ES2856487T3 - Método para determinar el contenido de carbono equivalente de una aleación de hierro fundido que tiene una composición hipereutéctica y equipo para realizarlo - Google Patents
Método para determinar el contenido de carbono equivalente de una aleación de hierro fundido que tiene una composición hipereutéctica y equipo para realizarlo Download PDFInfo
- Publication number
- ES2856487T3 ES2856487T3 ES16382651T ES16382651T ES2856487T3 ES 2856487 T3 ES2856487 T3 ES 2856487T3 ES 16382651 T ES16382651 T ES 16382651T ES 16382651 T ES16382651 T ES 16382651T ES 2856487 T3 ES2856487 T3 ES 2856487T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- eutectic
- equivalent
- carbon
- temperature
- minimum
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 154
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 147
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 68
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 47
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 47
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 46
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 29
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 claims abstract description 121
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims abstract description 71
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims abstract description 71
- 238000002076 thermal analysis method Methods 0.000 claims abstract description 43
- 229910001037 White iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 32
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 18
- GNFTZDOKVXKIBK-UHFFFAOYSA-N 3-(2-methoxyethoxy)benzohydrazide Chemical compound COCCOC1=CC=CC(C(=O)NN)=C1 GNFTZDOKVXKIBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 65
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 14
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 13
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 5
- 229910001060 Gray iron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 9
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 7
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 7
- 229910017112 Fe—C Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910001126 Compacted graphite iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001141 Ductile iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 239000006023 eutectic alloy Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 3
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000004455 differential thermal analysis Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- -1 iron carbides Chemical class 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 2
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 235000000396 iron Nutrition 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
- G01N25/02—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating changes of state or changes of phase; by investigating sintering
- G01N25/04—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating changes of state or changes of phase; by investigating sintering of melting point; of freezing point; of softening point
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/20—Metals
- G01N33/205—Metals in liquid state, e.g. molten metals
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Método para determinar el contenido de carbono equivalente de una aleación de hierro fundido que comprende las siguientes etapas: a) Determinar previamente (I.1) del valor máximo de carbono equivalente para la validez de un modelo de análisis térmico lineal para las zonas hipoeutéctica y eutéctica que relacione el carbono equivalente con la temperatura liquidus y la temperatura eutéctica mínima de una curva de solidificación de hierro blanco; b) Determinar previamente (I.2) el valor mínimo de carbono equivalente para la validez de un modelo de análisis térmico lineal para la zona hipereutéctica que relacione el carbono equivalente con la temperatura liquidus de una curva de solidificación grafítica y la temperatura eutéctica mínima de una curva de solidificación de hierro blanco; c) Verter una primera muestra líquida (I.3) de la aleación de hierro en una copa de composición y una segunda muestra líquida (I.4) de la aleación de hierro en una copa térmica; d) Obtener la curva de solidificación tanto para la primera muestra (I.5) como para la segunda muestra (I.6) y, por lo tanto, la curva de solidificación de hierro blanco y la curva de solidificación grafítica, respectivamente; e) Obtener (I.7) de la curva de solidificación de la primera muestra la temperatura liquidus y la temperatura eutéctica mínima, y con estos dos valores, definir el contenido de carbono equivalente para la aleación de hierro mediante el modelo de análisis térmico lineal para las zonas hipoeutéctica y eutéctica; f) Si el contenido de carbono equivalente para la aleación de hierro obtenida en la etapa e) es menor que el valor máximo de carbono equivalente definido en a), establecer (I.8) entonces el contenido de carbono equivalente de la aleación de hierro usando el modelo lineal para las zonas hipoeutéctica y eutéctica; g) Si (I.8) el contenido de carbono equivalente para la aleación de hierro obtenida en la etapa e) es mayor que el valor máximo de carbono equivalente definido en a), obtener (I.9) entonces la temperatura liquidus de la segunda muestra y verificar (I.10) si es superior al valor de la temperatura liquidus correspondiente al valor mínimo de carbono equivalente definido en b); h) Si las comparaciones de la etapa g) son positivas, establecer entonces el contenido de carbono equivalente de la aleación de hierro fundido usando el modelo de análisis térmico lineal para la zona hipereutéctica (I.11); i) Si la segunda comparación (I.10) de la etapa g) es negativa, establecer entonces el carbono equivalente como el obtenido en e).
Description
DESCRIPCIÓN
Método para determinar el contenido de carbono equivalente de una aleación de hierro fundido que tiene una composición hipereutéctica y equipo para realizarlo
Campo técnico
La presente invención pertenece al sector de las aleaciones de hierro fundido, y más particularmente se refiere a métodos para controlar el contenido de carbono o el contenido de carbono equivalente para todos los intervalos de composición (hipoeutéctica, eutéctica e hipereutéctica) mediante técnicas de análisis térmico, con el fin de asegurar que las piezas se produzcan con el contenido de carbono deseado. La invención también se refiere a un producto de software para realizar el método y a un equipo para realizarlo.
Antecedentes de la invención
El proceso de fabricación de piezas de hierro fundido, considerando hierro laminar, vermicular y dúctil, se está mejorando constantemente para obtener piezas fundidas con mejores propiedades mecánicas, mayor rendimiento de producción, minimizando al mismo tiempo los costes. Además, se busca una reducción de peso sobre todo en los sectores de la automoción, el ferrocarril y la energía eólica.
Todas estas premisas sientan las bases de un proceso donde los límites de trabajo deben ser cada día más estrechos y con un control exhaustivo.
Dos de los parámetros más importantes en la producción de piezas de hierro fundido son el contenido de carbono y el contenido de silicio, o dicho de otro modo, el carbono equivalente (% de Cequiv. = % de C % de Si/3). Al controlar adecuadamente el valor de este parámetro, se puede aumentar la capacidad de alimentación de la aleación. Esto significa que el sistema de alimentación del diseño del patrón se puede minimizar y de esta manera se aumentan el rendimiento del patrón y el rendimiento de la producción. Esto conduce a piezas fundidas con una tasa de desecho menor y costes minimizados.
Para conseguir los objetivos mencionados anteriormente, la tendencia actual con respecto a la producción de piezas fundidas pequeñas es aumentar el carbono equivalente obteniendo aleaciones hipereutécticas. El carbono equivalente aumenta al aumentar el contenido de carbono, porque la expansión durante la precipitación de grafito ayuda a contrarrestar la contracción metálica. La densidad del grafito disminuye al solidificarse en comparación con el carbono líquido. Por otro lado, la densidad de la austenita sólida es más alta que la densidad del líquido fundido. Por eso, cuanto mayor es la precipitación de grafito, menor es la tendencia a la contracción de la aleación.
