[其他]鑄鐵性能快速測試方法及其測量儀

在審

• 申請號: 101986000002192
• 申請日: 1986-04-07
• 公開（公告）號: CN86102192B
• 公開（公告）日: 1988-05-18
• 發明（設計）人: 涂思柏
• 申請（專利權）人: 嘉興市機械研究所
• 代理公司: 浙江省專利事務所
• 代理人: 孫家豐

一種用于爐前定量測定鑄鐵機械性能和主要化學成分及顯微組織結構、狀態的方法和儀器。其方法為預先以嚴格相同的方法制備同一類鑄鐵的試樣，測出它們的某物理性能相對于基準試樣的變化值Δｂ和其對應的機械性能等參數，找出兩者之間的函數關系。在爐前測試時，以前述相同的方法制備被測試樣，測出被測試樣相對于基準試樣的Δｂ值，從而推算出被測試樣的性能。按此方法做成的儀器在爐前定量檢測時可在３分鐘內測出鑄鐵的性能。

本發明是一種用于爐前定量測定鑄鐵機械性能和主要化學成分、石墨等級、共晶團數等參數的方法及其儀器，屬于用電的方法分析、測定材料性能的領域。

鑄鐵通過變質（孕育）處理，可顯著提高其機械性能，其變質效果一般是通過對機械性能的檢測來了解的。目前鑄鐵性能的爐前檢測方法有三角試塊斷口判定法、快速金相法、熱分析及微分熱分析法、比電阻法、縮前膨脹率法和聲速法等。（見《灰鑄鐵熱分析法的探討》上海機床鑄造廠陳財根、《微分熱分析法測試蠕曼鑄鐵石墨形態的研究》沈陽機電學院丁暉等、《聲速法檢測鑄鐵機械性能及其生產應用》杭州機床廠、杭州市機械研究所李維岳等，1981年11月全國鑄件質量測試技術學術年會、《鑄鐵凝固期間電阻率的變化》南京工學院一機部鄭州機械所、南京汽車廠，布達佩斯1978年45屆國際鑄造年會）。上述諸方法及其相應的檢測、控制裝置有的是定性的分析，有的是從鑄鐵的某一個物理性能側面來反映鑄鐵凝固過程中析出相的變化或主要化學成分的變化。由于受多種因素的影響，對鑄鐵機械性能的快速、定量檢測尚在研究中。在生產中，對鑄鐵機械性能的檢測，當前仍以常規理化檢驗為主，它能宏觀定量地檢測鑄鐵的機械性能及其它性能參數，精度也較高，但需較大的投資，檢測速度不夠快，只能作為成品檢驗，應用于爐前檢測尚有距離。

本發明的目的旨在提出一種能應用于爐前定量檢測鑄鐵變質效果的測試方法及儀器。

鑄鐵經過變質處理，其顯微組織因之而改變，使得它的自由電子密度及其附加散射強弱也發生變化，因而物理性能也隨之改變。同時，鑄造現場的其它多種因素也影響鑄鐵的顯微組織，從而影響其物理性能。因此，在一定條件下，如果能測定鑄鐵由于變質處理而引起的自由電子密度及其散射強弱的變化，且又能找到這一變化與其機械性能之間的關系，就有可能快速、定量測定其機械性能及其它有關性能參數。我們把取決于鑄鐵顯微組織的自由電子密度及其附加散射強弱用因變量Y來表示，影響顯微組織的變質處理效果用自變量P來表示，影響顯微組織的其它因素用自變量X₁來表示，此三者之間的關系用函數F來表示，即：

Y＝F（P、X₁）

用同類鑄鐵，用完全相同的方法制備的試樣，例如用同一爐鐵水分別在變質前和變質后以相同方法制備樣品，并且在同等條件下用同樣的方法按級比較，從而測定物理參數時，可以認為其它因素對鑄鐵的影響相同，即X₁等于常數。我們稱這種方法叫“分級比較法”或“級比法”。此時，上述公式變為：Y＝F（P），變質前P＝P₀，Y＝F（P₀），用Y₀表示之，即：Y₀＝F（P₀）變質后P＝P₁，Y＝F（P₁），用Y₁表示之，即：Y₁＝F（P₁）變質前后因變量的變化絕對值用△Y表示：

△Y＝Y₁-Y₀

其變化的相對值為△Y/Y₀

△Y/Y₀反映了鑄鐵由于變質處理而引起的鑄鐵自由電子密度及其散射強弱的相對變化值，定義：△b＝100Y/Y₀為“級比特征值”。它表示了鑄鐵顯微組織的變化。實驗證明，△b與鑄鐵的機械性能及化學成份有很大的相關性。通過實驗測出鑄鐵機械性能及主要化學成分Q與“級比特征值”△b之間的函數關系：

Q＝C_Q·△b+A_Q