Sc2=1。
第三实施例:
熔炼炉熔化目标为QT550-7的铁水,采用上述方法确定各个特征参数为:TE为1118℃,TL为1155℃,磷含量%P=0.033。
硅含量:%Si = 86.79-0.00566×TL-0.07016×TE-2.45×%P
=86.79-0.00566×1158-0.07016×1121-2.45×0.03=1.73;
碳含量:%C =0.0178×TE-0.0084× TL-6.51=3.69;
则白口碳当量:CE=4.51239+0.081×(%C-1.23×%Si-3×%P)
= 4.51239+0.081×(3.72-1.23×1.51-3×0.033)=4.62;
计算第一共晶度Sc1=%C/(CE-(%Si+%P)/3)=0.92。
由于共晶状态的共晶度为Sc2=1,所以△Sc=Sc2-Sc1=1-0.92=0.08,根据在球铁生产的热分析测量记录中找到球化、孕育条件下的共晶度增量△Sc能够达到0.08的球化孕育方案进行球化和孕育过程,然后测量灰口冷却曲线,采用上述灰口方法确定灰口冷却曲线上各个特征参数如下:灰口TL=1140℃,灰口共晶最低温度TEU =1140℃,灰口共晶最高温度TER=1146℃。
根据测得的灰口冷却曲线温度数值获得一阶导数数值序列和二阶导数数值序列,从首值到共晶温度TEU二阶导数为全部为正,并且TL=TEU,所以确定为共晶合金,共晶度Sc2=1。
本发明还公开了一种铁水热分析装置,如图9所示,包括:获取模块210,用于获取白口样杯中铁水的温度序列;生成确定模块220,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;第一计算模块230,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;第二计算模块240,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。
需要说明的是,上述模块之间的信息交互、执行过程等内容,由于与本发明方法实施例基于同一构思,其具体功能及带来的技术效果,具体可参见方法实施例部分,此处不再赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为了描述的方便和简洁,仅以上述各功能模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成,即将装置的内部结构划分成不同的功能模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单独物理单元存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中,上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。另外,各功能模块的具体名称也只是为了便于相互区分,并不用于限制本发明的保护范围。上述系统中模块的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
本发明还公开了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。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述或记载的部分,可以参见其它实施例的相关描述。

Claims (3)

1.一种铁水热分析方法,其特征在于,包括以下步骤:
获取白口样杯中铁水的温度序列;
根据所述温度序列生成所述铁水的冷却曲线,并根据所述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;
根据所述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;
根据所述白口碳含量和白口硅含量计算白口碳当量,并根据所述白口碳当量计算出第一共晶度;
根据所述冷却曲线确定铁水的白口共晶温度包括:
确定所述冷却曲线上的检测区间;
获取所述检测区间对应的温度序列;
根据所述温度序列中的温度数据确定所述白口共晶温度;
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:
依次提取所述温度序列中的每个所述温度数据,当所述温度数据与前一时刻的温度数据相等时,将所述温度数据存储至前一时刻的温度数据所在的数组,否则将所述温度数据存储至新的数组;其中,所述温度数据包括温度值和时间信息;
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,将其作为所述白口共晶温度;
根据所述冷却曲线确定铁水的奥氏体开始析出温度包括:
在冷却曲线上选择所述白口共晶温度之前的曲线段;
当所述曲线段的一阶导数为凹函数且具有极值时,在所述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;
所述白口碳当量计算方法为:
CE=4.51239+0.081×(%C-1.23×%Si-3×%P),
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;
根据所述白口碳当量计算出第一共晶度的方法为:
Sc1=%C/(CE-(%Si+%P)/3),
其中,Sc1表示第一共晶度;
所述白口硅含量的计算方法为:
%Si = 86.79-0.0566×TL-0.07016TE-2.45×%P,
其中,TL表示奥氏体开始析出温度,TE表示白口共晶温度;
所述白口碳含量的计算方法为:
%C =0.0178×TE-0.0084×TL-6.51,
其中,TL表示奥氏体开始析出温度,TE表示白口共晶温度。
2.一种铁水热分析装置,其特征在于,包括:
获取模块,用于获取白口样杯中铁水的温度序列;
生成确定模块,用于根据所述温度序列生成所述铁水的冷却曲线,并根据所述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;
第一计算模块,用于根据所述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;
第二计算模块,用于根据所述白口碳含量和白口硅含量计算白口碳当量,并根据所述白口碳当量计算出第一共晶度;
根据所述冷却曲线确定铁水的白口共晶温度包括:
确定所述冷却曲线上的检测区间;
获取所述检测区间对应的温度序列;
根据所述温度序列中的温度数据确定所述白口共晶温度;
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:
依次提取所述温度序列中的每个所述温度数据,当所述温度数据与前一时刻的温度数据相等时,将所述温度数据存储至前一时刻的温度数据所在的数组,否则将所述温度数据存储至新的数组;其中,所述温度数据包括温度值和时间信息;
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,将其作为所述白口共晶温度;
根据所述冷却曲线确定铁水的奥氏体开始析出温度包括:
在冷却曲线上选择所述白口共晶温度之前的曲线段;
当所述曲线段的一阶导数为凹函数且具有极值时,在所述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;
所述白口碳当量计算方法为:
CE=4.51239+0.081×(%C-1.23×%Si-3×%P),
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;
根据所述白口碳当量计算出第一共晶度的方法为:
Sc1=%C/(CE-(%Si+%P)/3),
其中,Sc1表示第一共晶度;
所述白口硅含量的计算方法为:
%Si = 86.79-0.0566×TL-0.07016TE-2.45×%P,
其中,TL表示奥氏体开始析出温度,TE表示白口共晶温度;
所述白口碳含量的计算方法为:
%C =0.0178×TE-0.0084×TL-6.51,
其中,TL表示奥氏体开始析出温度,TE表示白口共晶温度。
3.一种铁水热分析装置,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所述的一种铁水热分析方法。
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