El problema de este cambio de composición química es que la metodología de control se vuelve más compleja. Los métodos para controlar el carbono equivalente en las fundiciones son tres:
• Espectrometría de chispa: Es la técnica más precisa para medir en tiempo real la mayor parte de los elementos de la aleación. El tiempo de medición es muy rápido y la metodología es fácil de realizar. Pero en cuanto al contenido de carbono, no es muy preciso.
• Técnica de combustión: La medición de carbono mediante esta técnica es muy precisa, pero no es posible medir otros elementos que no sean azufre y carbono. Además, el tiempo de medición es elevado y el equipo no está disponible en todas las fundiciones debido a su elevado coste.
• Análisis térmico: Esta técnica se utiliza para medir el carbono equivalente. La medición de carbono es muy precisa y el tiempo de medición rápido. Además, es una metodología económica. Además, este equipo permite obtener información sobre la calidad metalúrgica de la aleación. Es una técnica implantada muy económica y robusta, lo que la hace ideal para la producción intensiva de piezas.
El aumento del carbono equivalente presenta el problema operativo de que para las aleaciones hipereutécticas, el análisis térmico ya no es válido. Es necesario aplicar algunos cambios para que esta metodología sea válida para estas aleaciones, que es el objetivo de la presente invención.
El control del carbono equivalente es muy importante porque a altas temperaturas y en las condiciones de una fundición, el contenido de carbono en la aleación evoluciona, ya que reacciona con el oxígeno (entre otros) y desaparece de la mezcla de la aleación.
El resultado es que su presencia evoluciona de manera que entre la mezcla inicial en el horno y la pieza final puede haber diferencias tan altas que la pieza ya no tenga el contenido de carbono deseado.
Esto puede ser especialmente grave cuando se trata de piezas destinadas al sector de la automoción, por ejemplo, en sistemas de frenado, donde el control de los parámetros es fundamental por motivos de seguridad.
Por lo tanto, conocer con precisión el contenido de carbono equivalente en el producto final es fundamental.
Es bien conocido el análisis térmico mencionado anteriormente para determinar el contenido de carbono equivalente, que consiste en el análisis de las curvas de enfriamiento, lo que permite determinar las temperaturas de transición, tales como la temperatura liquidus (TL) y la temperatura eutéctica mínima (TE). Sin embargo, como se analizará a continuación, el análisis térmico actualmente está limitado en la zona eutéctica.
Durante el proceso de solidificación de una aleación de hierro fundido, si se sigue el diagrama Fe-C estable, se forman las fases austenita y grafito (mostradas en la figura 1 con líneas discontinuas). Por otro lado, si se forman carburos de hierro en lugar de grafito, la solidificación se realiza siguiendo el diagrama Fe-C metaestable (mostrado en la figura 1 con líneas rectas). En la figura 2 se muestra la relación entre el diagrama Fe-C y una curva de solidificación obtenida mediante análisis térmico.
Para calcular el carbono equivalente de una aleación de hierro fundido mediante técnicas de análisis térmico, la metodología convencional se basa en una curva de solidificación metaestable, también llamada hierro blanco. Los parámetros más importantes de una curva de solidificación de hierro blanco, es decir, TL y TE, exhiben una relación lineal con el contenido de carbono y silicio.
Sin embargo, esta relación no es válida para aleaciones hipereutécticas. Considerando que en la curva de solidificación blanca el punto eutéctico se desplaza a valores de carbono equivalente más altos, se puede considerar que esta metodología convencional es válida hasta valores de carbono equivalente de aproximadamente el 4,60 %.
Se recuerda que el carbono equivalente (considerando solo C y Si) se define como:
% de Cequiv. = % de C % de Si/3 (I)
La metodología de análisis térmico convencional para calcular el carbono equivalente para hierro fundido hipoeutéctico y eutéctico que se describe a continuación se basa en el sistema de cálculo del sistema predictivo registrado Thermolan® de la calidad metalúrgica. También se puede encontrar una descripción similar en el documento "Thermal Analysis of Cast Iron" (Heraeus Electro-Nite), disponible en el sitio http://heraeus-electro-nite.com/:For (Se recuerda, por la descripción anterior, que una copa de análisis térmico se vierte solo con la aleación líquida, mientras que la copa de composición contiene telurio para una aleación de hierro laminar y telurio más un neutralizador sin magnesio para aleaciones de hierro dúctil y vermicular, que se mezcla con la aleación líquida, obteniendo así hierro blanco):
- Entonces, primero se vierte un metal fundido de hierro gris en una copa de composición y se obtiene una curva de solidificación de hierro blanco, debido al efecto carburante del Te. Si se trabaja con aleaciones de hierro dúctil o vermicular, también se debe añadir un neutralizador sin magnesio a la copa de composición para permitir que el Te aplique su efecto carburante. La curva de solidificación se registra mediante un termopar colocado en el centro térmico de la copa.
- La temperatura liquidus y la temperatura eutéctica mínima se definen a partir de la curva de solidificación (véase la figura 2);
- El modelo lineal que permite obtener el contenido de carbono y silicio es el siguiente (aunque nuevas medidas podrían mejorar su precisión):
% de Si = 78,23 - 0,0683'Teutéctica mínima (II)
% de C = 0,0178'Teutéctica mínima - 0, 0084'T liquidus - 6,51 (III)
Un aspecto a tener en cuenta es que en las formas de las curvas intervienen muchas variables, por lo que los modelos son diferentes para cada instalación. Sin embargo, existe cierta uniformidad, que aumenta a medida que avanza la técnica, lo que permite que los resultados obtenidos en una instalación particular se utilicen en diferentes instalaciones. Este procedimiento permite no solo realizar muchas pruebas con el mínimo coste, sino que además sus resultados son muy precisos, por lo que se garantiza la repetibilidad de las pruebas.
Pero, como se dijo anteriormente, esta metodología ya no es válida para valores de carbono equivalente superiores al 4,60 %. Para valores superiores a ese umbral, el modelo lineal no representa la realidad y cuanto mayor es el carbono equivalente, mayor es el error de cálculo.
Esta desviación se debe a la forma del diagrama Fe-C metaestable para las aleaciones hipereutécticas, como se muestra en la figura 1 (líneas continuas), donde la forma de la curva de temperatura liquidus cambia abruptamente.
