[發(fā)明專利]一種預(yù)測過共晶成分蠕墨鑄鐵蠕化率的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711433775.8
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN108132277B
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉金海;王繼儉;薛海濤;付彬國;趙雪勃;董天順
• 申請（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20;G01N25/04
• 代理公司: 12210 天津翰林知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 胡安朋

1.一種預(yù)測過共晶成分蠕墨鑄鐵蠕化率的方法，其特征在于具體步驟如下：

第一步，通過計(jì)算機(jī)測控系統(tǒng)對過共晶成分蠕墨鑄鐵鐵水溫度隨時(shí)間的變化進(jìn)行記錄并繪制出冷卻曲線：

取經(jīng)過蠕化和孕育處理的蠕墨鑄鐵鐵水澆注到一個(gè)爐前熱分析溫度采集樣杯中，該樣杯中心設(shè)置的一個(gè)K型熱電偶將樣杯中的蠕墨鑄鐵鐵水試樣凝固過程時(shí)的溫度信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡妱?dòng)勢信號，通過數(shù)據(jù)傳輸線將電動(dòng)勢信號傳遞到一個(gè)計(jì)算機(jī)測控系統(tǒng)，該計(jì)算機(jī)測控系統(tǒng)再把電動(dòng)勢信號轉(zhuǎn)換成溫度值，然后把蠕墨鑄鐵鐵水溫度隨時(shí)間的變化記錄下來并繪制出冷卻曲線；

第二步，確定冷卻曲線的類型：

用計(jì)算機(jī)測控系統(tǒng)對上述第一步所繪制的冷卻曲線進(jìn)行微分，得到冷卻曲線的微分曲線，通過檢測微分曲線上極大值的個(gè)數(shù)判斷冷卻曲線上是否有過共晶蠕墨鑄鐵鐵水的冷卻曲線的拐點(diǎn)TGL、過共晶蠕墨鑄鐵鐵水的冷卻曲線的拐點(diǎn)TGU和/或過共晶蠕墨鑄鐵鐵水的冷卻曲線的拐點(diǎn)TGR，進(jìn)而判斷被檢測過共晶蠕墨鑄鐵鐵水的冷卻曲線所屬類型如下：對于Ⅰ型曲線，其微分曲線上會(huì)有3個(gè)極大值分別為MAX1，MAX2，MAX3；對于Ⅱ型曲線，因?yàn)槠錄]有過共晶蠕墨鑄鐵鐵水的冷卻曲線的拐點(diǎn)TGL特征點(diǎn)，所以在微分曲線上只有2個(gè)極大值MAX2和MAX3，而沒有MAX1；對于Ⅲ型曲線，其微分曲線上只有極大值MAX3；因此，當(dāng)計(jì)算機(jī)測控系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)被檢測過共晶蠕墨鑄鐵鐵水的冷卻曲線的微分曲線上有3個(gè)極大值說明該冷卻曲線上既有過共晶蠕墨鑄鐵鐵水的冷卻曲線的拐點(diǎn)TGL又有過共晶蠕墨鑄鐵鐵水的冷卻曲線的拐點(diǎn)TGU和過共晶蠕墨鑄鐵鐵水的冷卻曲線的拐點(diǎn)TGR，判定該冷卻曲線為Ⅰ型曲線；當(dāng)發(fā)現(xiàn)被檢測過共晶蠕墨鑄鐵鐵水的冷卻曲線的微分曲線上有2個(gè)極大值，說明該冷卻曲線上沒有過共晶蠕墨鑄鐵鐵水的冷卻曲線的拐點(diǎn)TGL，而有過共晶蠕墨鑄鐵鐵水的冷卻曲線的拐點(diǎn)TGU和過共晶蠕墨鑄鐵鐵水的冷卻曲線的拐點(diǎn)TGR，判定該冷卻曲線為Ⅱ型曲線，當(dāng)發(fā)現(xiàn)被檢測過共晶蠕墨鑄鐵鐵水的冷卻曲線的微分曲線上只有1個(gè)極大值，說明該冷卻曲線上既沒有過共晶蠕墨鑄鐵鐵水的冷卻曲線的拐點(diǎn)TGL又沒有過共晶蠕墨鑄鐵鐵水的冷卻曲線的拐點(diǎn)TGU和過共晶蠕墨鑄鐵鐵水的冷卻曲線的拐點(diǎn)TGR，判定該冷卻曲線為Ⅲ型曲線；

