對鐵水質(zhì)量進(jìn)行熱分析時取鐵水澆入樣杯,在樣杯特定的散熱條件下,
爐前鐵水分析儀首先記錄下樣杯內(nèi)鐵水的凝固溫度曲線。通過對凝固溫度曲線的解析,找出鐵水凝固過程的各種相變特征參數(shù)。將相變特征參數(shù)值帶入與凝固組織建立的數(shù)學(xué)模型后,即可以計算出決定鐵水凝固組織的重要控制參數(shù)。
凝固溫度曲線的個平臺是鐵水降溫到液相線時,生成的固體相釋放結(jié)晶潛熱,維持樣杯散熱產(chǎn)生的恒溫平臺。我們將這個平臺溫度稱做:初晶溫度(TL)。隨后鐵水進(jìn)行的是選擇結(jié)晶過程,選擇結(jié)晶中釋放的結(jié)晶潛熱不足以維持樣杯的散熱,溫度曲線呈緩慢下降的趨勢。選擇結(jié)晶剩余的鐵水到達(dá)共晶成份時,開始共晶凝固。剩余鐵水在共晶凝固中釋放出大量的結(jié)晶潛熱,直至全部鐵水凝固,維持了一個更長的的恒溫平臺。我們稱這個溫度平臺為:共晶溫度(TE)。以上就是白口化鐵水的凝固溫度曲線與相圖的對應(yīng)關(guān)系。
隨著鐵水過熱時間的延長,鐵水中的型核物質(zhì)在逐漸消融。鐵水開始共晶凝固的時間向后推遲,開始共晶凝固的溫度也逐漸降低,伴隨著共晶過冷和再輝現(xiàn)象的發(fā)生。 當(dāng)鐵水中的型核物質(zhì)全部熔解后,鐵水進(jìn)行的是白口化共晶凝固,沒有共晶過冷和再輝現(xiàn)象發(fā)生。開始共晶凝固的時間晚、開始共晶凝固的溫度。凝固組織中的C以Fe3C的形態(tài)存在。 這就是鐵水分析儀通過鐵水共晶凝固的過冷和再輝現(xiàn)象,量化的測量鐵水中型核物質(zhì)的方法。 熱分析技術(shù)應(yīng)用于測定鐵水的化學(xué)成分及鑄件的性能在我國發(fā)展起步較晚,但經(jīng)過數(shù)十年來我國科學(xué)工作者的不斷研究和大量的實踐工作,在理論和實踐上都有了突破性的進(jìn)展,現(xiàn)已進(jìn)入實用階段,并可以逐步取代進(jìn)口同類產(chǎn)品。熱分析法的基本原理是,鐵水在冷卻凝固過程中溫度的變化曲線會發(fā)生相變,隨著結(jié)晶熱量的釋放或吸收,在冷卻曲線上會出現(xiàn)拐點即特征值,該特征值與鐵水的化學(xué)成分及性能有關(guān)。在樣杯中加入一定的合金元素可以改變鑄鐵的凝固方式,從而應(yīng)用于鑄鐵不同性能參數(shù)的測試。