Experimentalmente, la siguiente evolución de la temperatura liquidus de la curva blanca con respecto al carbono equivalente se definió como se muestra en la figura 3. Los valores del carbono equivalente se definieron mediante espectrometría de chispa y técnicas de combustión. En la zona hipoeutéctica, cuanto mayor es el contenido de carbono, menor es la temperatura del líquido.
Aquí se observa que para valores de carbono equivalente superiores al 4,55 %, el valor de la temperatura liquidus
permanece más o menos constante.
Al alcanzar la composición eutéctica, la temperatura liquidus se vuelve igual a la temperatura eutéctica, de modo que ya no se puede distinguir un saliente, y ya no existe una relación unívoca entre la temperatura liquidus y el contenido de carbono, es decir, ya no es posible determinar el contenido de carbono. En otras palabras, el modelo deja de ser válido cuando, al aumentar el contenido de carbono y, por lo tanto, el carbono equivalente, la temperatura liquidus desciende hasta confundirse con la temperatura eutéctica.
Sin embargo, se señala que la relación entre el contenido de silicio y la temperatura eutéctica mínima no cambia.
Basado en este hecho, se ve la necesidad de un nuevo método para determinar el contenido de carbono equivalente superior al umbral que define el inicio de la zona eutéctica metaestable.
El documento US3546921A divulga un método de producción de una detención térmica inicial en la curva de enfriamiento de hierro fundido hipereutéctico. El documento US4008604A divulga un método para la determinación del análisis de carbono en hierro. El documento US5577545A divulga un método para la determinación del carbono equivalente en hierro fundido de estructura modificada. "COMPUTER-AIDED DIFFERENTIAL THERMAL ANALYSIS OF SPHEROIDAL AND COMPACTED GRAPHITE CAST IRONS" (Chen IG - et al.), AFS TRANSACTIONS, AMERICAN FOUNDRY SOCIETY, EE.UU., vol. 92, abril de 1984, páginas 947-964, divulgan un análisis térmico diferencial asistido por ordenador de hierros fundidos de grafito compactado y esferoidal. El documento US5503475A divulga un método para la determinación del carbono equivalente, contenido de carbono y contenido de silicio de hierro colado fundido.
Descripción de la invención
Para superar las limitaciones del estado de la técnica, la presente invención propone un método para determinar el contenido de carbono equivalente de una aleación de hierro fundido que comprende las siguientes etapas:
a) determinar previamente del valor máximo de carbono equivalente para la validez de un modelo de análisis térmico lineal para las zonas hipoeutéctica y eutéctica que relacione el carbono equivalente con la temperatura liquidus y la temperatura eutéctica mínima de una curva de solidificación de hierro blanco. Esta etapa equivale a determinar previamente la concentración de carbono equivalente por la que el saliente de liquidus desaparece en la curva de solidificación de un hierro blanco;
b) determinar previamente el valor mínimo de carbono equivalente para la validez de un modelo de análisis térmico lineal para la zona hipereutéctica que relacione el carbono equivalente con la temperatura liquidus para una curva de solidificación grafítica y la temperatura eutéctica mínima de una curva de solidificación de hierro blanco; en otras palabras, determinar previamente en la zona hipereutéctica la concentración de carbono equivalente (o la temperatura correspondiente) para la que aparece un saliente de liquidus en la curva de solidificación grafítica. Por lo tanto, dado que los dos modelos pierden su validez a una cierta distancia del punto eutéctico, el punto eutéctico corresponde en la práctica a un punto extendido, es decir, el experto debe decidir en qué momentos se producen las transiciones entre los dos modelos;
c) verter una primera muestra líquida de aleación de hierro en una copa de composición y una segunda muestra líquida de la aleación de hierro en una copa térmica; por lo tanto, se obtienen simultáneamente una muestra de hierro blanco y una muestra de hierro grafítico;
d) obtener la curva de solidificación tanto para la primera muestra como para la segunda muestra y, por lo tanto, la curva de solidificación de hierro blanco y la curva de solidificación de hierro grafítico, respectivamente; e) obtener de la curva de solidificación de la primera muestra la temperatura liquidus y la temperatura eutéctica mínima, y con estos dos valores, definir el contenido de carbono equivalente para la aleación de hierro mediante el modelo de análisis térmico lineal para las zonas hipoeutéctica y eutéctica;
f) si el contenido de carbono equivalente para la aleación de hierro obtenida en la etapa e) es menor que el valor máximo de carbono equivalente definido en la etapa a), establecer entonces el contenido de carbono equivalente de la aleación de hierro usando el modelo de análisis térmico lineal para las zonas hipoeutéctica y eutéctica; g) Si el contenido de carbono equivalente para la aleación de hierro obtenida en la etapa e) es mayor que el valor máximo de carbono equivalente definido en la etapa a), obtener entonces la temperatura liquidus de la segunda muestra y verificar si es superior al valor de la temperatura liquidus correspondiente al valor mínimo de carbono equivalente definido en la etapa b);
h) Si el resultado de la etapa g) es positivo, establecer entonces el contenido de carbono equivalente de la aleación de hierro fundido usando el modelo de análisis térmico lineal para la zona hipereutéctica;
i) Si el resultado de la etapa g) es negativo, establecer entonces el carbono equivalente como convencional para las zonas hipoeutéctica y eutéctica.
Este método mejora la precisión de los métodos de análisis térmico actuales para la determinación del contenido de carbono equivalente en composiciones hipereutécticas.
Además, el uso de resultados de análisis térmicos, como se destaca en el apartado de antecedentes, fiables y económicos, hace que la técnica se pueda realizar en instalaciones habituadas a utilizarla, sin tener que familiarizarse
con equipos más complejos y costosos.
Además, es un método fácilmente automatizado, que puede ser objeto de un software que se puede utilizar en cualquier instalación, es decir, no se deja al azar por un técnico en particular. Por lo tanto, se garantiza la repetibilidad.
En algunas realizaciones, las etapas a) y b) se realizan obteniendo las curvas de solidificación para múltiples aleaciones con diferente contenido de carbono equivalente y determinando el contenido de carbono y silicio mediante técnicas que no hacen uso de las curvas de solidificación. Estas técnicas son preferentemente espectrometría de chispa para determinar el contenido de silicio y combustión para determinar el contenido de carbono. Sin embargo, se pueden utilizar otras técnicas adecuadas o se pueden utilizar modelos ya existentes.
En algunas realizaciones, la etapa e) se realiza determinando el primer punto de inflexión que se produce antes de la meseta eutéctica o, lo que es equivalente, detectando un pico en la primera derivada superior a un valor umbral predeterminado antes del pico descrito para la meseta eutéctica. Además, se obtiene la temperatura eutéctica mínima, detectando el primer punto nulo o pico de la primera derivada en la meseta eutéctica.