第三步，預(yù)測過共晶成分蠕墨鑄鐵蠕化率：

用計(jì)算機(jī)測控系統(tǒng)確定上述第一步所得的冷卻曲線的特征值，若第二步中判定第一步所得的冷卻曲線是Ⅰ型曲線，特征值包括△T₁、△T₂、K₁、K₂、TEU、TES、TGU、TGL；若第二步中判定第一步所得的冷卻曲線是Ⅱ型曲線，特征值包括△T₁、△T₂、K₁、K₂、TEU、TES、TGU；若第二步中判定第一步所得的冷卻曲線是Ⅲ型曲線，特征值包括△T₁、△T₂、K₁、K₂、TEU、TES，其中TEU為過共晶蠕墨鑄鐵共晶最低溫度、TES為過共晶蠕墨鑄鐵共晶結(jié)束溫度、TGU為過共晶蠕墨鑄鐵共晶前奧氏體析出最低溫度、TGL為過共晶蠕墨鑄鐵初生石墨析出溫度、△T₁為過共晶蠕墨鑄鐵共晶再輝、△T₂為過共晶蠕墨鑄鐵TEU與TES的溫度差、K₁為過共晶蠕墨鑄鐵共晶后期占整個(gè)凝固過程的時(shí)間比例、K₂為過共晶蠕墨鑄鐵鐵水的冷卻曲線的拐點(diǎn)TEU前的凝固占整個(gè)凝固過程的時(shí)間比例，然后計(jì)算機(jī)測控系統(tǒng)根據(jù)第一步所得的冷卻曲線的類型自動(dòng)選擇以下相應(yīng)公式計(jì)算預(yù)測過共晶成分蠕墨鑄鐵蠕化率：

公式(1)：VGR_Ⅰ＝c₀+c₁·△T₁+c₂·△T₂+c₃·K₁+c₄·K₂+c₅·TEU+c₆·TES+c₇·TGU+c₈·TGL，

公式(2)：VGR_Ⅱ＝c₀+c₁·△T₁+c₂·△T₂+c₃·K₁+c₄·K₂+c₅·TEU+c₆·TES+c₇·TGU，

公式(3)：VGR_Ⅲ＝c₀+c₁·△T₁+c₂·△T₂+c₃·K₁+c₄·K₂+c₅·TEU+c₆·TES，

其中，VGR_Ⅰ、VGR_Ⅱ和VGR_Ⅲ分別代表Ⅰ型曲線、Ⅱ型曲線和Ⅲ型曲線所示被檢測過共晶蠕墨鑄鐵鐵水的預(yù)測蠕化率；對于Ⅰ型曲線，K₁＝t_TES-TER/t_TES-TGL，K₂＝t_TEU-TGL/t_TES-TGL；對于Ⅱ型曲線，K₁＝t_TES-TER/t_TES-TGU，K₂＝t_TEU-TGU/t_TES-TGU；對于Ⅲ型曲線，K₁＝t_TES-TER/t_TES-TEU，K₂＝0；△T₁＝TER-TEU，△T₂＝TEU-TES；t_TES-TER為TER到TES的時(shí)間，t_TES-TGL為TGL到TES的時(shí)間，t_TEU-TGL為TGL到TEU的時(shí)間，t_TEU-TGU為TGU到TEU的時(shí)間，t_TES-TGU為TGU到TES的時(shí)間，t_TES-TEU為TEU到TES的時(shí)間；c₀為常數(shù)，c₁、c₂、c₃、c₄、c₅、c₆、c₇、c₈為預(yù)測公式中各項(xiàng)的系數(shù)，c₀和預(yù)測公式中各項(xiàng)的系數(shù)是通過把蠕墨鑄鐵鐵水溫度隨時(shí)間的變化記錄下來并繪制出的冷卻曲線的上述特征值作為自變量，把由快速金相法測得的每條冷卻曲線所對應(yīng)鑄件的實(shí)際蠕化率作為因變量進(jìn)行多元線性回歸得到的；上述TGR的物理意義為過共晶蠕墨鑄鐵共晶前奧氏體析出回升最高溫度；上述TER的物理意義為過共晶蠕墨鑄鐵共晶回升最高溫度。