Las curvas de solidificación son la evolución temporal de la temperatura. Estas curvas se obtienen usando las copas térmicas y de composición mencionadas anteriormente, y muestreando la temperatura, por ejemplo, usando el equipo que se divulga a continuación. Obviamente, implica que se obtienen puntos que a continuación se ajustan, por ejemplo, con un modelo polinómico. Entonces, la temperatura liquidus corresponde al punto donde la segunda derivada es nula.
En algunas realizaciones, la etapa g) se realiza determinando el primer punto de inflexión que tiene lugar antes de la meseta eutéctica o detectando un pico en la primera derivada superior a un valor umbral predeterminado y antes de la meseta eutéctica. Esta técnica es fácilmente programable.
En algunas realizaciones, el modelo de análisis térmico lineal para las zonas hipoeutéctica y eutéctica que relaciona el contenido de carbono con la temperatura liquidus (TL) y la temperatura eutéctica mínima (Te ) para un hierro blanco es:
% de C = 0,0178-TE - 0,0084-TL -6,51 (III)
En algunas realizaciones, el modelo de análisis térmico lineal para las zonas hipoeutéctica y eutéctica que relaciona el contenido de silicio con la temperatura eutéctica mínima (TE) para un hierro blanco es:
% de Si = 78,23 - 0,0683 TE (II)
Se señala que el contenido de silicio se calcula de esta manera para toda la gama de composiciones.
En algunas realizaciones, el modelo lineal para la zona hipereutéctica que relaciona el contenido de carbono con la temperatura liquidus de una curva de solidificación grafítica (TLS) y la temperatura eutéctica mínima de una curva de solidificación de hierro blanco (TE):
% de C = 0,0082 TE - 0,0019 TLS - 7,382 (IV)
En algunas realizaciones, la temperatura liquidus de una curva de solidificación grafítica (TLS) correspondiente al valor mínimo de carbono equivalente válido para la metodología de cálculo hipereutéctico es 1164 °C.
Debe observarse que los modelos lineales para las zonas hipo/eutéctica e hipereutéctica pueden determinarse teóricamente. Sin embargo, están implicadas muchas variables en su determinación, por lo que los resultados en diferentes instalaciones serán diferentes. También puede suceder que otros componentes, aunque en otras cantidades, se añadan a la aleación, por lo que los modelos también serán diferentes.
Sin embargo, resulta evidente que si las medidas se realizan correctamente, los modelos obtenidos serán muy similares para diferentes instalaciones. En particular, los inventores han determinado los dos modelos lineales (II y IV) para dichas zonas hipo/eutéctica e hipereutéctica que dan muy buenos resultados cuando se aplican a otras instalaciones.
La invención también se refiere a un método para determinar el contenido de carbono equivalente de una aleación de hierro fundido que tiene una composición hipereutéctica que comprende las siguientes etapas:
a) verter una primera muestra líquida de la aleación de hierro en una copa de composición y una segunda muestra líquida en una copa térmica;
b) obtener la curva de solidificación tanto para la primera muestra como para la segunda muestra;
c) si la temperatura liquidus se puede determinar para ambas muestras (la primera derivada tiene un máximo por encima de un valor umbral antes del máximo relacionado con la meseta eutéctica) y no está cercana (por ejemplo, estableciendo un umbral práctico) a la temperatura eutéctica mínima, aplicar entonces un modelo de análisis
térmico lineal para las zonas hipoeutéctica y eutéctica que relaciona el carbono equivalente con la temperatura liquidus y la temperatura eutéctica mínima de una curva de solidificación de hierro blanco y obtener el contenido de carbono equivalente correspondiente;
d) si la temperatura liquidus solo se puede determinar para la primera muestra (la primera derivada tiene un máximo por encima de un valor umbral antes del máximo relacionado con la meseta eutéctica) y está cercana (por ejemplo, estableciendo un umbral práctico) a la temperatura eutéctica mínima y la segunda muestra no describe la temperatura liquidus (la primera derivada tiene solo un máximo relacionado con la meseta eutéctica mínima), aplicar entonces un modelo de análisis térmico lineal para las zonas hipoeutéctica y eutéctica que relaciona el carbono equivalente con la temperatura liquidus y la temperatura eutéctica mínima de una curva de solidificación de hierro blanco y obtener el contenido de carbono equivalente correspondiente.
e) Si no se puede determinar la temperatura liquidus para ninguna de las muestras (la primera derivada solo tiene un máximo relacionado con la meseta eutéctica mínima), aplicar entonces un modelo de análisis térmico lineal para las zonas hipoeutéctica y eutéctica.
f) Si la temperatura liquidus solo se puede determinar para la segunda muestra y está por encima de un valor umbral determinado, aplicar entonces un modelo de análisis térmico lineal para la zona hipereutéctica.
La invención también se refiere a un equipo para determinar el contenido de carbono equivalente de una aleación de hierro fundido que tiene una composición hipereutéctica, que comprende una copa de composición, una copa térmica, ambas dotadas de sondas de temperatura, un dispositivo de procesamiento para procesar las medidas tomadas con las sondas, una base para sostener las copas y para establecer un circuito de medición entre las copas y el procesador, estando el dispositivo de procesamiento programado para realizar las etapas de cálculo del método de la invención divulgado de acuerdo con cualquiera de las variantes descritas anteriormente.
Breve descripción de los dibujos
Para completar la descripción y para proporcionar una mejor comprensión de la invención, se proporciona un conjunto de dibujos. Dichos dibujos forman parte integral de la descripción e ilustran una realización de la invención, que no debe interpretarse como limitante del alcance de la invención, sino solo como un ejemplo de cómo se puede realizar la invención. Los dibujos comprenden las siguientes figuras:
La figura 1 es una representación esquemática de las zonas principales en el diagrama Fe-C útil para comprender la presente invención.
La figura 2 muestra la forma general de una curva de enfriamiento basada en el diagrama Fe-C que permite detectar las temperaturas liquidus y eutéctica.
La figura 3 es una temperatura liquidus frente al contenido de carbono equivalente para una aleación de hierro blanco.
La figura 4 es una representación de la temperatura liquidus frente al contenido de carbono equivalente para una aleación de hierro grafítico.
La figura 5 muestra un equipo para realizar los métodos divulgados en el presente documento.
La figura 6 es un diagrama de flujo del método divulgado en el presente documento para determinar el contenido de carbono de una aleación de hierro fundido hipereutéctico.
La figura 7 y 8 son respectivamente las curvas de enfriamiento para la muestra térmica y la muestra de composición en la zona hipoeutéctica, mostrándose también su primera y segunda derivada.
La figura 9 y 10 son respectivamente las curvas de enfriamiento para la muestra térmica y la muestra de composición para una primera composición en la zona eutéctica mostrándose también su primera y segunda derivadas.
La figura 11 y 12 son respectivamente las curvas de enfriamiento para la muestra térmica y la muestra de composición para una segunda composición en la zona eutéctica mostrándose también su primera y segunda derivadas.
La figura 13 y 14 son respectivamente las curvas de enfriamiento para la muestra térmica y la muestra de composición para una primera composición en la zona hipereutéctica mostrándose también su primera y segunda derivadas.
La figura 15 y 16 son respectivamente las curvas de enfriamiento para la muestra térmica y la muestra de composición para una segunda composición en la zona hipereutéctica mostrándose también su primera y segunda derivadas.
Descripción de una forma de realizar la invención
Como se muestra en la figura 6, el método divulgado en el presente documento tiene como objetivo determinar el contenido de carbono equivalente de una aleación de hierro fundido que tiene una composición hipereutéctica por medio de técnicas de análisis térmico. Antes del análisis de la propia muestra, se han realizado las dos siguientes, ya sea en la misma instalación donde se analiza la muestra o en otra instalación:
a) determinar previamente I.1 del valor máximo de carbono equivalente de la validez de un modelo lineal para las zonas hipoeutéctica y eutéctica que relacione el carbono equivalente con la temperatura liquidus y la temperatura eutéctica mínima para una curva de solidificación de hierro blanco.
b) determinar I.2 el valor mínimo de la temperatura liquidus de una curva de solidificación grafitica de validez de un modelo lineal para la zona hipereutéctica que relaciona el carbono equivalente con la temperatura liquidus para una curva de solidificación grafítica y la temperatura eutéctica mínima de una curva de solidificación blanca.
A continuación, para una muestra particular, se realizan las siguientes etapas, cuya secuencia se muestra en la figura 6:
c) Verter una primera muestra de la aleación líquida en una copa de composición I.3 y una segunda muestra en una copa térmica I.4.
d) Obtener I.5, I.6 la curva de solidificación tanto para la primera muestra CC como para la segunda muestra TC; las figuras 7 a 16 muestran curvas reales obtenidas para cinco composiciones diferentes, primero una muestra hipoeutéctica, a continuación dos muestras eutécticas, con contenido de carbono equivalente creciente, y a continuación dos muestras hipereutécticas, de nuevo con contenido de carbono equivalente creciente.
e) Obtener de la curva de solidificación de la primera muestra la temperatura liquidus. Esta temperatura se puede determinar (figuras 7, 9, 11, 13, 15) detectando la primera aparición de un punto de inflexión que tiene lugar antes de la meseta eutéctica de la curva de solidificación o detectando un pico en la primera derivada superior a un valor umbral predeterminado y antes del pico descrito para la meseta eutéctica. Además, obtener de la primera muestra la temperatura eutéctica mínima, detectando el primer punto nulo o pico de la primera derivada en la meseta eutéctica. Con estos dos valores, definir el carbono equivalente mediante un modelo para las zonas hipoeutéctica y eutéctica. Se da un modelo adecuado por: % de C = 0,0178TE - 0,0084 TL - 6,51 (III) y % de Si = 78,23 -0,0683 TE (II). La primera y segunda derivadas se muestran en las representaciones de tiempo para cada muestra/copa.
f) Si (etapa de comparación I.7 de la figura 6) el contenido de carbono equivalente obtenido en e) es menor que el valor máximo de carbono equivalente definido en la etapa a) (flecha hacia abajo), establecer entonces el contenido de carbono equivalente de la aleación de hierro fundido como el obtenido en la etapa e) etapa I.8.
g) Si el contenido de carbono equivalente obtenido en e) es superior (flecha a I.9) que el valor máximo de carbono equivalente, obtener I.9 la temperatura liquidus de la segunda muestra y verificar I.10 si es superior a la temperatura definida en la etapa b), que en el presente caso práctico se establece en 1164 °C. Esta temperatura liquidus se calcula determinando el primer punto de inflexión que tiene lugar antes de la meseta eutéctica o detectando un pico en la primera derivada superior a un valor umbral predeterminado y antes del pico descrito para la meseta eutéctica.
h) Si el resultado de la etapa g) es positivo, establecer (flecha hacia abajo) entonces el contenido de carbono equivalente de la aleación de hierro fundido utilizando el modelo lineal para la zona hipereutéctica I.11. Los inventores han determinado experimentalmente que un modelo adecuado viene dado por: % de C = 0,0082TE -0,0019-TLS - 7,382 (IV) y % de Si = 78,23 - 0,0683TE (II).
i) Si el resultado de la etapa g) es negativo (1.10 flecha hacia la izquierda), establecer entonces el carbono equivalente como el valor obtenido en la etapa e) (1.8)
A continuación se divulgarán las diez curvas de enfriamiento, correspondientes a cinco composiciones diferentes, que tienen como objetivo mostrar los diferentes resultados que se pueden obtener en función del contenido de carbono: En todos los casos siguientes, ya se han realizado las etapas I.1 e I.2 y se han determinado las curvas de solidificación I.3-I.6 de la aleación de hierro fundido en cuestión.
Caso 1 - Figuras 7 y 8 - Hipoeutéctico: % de C = 3,47; % de Si = 1,76; % de Cequiv. = 4,05 %
En este caso, la composición se encuentra claramente en la zona hipoeutéctica, y entonces ambas curvas CC, TC permiten determinar de forma fácil e inequívoca la Tliq.
Como se muestra en la figura 7, la solidificación de la copa de composición (hierro blanco) muestra un saliente de liquidus (intersección de las líneas discontinuas auxiliares, mostrando la vertical el máximo de la primera derivada, indicando la horizontal el valor de la temperatura liquidus) a temperaturas medias-altas, lo que significa que la aleación se encuentra en la zona hipoeutéctica. Por otro lado, como se muestra en la figura 8, la copa térmica muestra una temperatura liquidus que se sitúa más o menos a la altura de la temperatura liquidus de la copa de composición. Se aplica el modelo de cálculo para aleaciones hipoeutécticas y eutécticas.
Caso 2 - Figuras 9 y 10 - Eutéctico: % de C = 3,99; % de Si = 1,35; % de Cequiv. = 4,44 %
La figura 9 muestra cómo el primer máximo de la primera derivada y el máximo correspondiente a la meseta eutéctica corresponden a valores de temperatura en la curva de solidificación (línea continua de color azul) muy próximos entre sí (por ejemplo <15 °C, aunque el experto puede ajustarla en función de mejoras en la precisión de las mediciones), de modo que la aleación fundida se considere eutéctica, y a continuación, como se ha explicado anteriormente, se puede definir el liquidus, aunque se considera cercano al punto eutéctico. En la curva térmica, sin embargo, tanto la temperatura liquidus como la eutéctica mínima coinciden con el mismo primer punto nulo de la primera derivada. Entonces se concluye que el Cequiv. es eutéctico.
Se aplica el modelo de cálculo para aleaciones hipoeutécticas y eutécticas.
Caso 3 - Figuras 11 y 12 - Eutéctico: % de C = 3,92; % de Si = 1,60; % de Cequiv. = 4,45 %
El caso 3 es análogo al caso 2, pero con diferente contenido de carbono y silicio que conduce a un Cequiv. casi idéntico. Se aplica el modelo de cálculo para aleaciones hipoeutécticas y eutécticas.
Caso 4 - Figuras 13 y 14 - Hipereutéctico: % de C = 4,09; % de Si = 1,74; % de Cequiv. = 4,67 %
En este caso se observa cómo el liquidus de la curva de composición y el eutéctico mínimo corresponden al mismo primer punto nulo de la primera derivada. El primer máximo de la primera derivada tiene un valor muy bajo y no puede considerarse como el relativo a una temperatura liquidus alta. En otras palabras, se puede ver que la curva de composición no muestra ningún saliente de liquidus "marcado", es decir, el liquidus está al nivel de la temperatura eutéctica mínima.
Sin embargo, en la copa térmica se observa que la primera derivada presenta dos máximos, el relativo al liquidus hipereutéctico (TL pico) y la meseta de temperatura eutéctica mínima. Estos máximos corresponden a la curva de solidificación (línea de color azul continua) con valores de temperatura bien diferenciados. Y se observa que el líquido se encuentra por encima de 1164 °C, valor que ha sido fijado por los inventores como límite inferior de esta variable para el método de la invención.
En otras palabras, los resultados relativos a la copa de composición conducen a la siguiente etapa que consiste en determinar si la aleación fundida está en el punto eutéctico o en la zona hipereutéctica. Para determinar esta cuestión se comprueba el liquidus de la curva térmica. Dado que presenta un saliente de liquidus "marcado", es decir, dado que la primera derivada tiene un pico antes del pico correspondiente a la meseta eutéctica, se considera que está en la zona hipereutéctica. Por lo tanto, el % de C se calcula utilizando un modelo lineal en la zona hipereutéctica.
Caso 5 - Figuras 15 y 16 - Hipereutéctico: % de C = 4,25; % de Si = 1,46; % de Cequiv. = 4,75 %
El caso 5 es análogo al caso 4, pero aquí se aprecia que el saliente se muestra a una temperatura más alta.
La invención también se refiere a un método equivalente para una aleación de hierro fundido que tiene una composición hipereutéctica que comprende las etapas de:
a) Verter una primera muestra de la aleación líquida en una copa de composición y una segunda muestra en una copa térmica;
b) Obtener la curva de solidificación tanto para la primera muestra como para la segunda muestra;
c) si la temperatura liquidus se puede determinar para ambas muestras (la primera derivada tiene un máximo por encima de un valor umbral antes del máximo relacionado con la meseta eutéctica) y no está cercana (por ejemplo, estableciendo un umbral práctico) a la temperatura eutéctica mínima, aplicar entonces un modelo lineal convencional para las zonas hipoeutéctica y eutéctica que relaciona el carbono equivalente con la temperatura liquidus y la temperatura eutéctica mínima para una curva de solidificación de hierro blanco y obtener el contenido de carbono equivalente correspondiente;
d) si la temperatura liquidus de la primera muestra se puede determinar (la primera derivada tiene un máximo por encima de un valor umbral antes del máximo relacionado con la meseta eutéctica) y está cercana (por ejemplo, estableciendo un umbral práctico) a la temperatura eutéctica mínima y la segunda muestra no describe la temperatura liquidus (la primera derivada tiene solo un máximo relacionado con la meseta eutéctica mínima), aplicar entonces un modelo lineal convencional para las zonas hipoeutéctica y eutéctica.
e) Si no se puede determinar la temperatura liquidus para ninguna de las muestras (la primera derivada solo tiene un máximo relacionado con la meseta eutéctica mínima), aplicar entonces un modelo lineal convencional para las zonas hipoeutéctica y eutéctica. Si la temperatura liquidus se puede determinar para ambas muestras (la temperatura liquidus de la primera muestra debe estar muy cercana al punto eutéctico (por ejemplo, estableciendo un umbral práctico), asegurándose de que el carbono equivalente no sea hipoeutéctico, y el liquidus de la segunda muestra está por encima del valor umbral determinado), aplicar entonces un modelo lineal para la zona hipereutéctica que relacione el carbono equivalente con la temperatura liquidus de una curva de solidificación grafítica y la temperatura eutéctica mínima de una curva de solidificación de hierro blanco.
f) Si la temperatura liquidus solo se puede determinar para la segunda muestra y está por encima de un valor umbral determinado, aplicar entonces un modelo lineal para la zona hipereutéctica.
Como se muestra en la figura 5, la invención también se refiere a un equipo 1, preferentemente portátil, para determinar el contenido de carbono equivalente de una aleación de hierro fundido que tiene una composición hipereutéctica, que comprende una copa de composición 2, una copa térmica 3, ambas dotadas de sondas de temperatura, un dispositivo 4 para procesar las medidas tomadas con las sondas, una base 5 para sostener las copas 2, 3 y para establecer un circuito de medición entre las copas 2, 3 y el dispositivo de procesamiento 4, estando el dispositivo de procesamiento 4 programado para realizar las etapas d) a i) del método de la invención. El equipo puede comprender una tercera copa 6 para determinar otros parámetros de la aleación fundida.
En este texto, el término "comprende" y sus derivaciones (tales como "que comprende", etc.) no deben entenderse en un sentido excluyente, es decir, estos términos no deben interpretarse como excluyentes de la posibilidad de que lo que se describe y define puede incluir elementos adicionales, etapas, etc.
La invención, obviamente, no se limita a la realización o realizaciones específicas descritas en el presente documento, sino que también abarca cualquier variación que pueda ser considerada por cualquier experto en la técnica (por ejemplo, con respecto a la elección de materiales, dimensiones, componentes, configuración, etc.), dentro del alcance general de la invención como se define en las reivindicaciones.
Claims (14)
1. Método para determinar el contenido de carbono equivalente de una aleación de hierro fundido que comprende las siguientes etapas:
a) Determinar previamente (I.1) del valor máximo de carbono equivalente para la validez de un modelo de análisis térmico lineal para las zonas hipoeutéctica y eutéctica que relacione el carbono equivalente con la temperatura liquidus y la temperatura eutéctica mínima de una curva de solidificación de hierro blanco;
b) Determinar previamente (I.2) el valor mínimo de carbono equivalente para la validez de un modelo de análisis térmico lineal para la zona hipereutéctica que relacione el carbono equivalente con la temperatura liquidus de una curva de solidificación grafítica y la temperatura eutéctica mínima de una curva de solidificación de hierro blanco; c) Verter una primera muestra líquida (I.3) de la aleación de hierro en una copa de composición y una segunda muestra líquida (I.4) de la aleación de hierro en una copa térmica;
d) Obtener la curva de solidificación tanto para la primera muestra (I.5) como para la segunda muestra (I.6) y, por lo tanto, la curva de solidificación de hierro blanco y la curva de solidificación grafítica, respectivamente;
e) Obtener (I.7) de la curva de solidificación de la primera muestra la temperatura liquidus y la temperatura eutéctica mínima, y con estos dos valores, definir el contenido de carbono equivalente para la aleación de hierro mediante el modelo de análisis térmico lineal para las zonas hipoeutéctica y eutéctica;
f) Si el contenido de carbono equivalente para la aleación de hierro obtenida en la etapa e) es menor que el valor máximo de carbono equivalente definido en a), establecer (I.8) entonces el contenido de carbono equivalente de la aleación de hierro usando el modelo lineal para las zonas hipoeutéctica y eutéctica;
g) Si (I.8) el contenido de carbono equivalente para la aleación de hierro obtenida en la etapa e) es mayor que el valor máximo de carbono equivalente definido en a), obtener (I.9) entonces la temperatura liquidus de la segunda muestra y verificar (I.10) si es superior al valor de la temperatura liquidus correspondiente al valor mínimo de carbono equivalente definido en b);
h) Si las comparaciones de la etapa g) son positivas, establecer entonces el contenido de carbono equivalente de la aleación de hierro fundido usando el modelo de análisis térmico lineal para la zona hipereutéctica (I.11); i) Si la segunda comparación (I.10) de la etapa g) es negativa, establecer entonces el carbono equivalente como el obtenido en e).
2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que las etapas a) y b) se realizan obteniendo las curvas de solidificación para múltiples aleaciones con diferente contenido de carbono equivalente y determinando el contenido de carbono y silicio mediante técnicas que no hacen uso de las curvas de solidificación.
3. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la etapa e) se realiza determinando el primer punto de inflexión que tiene lugar antes de la meseta eutéctica o detectando un pico en la primera derivada superior a un valor umbral predeterminado y antes del pico descrito para la meseta eutéctica, se obtiene la temperatura eutéctica mínima, detectando el primer punto nulo o pico de la primera derivada en la meseta eutéctica.
4. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la etapa g) se realiza determinando el primer punto de inflexión que tiene lugar antes de la meseta eutéctica o detectando un pico en la primera derivada superior a un valor umbral predeterminado y antes del pico descrito para la meseta eutéctica.
5. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el modelo de análisis térmico lineal para las zonas hipoeutéctica y eutéctica que relaciona el contenido de carbono con la temperatura liquidus (TL) y la temperatura eutéctica mínima (TE) para un hierro blanco es:
% de C = 0,0178TE - 0,0084 TL -6,51 (III)
6. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el modelo de análisis térmico lineal para las zonas hipoeutéctica y eutéctica que relaciona el contenido de silicio con la temperatura eutéctica mínima (TE) para un hierro blanco es:
% de Si = 78,23 - 0,0683TE (II)
7. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el modelo de análisis térmico lineal para la zona hipereutéctica que relaciona el contenido de carbono con la temperatura liquidus de una curva de solidificación grafítica (TLS) y la temperatura eutéctica mínima (TE) para una curva de solidificación de hierro gris:
% de C = 0,0082 TE - 0,0019 TLS - 7,382 (IV)
8. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el valor mínimo de la temperatura liquidus de una curva de solidificación grafítica de validez de un modelo de análisis térmico lineal para la zona hipereutéctica que relaciona el carbono equivalente con la temperatura liquidus para una curva de solidificación grafítica y la temperatura eutéctica mínima de una curva de solidificación gris es 1164 °C.
9. Método para determinar el contenido de carbono equivalente de una aleación de hierro fundido que tiene una composición hipereutéctica que comprende las siguientes etapas:
a) Verter una primera muestra líquida de la aleación de hierro en una copa de composición y una segunda muestra líquida en una copa térmica;
b) Obtener la curva de solidificación tanto para la primera muestra como para la segunda muestra;
c) Si la temperatura liquidus se puede determinar para ambas muestras y no está cercana a la temperatura eutéctica mínima, aplicar entonces un modelo de análisis térmico lineal para las zonas hipoeutéctica y eutéctica que relaciona el carbono equivalente con la temperatura liquidus y la temperatura eutéctica mínima de una curva de solidificación de hierro blanco y obtener el contenido de carbono equivalente correspondiente;
d) Si la temperatura liquidus solo se puede determinar para la primera muestra y está cercana a la temperatura eutéctica mínima y la segunda muestra no describe la temperatura liquidus, aplicar entonces un modelo de análisis térmico lineal para las zonas hipoeutéctica y eutéctica que relaciona el carbono equivalente con la temperatura liquidus y la temperatura eutéctica mínima de una curva de solidificación de hierro blanco y obtener el contenido de carbono equivalente correspondiente;
e) Si no se puede determinar la temperatura liquidus para ninguna de la primera y segunda muestras, aplicar entonces un modelo de análisis térmico lineal para las zonas hipoeutéctica y eutéctica.
f) Si la temperatura liquidus solo se puede determinar para la segunda muestra y la temperatura liquidus está por encima de un valor umbral determinado, aplicar entonces un modelo de análisis térmico lineal para la zona hipereutéctica.
10. Método de acuerdo con la reivindicación 9, en el que el modelo de análisis térmico lineal para las zonas hipoeutéctica y eutéctica que relaciona el contenido de carbono con la temperatura liquidus (TL) y la temperatura eutéctica mínima (TE) para un hierro blanco es:
% de C = -6,51 -0,0084 TL 0,0178-TE (III)
11. Método de acuerdo con las reivindicaciones 9 o 10, en el que el modelo de análisis térmico lineal para las zonas hipoeutéctica y eutéctica que relaciona el contenido de silicio con la temperatura eutéctica mínima (TE) para un hierro blanco es:
% de Si = 78,23 - 0,0683-TE (II)
12. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, en el que el modelo de análisis térmico lineal para la zona hipereutéctica que relaciona el contenido de carbono con la temperatura liquidus de una curva de solidificación grafítica (TLS) y la temperatura eutéctica mínima (TE) para una curva de solidificación de hierro blanco es:
% de C = 0,0082 TE - 0,0019 TLS - 7,382 (IV)
13. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12, en el que el valor mínimo de la temperatura liquidus de una curva de solidificación grafítica de validez de un modelo de análisis térmico lineal para la zona hipereutéctica que relaciona el carbono equivalente con la temperatura liquidus para una curva de solidificación grafítica y la temperatura eutéctica mínima de una curva de solidificación gris es 1164 °C.
14. Equipo para determinar el contenido de carbono equivalente de una aleación de hierro fundido que tiene una composición hipereutéctica, que comprende una copa de composición (2), una copa térmica (3), ambas dotadas sondas de temperatura, un dispositivo de procesamiento (4) para procesar la mediciones tomadas con las sondas, una base (5) para sostener las copas (2, 3) y para establecer un circuito de medición entre las copas (2, 3) y el dispositivo de procesamiento (4), estando el dispositivo de procesamiento (4) programado para realizar las etapas d) a i) del método de las reivindicaciones 1 a 8 o las etapas d) a f) del método de las reivindicaciones 9 a 13, respectivamente.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP16382651.4A EP3339848B1 (en) | 2016-12-23 | 2016-12-23 | Method to determine the carbon equivalent content of a cast iron alloy having a hypereutectic composition and equipment to carry it out |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2856487T3 true ES2856487T3 (es) | 2021-09-27 |
Family
ID=57850868
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES16382651T Active ES2856487T3 (es) | 2016-12-23 | 2016-12-23 | Método para determinar el contenido de carbono equivalente de una aleación de hierro fundido que tiene una composición hipereutéctica y equipo para realizarlo |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3339848B1 (es) |
| ES (1) | ES2856487T3 (es) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110108745B (zh) * | 2019-06-19 | 2021-11-02 | 南京谱德仪器科技有限公司 | 一种基于无碲样杯的铸铁热分析系统 |
| CN115331406B (zh) * | 2022-07-21 | 2024-02-09 | 南昌大学 | 一种蠕铁制动鼓铁水质量预警系统及其预警方法 |
| CN117250220B (zh) * | 2023-11-15 | 2024-01-30 | 河南钱潮智造有限公司 | 一种铁水热分析方法及装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3546921A (en) * | 1967-08-07 | 1970-12-15 | Harris Muff | Method of producing an initial thermal arrest in the cooling curve of hypereutectic cast iron |
| US4008604A (en) * | 1976-04-07 | 1977-02-22 | Deere & Company | Determination of carbon analysis in irons |
| SE470091B (sv) * | 1992-04-09 | 1993-11-08 | Sintercast Ltd | Förfarande för bestämning av kolekvivalenten hos strukturmodifierade gjutjärnssmältor |
| US5503475A (en) * | 1992-10-23 | 1996-04-02 | Metec Corporation | Method for determining the carbon equivalent, carbon content and silicon content of molten cast iron |
-
2016
- 2016-12-23 ES ES16382651T patent/ES2856487T3/es active Active
- 2016-12-23 EP EP16382651.4A patent/EP3339848B1/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3339848A1 (en) | 2018-06-27 |
| EP3339848B1 (en) | 2020-12-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2856487T3 (es) | Método para determinar el contenido de carbono equivalente de una aleación de hierro fundido que tiene una composición hipereutéctica y equipo para realizarlo | |
| KR920000516B1 (ko) | 주철, 특히 구불구불한 흑연을 함유한 주철의 제조법 | |
| JP5753007B2 (ja) | 金属溶湯の測定及び試料採取用の測定用プローブ | |
| Haccuria et al. | Selected phase equilibria studies in the Al2O3–CaO–SiO2 system | |
| Wang et al. | The effect of cooling conditions on the evolution of non-metallic inclusions in high manganese TWIP steels | |
| CN105866165A (zh) | 一种测定球铁铁水中Mg含量的样杯和方法 | |
| CN103885009B (zh) | 一种永磁体温度系数开路测量装置及测量方法 | |
| CN103063653A (zh) | 灰口铸铁中元素含量的检测方法 | |
| CA1331952C (en) | Method of testing the magnesium content of magnesium-treated cast iron | |
| JP4205309B2 (ja) | 溶融金属の熱分析装置および方法 | |
| Hecht et al. | Thermal transport properties of grey cast irons | |
| ES2623497T3 (es) | Un método de análisis de una fundición de hierro | |
| Benedicks | VII. EXPERIMENTAL RESEARCHES ON THE COOLING POWER OF LIQUIDS, ON QUENCHING VELOCITIES, AND ON THE CONSTITUENTS TROOSTITE AND | |
| CN101542282B (zh) | 用于确定液态含铁金属中碳当量、碳和硅的百分比的装置和方法 | |
| CN106498265A (zh) | 一种球墨铸铁炉前精确调C调Si方法 | |
| ES2617429T3 (es) | Método para influir en la dilatación máxima del hierro fundido | |
| CN103630463A (zh) | 一种铸铁石墨化程度的检测方法 | |
| Arshad et al. | The effect of increasing silicon on mechanical properties of ductile iron | |
| EP2749657B1 (en) | Method for controlling active magnesium in ductile cast iron | |
| JP2638298B2 (ja) | 鋳鉄の炭素当量、炭素量及び珪素量を判定すると共に、その物理的、機械的性質をも予測する方法 | |
| BR112014002861B1 (pt) | Método para dessulfurização de metal quente | |
| Tupaj et al. | The effect of refining and the cooling rate on microstructure and mechanical properties of AlSi7Mg alloy | |
| KR20140017141A (ko) | 전로 내 용강 승온 방법 | |
| JPH0246103B2 (es) | ||
| EP2583089A1 (en) | Method for determining amounts of inoculant to be added to a cast-iron melt |